DE102010031579B4

DE102010031579B4 - Production of fiber composite components from prepreg blanks

Info

Publication number: DE102010031579B4
Application number: DE102010031579.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Hanke; Jochen Schmidt; Dr. Herbeck Lars; Dirk Holzhüter; Tobias Ströhlein; Heiko Assing
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2015-06-18
Anticipated expiration: 2030-07-21
Also published as: DE102010031579A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus Prepreg-Zuschnitten (1), wobei mehrere Prepreg-Zuschnitte (1) in einer sich zumindest teilweise überlappenden Anordnung nacheinander auf einem Formwerkzeug (14) abgelegt werden,
– wobei die Prepreg-Zuschnitte (1) eine Vielzahl identischer, nicht rechteckiger Prepreg-Zuschnitte (1) umfassen, die eine maximale Abmessung (3) aufweisen, welche um mindestens 50% kleiner ist als die minimale Ausdehnung einer aus den Prepreg-Zuschnitten (1) ausgebildeten Oberfläche des Faserverbundbauteils,
– wobei die Prepreg-Zuschnitte (1) maximal sechs verschiedene Prepreg-Zuschnitte (1) umfassen, und
– wobei die Prepreg-Zuschnitte (1) zu mindestens 80% gleichseitige Fünfecke (4), Sechsecke (2), Siebenecke (9), Achtecke oder Kreise (10) sind.Method for producing a fiber composite component from prepreg blanks (1), wherein a plurality of prepreg blanks (1) are deposited successively on a forming tool (14) in an at least partially overlapping arrangement,
Wherein the prepreg blanks (1) comprise a plurality of identical, non-rectangular prepreg blanks (1) which have a maximum dimension (3) which is at least 50% smaller than the minimum extent of one of the prepreg blanks ( 1) formed surface of the fiber composite component,
- wherein the prepreg blanks (1) comprise a maximum of six different prepreg blanks (1), and
- wherein the prepreg blanks (1) are at least 80% equilateral pentagons (4), hexagons (2), heptagon (9), octagons or circles (10).

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus Prepreg-Zuschnitten und auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Patentanspruchs 14.The invention relates to a method for producing a fiber composite component from prepreg blanks and to an apparatus for carrying out such a method according to the preamble of independent patent claim 14.

Unter einem Prepreg versteht man ein Halbzeug aus vorimprägnierten Fasern. Bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen aus Prepregs müssen daher die Fasern nach ihrer Anordnung auf einem Formwerkzeug nicht mehr mit einem Harz imprägniert werden. Eine solche nachträglich Infiltrierung mit Harz ist hingegen bei der Herstellung eines Faserverbundbauteils auf Basis sogenannter Preforms erforderlich, auch wenn diese Preforms, um sie aneinander fixieren zu können, neben den Fasern bereits ein Bindemittel aufweisen.A prepreg is a semi-finished product made from preimpregnated fibers. In the production of fiber composite components from prepregs, therefore, the fibers no longer need to be impregnated with a resin after being placed on a mold. Such subsequent infiltration with resin, however, is required in the manufacture of a fiber composite component based on so-called preforms, even if these preforms, in order to be able to fix them together, already have a binder in addition to the fibers.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Zu den bekannten Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus Prepreg-Zuschnitten zählt die Herstellung von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoff in sogenannter Tapelegetechnik. Hierbei werden zur Herstellung zumindest annähernd ebener Bauteile Abschnitte eines Prepreg-Bands auf einem Formwerkzeug abgelegt. Die derart ausgebildeten Faserverbundbauteile sind zwar hochwertig, eine Ausweitung der Tapelegetechnik auf komplexere Raumformen ist jedoch nicht möglich.Among the known methods for producing a fiber composite component from prepreg blanks is the production of components made of fiber composite material in so-called Tapelegetechnik. In this case, portions of a prepreg tape are placed on a mold for producing at least approximately planar components. Although the fiber composite components designed in this way are of high quality, it is not possible to expand the stacking technique to more complex spatial forms.

In einem als Fibre Placement bekannten weiteren Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus Prepreg-Zuschnitten werden Abschnitte schmaler Prepreg-Bänder, sogenannter Rowings auf einem Formwerkzeug abgelegt. Auf diese Weise können auch komplexere Strukturen ausgebildet werden. Das Fibre Placement zeichnet sich jedoch durch geringe Ablegeleistung und – soweit es automatisiert durchgeführt wird – hohen Programmieraufwand aus.In a further known as fiber placement method for producing a fiber composite component from prepreg blanks sections of narrow prepreg tapes, so-called rowing are placed on a mold. In this way, even more complex structures can be formed. However, Fiber Placement is characterized by low deposit performance and - as far as it is automated - high programming effort.

Zur Herstellung von Faserverbundbauteilen auf Basis von Preforms ist z. B. aus der DE 10 2007 012 608 B4 das sogenannte Fibre Patch Preforming bekannt. Hierbei werden Faserbandstücke von einem flachen Faserband abgeschnitten, an einer vorgegebenen Aufnahmeposition mittels einer Legevorrichtung aufgenommen an einer vordefinierten Position platziert und dort mittels eines Bindermaterials fixiert. Diese Schritte werden zum Platzieren und Fixieren weiterer Faserbandstücke an anderen vordefinierten Positionen wiederholt und mittels eines Legekopfs durchgeführt. Vorzugsweise wird das flache Faserband bei diesem bekannten Verfahren durch Aufspreizen eines Faserfilamentbündels bereitgestellt.For the production of fiber composite components based on preforms z. B. from the DE 10 2007 012 608 B4 the so-called fiber patch preforming known. Here, sliver pieces are cut from a flat sliver, taken at a predetermined receiving position by means of a laying device placed at a predefined position and fixed there by means of a binder material. These steps are repeated to place and fix further sliver pieces at other predefined positions and performed by means of a laying head. Preferably, the flat sliver is provided in this known method by spreading a fiber filament bundle.

Aus der DE 41 30 269 C2 ist ein Verfahren zum Herstellen laminierter Prepreg-Teile bekannt, wobei mehrere Prepreg-Zuschnitte in einer sich zumindest teilweise überlappenden Anordnung nacheinander auf einem Formwerkzeug abgelegt werden, wobei die Prepreg-Zuschnitte eine Vielzahl nicht rechteckiger Prepreg-Zuschnitte umfassen, die eine maximale Abmessung aufweisen, welche um mindestens 50% kleiner ist als die minimale Ausdehnung einer aus den Prepreg-Zuschnitten ausgebildeten Oberfläche des Faserverbundbauteils. Weiterhin wird hier eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 14 beschrieben. Ein Prepreg-Band bestehend aus einer an einem Trägerpapier anhaftenden Prepreg-Lage wird vorgefertigt. Das Prepreg-Band wird bis zu einer Tiefe, die zum Durchtrennen der Prepreg-Lage, jedoch nicht zum Durchtrennen des Trägerpapiers hinreichend ist, in einer vorbestimmten Konfiguration unter Ausbildung von Prepreg-Segmenten eingeschnitten. Nach Entfernen von Anteilen der Prepreg-Lage von dem Trägerpapier, die nicht zu den Prepreg-Segmenten gehören, wird das Prepreg-Band an einer Laminierausrüstung angebracht. Die Laminierausrüstung wird in einer vorbestimmten Richtung unter Andrücken des Prepreg-Bands gegen die Oberfläche eines Arbeitstisches bewegt, wobei die Prepreg-Segmente von dem Trägerpapier abgeschält werden und die abgeschälten Prepreg-Segmente an der Oberfläche des Arbeitstisches anhaften. Das Prepreg-Band wird aufeinanderfolgend in einer vorbestimmten Richtung so orientiert, dass sich die Prepreg-Segmente zu einer ersten Lage eines Prepreg-Flächengebildes vorbestimmter Konfiguration zusammenfügen. Weitere Lagen werden entsprechend unter Drehung des Orientierungswinkels des Prepreg-Bands zwischen den Lagen ausgebildet. Die Formen der einzelnen Prepreg-Segmente werden auf das herzustellende Prepreg-Flächengebilde abgestimmt.From the DE 41 30 269 C2 a method for producing laminated prepreg parts is known, wherein a plurality of prepreg blanks are deposited in an at least partially overlapping arrangement successively on a mold, wherein the prepreg blanks comprise a plurality of non-rectangular prepreg blanks having a maximum dimension, which is at least 50% smaller than the minimum extent of a formed from the prepreg blanks surface of the fiber composite component. Furthermore, an apparatus for carrying out the method with the features of the preamble of independent claim 14 is described here. A prepreg tape consisting of a prepreg sheet adhering to a backing paper is prefabricated. The prepreg tape is cut to a depth sufficient for severing the prepreg sheet but not severing the backing paper in a predetermined configuration to form prepreg segments. After removing portions of the prepreg sheet from the backing paper which do not belong to the prepreg segments, the prepreg tape is attached to a lamination equipment. The laminating equipment is moved in a predetermined direction by pressing the prepreg tape against the surface of a work table, the prepreg segments are peeled from the backing paper and the peeled prepreg segments adhere to the surface of the work table. The prepreg tape is sequentially oriented in a predetermined direction so that the prepreg segments join together to form a first layer of prepreg sheet of predetermined configuration. Further layers are accordingly formed by rotating the orientation angle of the prepreg tape between the layers. The shapes of the individual prepreg segments are matched to the prepreg sheet to be produced.

Aus der DE 692 08 722 T2 sind ein integriertes automatisches Herstellungssystem und ein Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffen bekannt, die für eine automatische, integrierte Vor-Härtung-Verarbeitung von Prepreg-Verbundmaterialien sorgen. Einseitiger, gewebter Prepreg-Graphit wird zu einzelnen Lagen mit vorbestimmten Formen oder Mustern zugeschnitten, d. h. mit Konfigurationen, die von der Konfiguration des herzustellenden Verbundgegenstands und/oder von den Konturen, d. h. von der Konfiguration der Formgebungsoberfläche, des Verbundgegenstandsformwerkzeugs abhängig sind. Diese Zuschnitte werden auf Stapeltabletts abgelegt. Die Stapeltabletts werden zu Stapeln angeordnet, um sie zwischenzulagern. Von diesen Stapeltabletts werden die Zuschnitte später zur weiteren Verwendung abgenommen.From the DE 692 08 722 T2 For example, there are known an integrated automated manufacturing system and method of making composites that provide automated, integrated pre-cure processing of prepreg composites. Single-sided, woven prepreg graphite is cut into individual plies having predetermined shapes or patterns, that is, configurations that depend on the configuration of the composite article being produced and / or on the contours, ie, the configuration of the forming surface, of the composite article mold. These blanks are placed on stacking trays. The stack trays are stacked to temporarily store them. From these stacking trays the blanks are later removed for further use.

Aus der WO 2004/030897 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Verbundmaterialien bekannt. Dabei werden Prepreg-Abschnitte mit unidirektionaler Faserorientierung hergestellt, die Orientierung der einzelnen Abschnitte wird zufällig gemacht. Aus den Abschnitten mit zufälliger Orientierung wird eine Schicht geschüttet, die dann ausgehärtet wird.From the WO 2004/030897 A1 For example, a method for producing composite materials is known. Here, prepreg sections are produced with unidirectional fiber orientation, the orientation of the individual sections is made random. From the sections with random orientation, a layer is poured, which is then cured.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus Prepreg-Zuschnitten und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Patentanspruchs 14 aufzuzeigen, mit denen auch komplexe, wie beispielsweise gekrümmte Faserverbundbauteile auf Basis von Prepregs mit begrenztem Aufwand automatisiert herstellbar sind.The invention has for its object to provide a method for producing a fiber composite component from prepreg blanks and a device suitable for carrying out this method according to the preamble of the independent claim 14, with which complex, such as curved fiber composite components based on prepregs with limited effort can be produced automatically.

LÖSUNGSOLUTION

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.According to the invention, the object is achieved by a method having the features of independent patent claim 1 and a device having the features of independent patent claim 14. Preferred embodiments of the method and apparatus are defined in the dependent claims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Bei dem neuen Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus Prepreg-Zuschnitten umfassen die Prepreg-Zuschnitte eine Vielzahl identischer, nicht rechteckiger Prepreg-Zuschnitte, die eine maximale Abmessung aufweisen, welche um mindestens 50% kleiner ist als die minimale Ausdehnung einer aus den Prepreg-Zuschnitten ausgewählten Oberfläche des Faserverbundbauteils. Dabei sind die Ausdehnungen der aus dem Prepreg-Zuschnitten ausgebildeten Oberfläche des Faserverbundbauteils gleichbedeutend mit den Ausdehnungen einer aus den Prepreg-Zuschnitten ausgebildeten Wandung des Faserbundbauteils in deren Haupterstreckungsrichtungen. Die in den Prepreg-Zuschnitten vorgesehenen Verstärkungsfasern laufen damit in keiner Dimension des nach dem neuen Verfahren hergestellten Faserverbundbauteils durch, da sie an den Grenzen jedes Prepreg-Zuschnitts enden. Dennoch werden nach dem neuen Verfahren hochwertige Faserverbundbauteile hergestellt, deren Steifigkeit derjenigen von Faserverbundbauteilen mit durchlaufenden Verstärkungsfasern nur wenig nachsteht und deren Festigkeit ab einer gewissen Größe der Prepreg-Zuschnitte und Anzahl von Schichten annähernd mit derjenigen von Faserverbundbauteilen mit durchlaufenden Verstärkungsfasern vergleichbar ist. Durch den Verzicht auf durchlaufende Verstärkungsfasern kann aber darauf verzichtet werden, die Prepreg-Zuschnitte an die konkrete Form des jeweiligen Faserverbundbauteils anzupassen. So werden nach dem neuen Verfahren unterschiedliche Faserverbundbauteile aus gleichen Prepreg-Zuschnitten aufgebaut. Dabei können sogar alle verwendeten Prepreg-Zuschnitte identisch sein. Zumindest ist es bevorzugt, wenn nur eine geringe Anzahl unterschiedlicher Prepreg-Zuschnitte verwendet wird. Das neue Verfahren basiert damit auf dem Einsatz von Gleichteilen mit den hieraus resultierenden bekannten Vorteilen bei der Verbrauchsmaterialbeschaffung und -lagerhaltung. Die bei dem neuen Verfahren eingesetzten Prepreg-Zuschnitte sind zumindest im Umfang einer Vielzahl identischer Prepreg-Zuschnitte nicht rechteckig, d. h. nicht nur einfache Abschnitte eines Prepreg-Bands. Von der Rechteckform abweichende Zuschnitte erweisen sich bei der Herstellung komplexer Raumformen von Faserverbundbauteilen als äußerst nützlich. Es spricht aber nichts dagegen, neben diesen nicht rechteckigen Prepreg-Zuschnitten auch rechteckige, wie beispielsweise quadratische Prepreg-Zuschnitte einzusetzen, wenn dies auch nicht unbedingt bevorzugt ist.In the new method of making a fiber composite component from prepreg blanks, the prepreg blanks comprise a plurality of identical non-rectangular prepreg blanks having a maximum dimension that is at least 50% smaller than the minimum extent of one of the prepreg blanks selected surface of the fiber composite component. The expansions of the surface of the fiber composite component formed from the prepreg blanks are equivalent to the dimensions of a wall of the fiber composite component formed from the prepreg blanks in their main directions of extent. The reinforcing fibers provided in the prepreg blanks thus do not pass through in any dimension of the fiber composite component produced by the novel process since they terminate at the boundaries of each prepreg blank. Nevertheless, according to the new method, high-quality fiber-composite components are produced whose stiffness is only slightly inferior to that of fiber composite components with continuous reinforcing fibers and their strength is comparable to that of fiber composite components with continuous reinforcing fibers at a certain size of prepreg blanks and number of layers. By dispensing with continuous reinforcing fibers, however, it is possible to dispense with adapting the prepreg blanks to the specific shape of the respective fiber composite component. Thus, according to the new method different fiber composite components are constructed from the same prepreg blanks. Even all prepreg blanks used can be identical. At least it is preferred if only a small number of different prepreg blanks are used. The new process is thus based on the use of identical parts with the resulting known advantages in consumables procurement and storage. The prepreg blanks used in the new process are not rectangular at least to the extent of a plurality of identical prepreg blanks, d. H. not just simple sections of a prepreg tape. Non-rectangular blanks are extremely useful in the fabrication of complex spatial shapes of fiber composite components. There is nothing wrong, however, in addition to these non-rectangular prepreg blanks also rectangular, such as square prepreg blanks use, although this is not necessarily preferred.

Bei dem neuen Verfahren werden nicht mehr als sechs verschiedene Prepreg-Zuschnitte verwendet. Vorzugsweise beträgt die Anzahl der verschiedenen Prepreg-Zuschnitte nicht mehr als vier und noch mehr bevorzugt nicht mehr als zwei. Bei abwickelbaren Formen ist es vielfach möglich, das Verfahren auf Basis nur einer einzigen Größe von regelmäßig sechseckigen Prepreg-Zuschnitten durchzuführen.The new process uses no more than six different prepreg blanks. Preferably, the number of different prepreg blanks is not more than four, and more preferably not more than two. In the case of developable molds, it is often possible to carry out the process on the basis of only a single size of regular hexagonal prepreg blanks.

Wenn verschiedene Prepreg-Zuschnitte bei dem neuen Verfahren eingesetzt werden, können diese mindestens zwei Prepreg-Zuschnitte umfassen, von denen der eine eine Hälfte, ein Drittel oder ein Viertel des anderen ist. Bevorzugt ist es insbesondere, wenn der eine Prepreg-Zuschnitt die Hälfte des anderen Prepreg-Zuschnitts ist. Mittels solcher Zuschnittteile bezogen auf die größeren Prepreg-Zuschnitte können insbesondere Randbereiche des Faserverbundbauteils in günstiger Weise, d. h. ohne große Überstände über Besäumungslinien, entlang derer das fertige Faserverbundbauteil durch Abschneiden besäumt wird, ausgebildet werden.If various prepreg blanks are used in the new process, they may comprise at least two prepreg blanks, one of which is one-half, one-third, or one-fourth of the other. It is particularly preferred if the one prepreg blank is half of the other prepreg blank. By means of such blank parts, based on the larger prepreg blanks, in particular edge regions of the fiber composite component can be produced in a favorable manner, ie. H. without large projections on Besäumungslinien along which the finished fiber composite component is trimmed by cutting, are formed.

Besonders bevorzugt ist es, wenn nicht nur die Prepreg-Zuschnitte der erfindungsgemäßen Vielzahl identischer Prepreg-Zuschnitte sondern sämtliche Prepreg-Zuschnitte eine maximale Abmessung aufweisen, welche um mindestens 50% kleiner als die minimale Ausdehnung einer aus den Prepreg-Zuschnitten ausgebildeten Oberfläche des Faserverbundbauteils ist. Bevorzugt ist es sogar, wenn die Prepreg-Zuschnitte im Vergleich zu den Ausdehnungen des Faserverbundbauteils sämtlich noch kleiner sind, vorzugsweise um mindestens 80, noch mehr bevorzugt um mindestens 90%.It is particularly preferred if not only the prepreg blanks of the inventive multiplicity of identical prepreg blanks but also all prepreg blanks have a maximum dimension which is at least 50% smaller than the minimum extent of a surface of the fiber composite component formed from the prepreg blanks , It is preferred even if the prepreg blanks compared to the Extensions of the fiber composite component are all even smaller, preferably by at least 80, more preferably by at least 90%.

Die absoluten maximalen Abmessungen der Prepreg-Zuschnitte liegen vorzugsweise in einem Bereich von 60 bis 300 mm. Die untere Grenze dieses Bereichs wird dadurch markiert, dass ab etwa 60 mm Länge der Verstärkungsfasern das aus den Prepreg-Zuschnitten ausgebildete Faserverbundbauteil annähernd gleiche Zugfestigkeit aufweist wie ein Faserverbundbauteil mit durchlaufenden Verstärkungsfasern. Die Obergrenze von 300 mm wird dadurch gesetzt, dass mit immer größer werdenden Prepreg-Zuschnitten die Schwierigkeit anwächst, komplexe geometrische Formen des jeweiligen Faserverbundbauteils ohne Falten in den Prepreg-Zuschnitten zu realisieren. Wenn das Faserverbundbauteil jedoch auch großflächige ebene Abschnitte aufweist, mag bei dem neuen Verfahren auch eine Vielzahl von identischen Prepreg-Zuschnitten relativ großer Abmessungen zum Einsatz kommen, um speziell diese Bereiche des Faserverbundbauteils auszubilden.The absolute maximum dimensions of the prepreg blanks are preferably in a range of 60 to 300 mm. The lower limit of this range is marked by the fact that from approximately 60 mm in length of the reinforcing fibers, the fiber composite component formed from the prepreg blanks has approximately the same tensile strength as a fiber composite component with continuous reinforcing fibers. The upper limit of 300 mm is set by the fact that with increasing prepreg blanks the difficulty increases to realize complex geometric shapes of the respective fiber composite component without wrinkles in the prepreg blanks. However, if the fiber composite component also has large-area flat sections, in the new method, a plurality of identical prepreg blanks of relatively large dimensions may be used to specifically form these areas of the fiber composite component.

Besonders bevorzugt sind Prepreg-Zuschnitte in Form gleichseitiger Vielecke mit fünf bis acht Seiten bzw. Ecken, insbesondere Fünfecke und Sechsecke. Daneben können auch kreisförmige Prepreg-Zuschnitte eingesetzt werden. Als vielfach ideal erweist es sich, im Wesentlichen Prepreg-Zuschnitte in Form gleichseitiger Sechsecke zu verwenden und diese um Prepreg-Zuschnitte in Form gleichseitiger Fünfecke zu ergänzen, die die gleiche Seitenlänge wie die Sechsecke aufweisen. Auf diese Weise können einzelne Lagen aus nebeneinander angeordneten und sich innerhalb dieser einzelnen Lagen nicht überlappenden Prepreg-Zuschnitten ausgebildet werden.Particularly preferred are prepreg blanks in the form of equilateral polygons with five to eight sides or corners, in particular pentagons and hexagons. In addition, circular prepreg blanks can be used. It proves to be ideal in many cases to use prepreg blanks in the form of equilateral hexagons and to supplement these with prepreg blanks in the form of equilateral pentagons which have the same side length as the hexagons. In this way, individual layers of juxtaposed and not overlapping within these individual layers prepreg blanks can be formed.

Wenn das herzustellende Faserverbundbauteil stärker zweidimensional gekrümmt ist, können die Prepreg-Zuschnitte sinnvoller Weise auch verzerrte Vielecke, insbesondere verzerrte Sechsecke sein. Sonst handelt es sich bevorzugt um regelmäßige Vielecke, insbesondere regelmäßige Sechsecke.If the fiber composite component to be produced is more strongly curved in two dimensions, the prepreg blanks can also be meaningfully distorted polygons, in particular distorted hexagons. Otherwise, it is preferably a regular polygons, especially regular hexagons.

Wenn die Prepreg-Zuschnitte in den einzelnen Lagen aneinander stoßend, sich aber nicht überlappend angeordnet werden, erfolgt die Überlappung verschiedener Prepreg-Zuschnitte zwischen mehreren solcher Einzellagen.If the prepreg blanks abut each other in the individual layers, but are not arranged overlapping, the overlapping of different prepreg blanks takes place between several such individual layers.

Die Prepreg-Zuschnitte können bei den erfindungsgemäßen Verfahren aber auch in jeder Schicht des Faserverbundbauteils schuppenförmig, d. h. sich in jeder Schicht zumindest teilweise überlappend angeordnet werden.The prepreg blanks can in the inventive method but also in each layer of the fiber composite component flaky, d. H. be arranged in each layer at least partially overlapping.

Bei einem mehrschichtigen Aufbau des erfindungsgemäß hergestellten Faserverbundbauteils ist es bevorzugt, wenn jede Schicht durch die Anordnung der Prepreg-Zuschnitte isotrop ausgebildet ist, d. h. durch die Orientierung der einzelnen Prepreg-Zuschnitte eine isotrope Verteilung der Ausrichtung der Verstärkungsfasern über diese Schicht realisiert wird. Wenn hingegen die einzelnen Schichten nicht isotrop aufgebaut sind, aber isotrope Eigenschaften des Faserverbundbauteils angestrebt werden, kann die Isotropie über die Summe der einzelnen Schichten des Faserverbundbauteils realisiert werden.In the case of a multilayer structure of the fiber composite component produced according to the invention, it is preferred if each layer is formed isotropically by the arrangement of the prepreg blanks, ie. H. the orientation of the individual prepreg blanks achieves an isotropic distribution of the orientation of the reinforcing fibers over this layer. If, on the other hand, the individual layers are not constructed isotropically but the isotropic properties of the fiber composite component are desired, the isotropy can be realized over the sum of the individual layers of the fiber composite component.

Zur einfachen Umsetzung des neuen Verfahrens können die einzelnen Prepreg-Zuschnitte der Vielzahl der identischen Prepreg-Zuschnitte in definierter Orientierung in einem Speicher vorgehalten, in dieser definierten Orientierung aus dem Speicher entnommen und in dieser definierten Orientierung auf dem Formwerkzeug abgelegt werden. Dabei kann die Vielzahl der identischen Prepreg-Zuschnitte in Form eines Stapels oder auf einem Trägerband vorgehalten werden. Der Stapel bietet sich insbesondere bei nicht selbstklebenden, d. h. sogenannten nontacky Prepregs an, während die Anordnung auf dem Trägerband bei selbstklebenden, d. h. sogenannten self adhesive Prepregs bevorzugt ist.For easy implementation of the new method, the individual prepreg blanks of the plurality of identical prepreg blanks can be held in a defined orientation in a memory, taken in this defined orientation from the memory and stored in this defined orientation on the mold. In this case, the plurality of identical prepreg blanks can be kept in the form of a stack or on a carrier tape. The stack is particularly suitable for non-self-adhesive, d. H. so-called nontacky prepregs, while the arrangement on the carrier tape in self-adhesive, d. H. so-called self-adhesive prepregs is preferred.

Die einzelnen Prepreg-Zuschnitte können jeweils unidirektionale Verstärkungsfasern, mehrere unterschiedlich ausgerichtete Lagen von jeweils unidirektionalen Verstärkungsfasern oder ein Gewebe aus Verstärkungsfasern aufweisen. Im einfachsten Fall sind unidirektionale Verstärkungsfasern vorgesehen. Gewünschte isotrope Eigenschaften werden dabei nicht bereits innerhalb eines einzelnen Prepreg-Zuschnitts erreicht, sondern erst durch die Anordnung der Vielzahl der Prepreg-Zuschnitte mit aufeinander abgestimmter Ausrichtung der jeweils unidirektionalen Verstärkungsfasern.The individual prepreg blanks may each comprise unidirectional reinforcing fibers, a plurality of differently oriented layers of unidirectional reinforcing fibers, or a web of reinforcing fibers, respectively. In the simplest case, unidirectional reinforcing fibers are provided. Desired isotropic properties are not already achieved within a single prepreg blank, but only by the arrangement of the plurality of prepreg blanks with coordinated alignment of each unidirectional reinforcing fibers.

Insbesondere können bei dem neuen Verfahren mehrere Prepreg-Zuschnitte über mindestens einen einfach oder mehrfach, d. h. in mehreren Dimensionen gekrümmten Bereich des Formwerkzeugs hinweg abgelegt werden, ohne dabei, obwohl sie selbst eine ebene Grundform haben, Falten oder Verwerfungen auszubilden, weil die einzelnen Prepreg-Zuschnitte aufgrund ihrer geringen Abmessungen problemlos auch dreidimensional verformt werden können.In particular, in the new process, a plurality of prepreg blanks can be cut over at least one or more times, d. H. be deposited in several dimensions curved area of the mold away, without thereby, although they themselves have a flat basic shape, folds or faults form, because the individual prepreg blanks can be easily deformed three-dimensional due to their small dimensions.

Zum Fixieren von self adhesive Prepreg-Zuschnitten auf dem Formwerkzeug reicht das Andrücken der Prepreg-Zuschnitte mit ihrer selbstklebenden Seite nach unten aus. Bei non adhesive Prepreg-Zuschnitten kann zuvor ein zusätzliches Bindemittel aufgetragen werden oder eine (Teil-)Aktivierung des Harzanteils der Prepregs zum Beispiel durch Erwärmung erfolgen.To fix self-adhesive prepreg blanks on the mold, the pressing of the prepreg blanks with their self-adhesive side is sufficient downwards. In the case of non-adhesive prepreg blanks, an additional binder may be previously applied or (partial) activation of the resin portion of the prepregs carried out, for example, by heating.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens mit einem Prepreg-Vorrat und mit einer Ablageeinrichtung zum nacheinander Ablegen von mehreren Prepreg-Zuschnitten auf ein Formwerkzeug in einer sich zumindest teilweise überlappenden Anordnung umfasst der Prepreg-Vorrat mindestens einen Speicher, der eine Vielzahl identischer, nicht rechteckiger Prepreg-Zuschnitte mit einer maximalen Abmessung von 60 bis 300 mm in definierter Orientierung aufnimmt, wobei die Ablageeinrichtung die Prepreg-Zuschnitte in definierter Orientierung aus dem Speicher entnimmt und in definierter Orientierung auf dem Formwerkzeug ablegt. Wie bereits im Zusammenhang mit dem neuen Verfahren angedeutet wurde, kann die Vielzahl der identischen Prepreg-Zuschnitte die Form eines Stapels aufweisen oder auf ein Trägerband angeordnet sein. A device according to the invention for carrying out the new method with a prepreg supply and with a depositing device for sequentially depositing a plurality of prepreg blanks onto a forming tool in an at least partially overlapping arrangement, the prepreg supply comprises at least one store which does not have a plurality of identical ones rectangular prepreg blanks with a maximum dimension of 60 to 300 mm in a defined orientation receives, wherein the storage device removes the prepreg blanks in a defined orientation from the memory and deposits in a defined orientation on the mold. As already indicated in connection with the new method, the plurality of identical prepreg blanks may have the form of a stack or be arranged on a carrier tape.

Die Ablageeinrichtung weist weiterhin vorzugsweise einen elastisch verformbaren Andrückkopf zum Fixieren der Prepreg-Zuschnitte beim Ablegen auf dem Formwerkzeug unter Andrücken auf. Die elastische Verformbarkeit des Andrückkopfs stellt dabei sicher, dass die Prepreg-Zuschnitte auch an ein- oder mehrfach gekrümmte Bereiche des Formwerkzeugs ganzflächig angedrückt werden.The storage device further preferably has an elastically deformable pressure head for fixing the prepreg blanks when placed on the mold under pressure. The elastic deformability of the pressure head ensures that the prepreg blanks are also pressed over the entire surface of one or more curved regions of the mold.

Die Vielzahlen von Prepreg-Zuschnitten zur Durchführung des neuen Verfahrens sind als Stapel von identischen nicht rechteckigen Prepreg-Zuschnitten oder als Trägerband mit darauf angeordneten identischen, nicht rechteckigen Prepreg-Zuschnitten vorgesehen, die eine maximale Abmessung von 60 bis 300 mm aufweisen und definiert orientiert sind. Die bevorzugten Ausführungsformen der Prepreg-Zuschnitte dieser Vielzahlen wurde bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren näher erläutert.The pluralities of prepreg blanks for carrying out the new process are provided as stacks of identical non-rectangular prepreg blanks or as a carrier tape having thereon identical non-rectangular prepreg blanks having a maximum dimension of 60 to 300 mm and being well oriented , The preferred embodiments of the prepreg blanks of these pluralities has already been explained in more detail in connection with the method according to the invention.

Es versteht sich, dass die Herstellung des Faserverbundbauteils nach dem Ablegen der Prepreg-Zuschnitte auf dem Formwerkzeug regelmäßig das Aufbringen von Trenn- oder Abreißgeweben, das Abdecken mit einem Vakuumsack, das Evakuieren der Formkavität zwischen dem Formwerkzeug und dem Vakuumsack und das Aushärten des Matrixharzes der Prepreg-Zuschnitte in einem Autoklaven unter Entgasung durch das Vakuum umfasst.It is understood that the production of the fiber composite component after depositing the prepreg blanks on the mold regularly applying the separation or Abreißgeweben, covering with a vacuum bag, evacuating the mold cavity between the mold and the vacuum bag and the curing of the matrix resin Prepreg blanks in an autoclave with degassing by the vacuum comprises.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the introduction to the description are merely exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Further features are the drawings - in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components to each other and their relative arrangement and operative connection - refer. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben.The invention is explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the accompanying drawings and described.

1 zeigt sechs verschiedene, nicht rechteckige Prepreg-Zuschnitte, wie sie bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils jeweils in einer Vielzahl zur Verwendung kommen können. 1 shows six different, non-rectangular prepreg blanks, as they can be used in a variety of methods for producing a fiber composite component according to the invention in each case.

2 skizziert die Anordnung einer Vielzahl von Prepreg-Zuschnitten auf einem Formwerkzeug. 2 outlines the arrangement of a variety of prepreg blanks on a mold.

3 skizziert eine quasi-isotrope Einzellage von sechseckigen Prepreg-Zuschnitten mit unidirektionalen Verstärkungsfasern. 3 outlines a quasi-isotropic single layer of hexagonal prepreg blanks with unidirectional reinforcing fibers.

4 illustriert den Ablauf des neuen Verfahrens bei Verwendung von non adhesive Prepreg-Zuschnitten; und 4 illustrates the flow of the new process when using non-adhesive prepreg blanks; and

5 skizziert eine Ausführungsform des neuen Verfahrens bei Verwendung von self adhesive Prepreg-Zuschnitten. 5 outlined an embodiment of the new method when using self adhesive prepreg blanks.

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

1 skizziert verschiedene Prepreg-Zuschnitte 1, wie sie bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus derartigen Prepreg-Zuschnitten 1 in einer Vielzahl solcher identischer Prepreg-Zuschnitte 1 zur Verwendung kommen können. 1 Outlines various prepreg blanks 1 as in a method according to the invention for producing a fiber composite component from such prepreg blanks 1 in a variety of such identical prepreg blanks 1 can be used.

1(a) zeigt einen Prepreg-Zuschnitt 1 in Form eines regelmäßigen Sechsecks 2. Eine maximale Abmessung 3 dieses Zuschnitts 1 liegt in einem typischen Bereich von 60 mm bis 300 mm. Sechseckige Zuschnitte 1 gemäß 1(a) können aus einem bahnförmigen Prepreg-Ausgangsmaterial nahezu ohne Verschnitt hergestellt werden. Allein aus ihnen können im Wesentlichen ebene oder einfach gekrümmte Bereiche eines Faserverbundbauteils aufgebaut werden; d. h. zur Herstellung von mehrfach gekrümmten Bereichen eines solchen Faserverbundbauteils sind sechseckige Prepreg-Zuschnitte gemäß 1(a) zumindest allein weniger geeignet. 1 (a) shows a prepreg blank 1 in the form of a regular hexagon 2 , A maximum dimension 3 this blank 1 lies in a typical range of 60 mm to 300 mm. Hexagonal blanks 1 according to 1 (a) can be prepared from a sheet-like prepreg starting material with virtually no waste. Alone They can be constructed essentially flat or simply curved areas of a fiber composite component; ie for the production of multiply curved regions of such a fiber composite component are hexagonal prepreg blanks according to 1 (a) at least less suitable.

1(b) skizziert einen Prepreg-Zuschnitt 1 in Form eines regelmäßigen Fünfecks 4. Derartige fünfeckige Prepreg-Zuschnitte 1 können bei gleicher Seitenlänge 5 in Kombination mit sechseckigen Prepreg-Zuschnitten 1 gemäß 1(a) zur Herstellung sphärisch gekrümmter Bereiche eines Faserverbundbauteils eingesetzt werden. Die Kombination von Sechsecken 2 mit Fünfecken 4 gleicher Seitenlänge zur Abdeckung von Kugeloberflächen ist von (Fuß-)Bällen wohl bekannt. Bei gleichen Seitenlängen 5 ist die maximale Abmessung 3 des Fünfecks 4 kleiner als die maximale Abmessung 3 des Sechsecks 2. 1 (b) outlined a prepreg blank 1 in the form of a regular pentagon 4 , Such pentagonal prepreg blanks 1 can with the same side length 5 in combination with hexagonal prepreg blanks 1 according to 1 (a) be used for producing spherically curved portions of a fiber composite component. The combination of hexagons 2 with pentagons 4 same side length to cover ball surfaces is well known from (foot) balls. For the same side lengths 5 is the maximum dimension 3 of the pentagon 4 smaller than the maximum dimension 3 of the hexagon 2 ,

1(c) skizziert einen weiteren nicht rechteckigen Prepreg-Zuschnitt 1 in Form einer Raute 6 mit gleichen Seitenlängen 5 und Innenwinkeln 7 und 8 von hier 60 bzw. 120°. Auch derartige Rauten 6 können mit Sechsecken 2 oder Fünfecken 4 gleicher Seitenlänge 5 kombiniert werden. Sie können aber auch nur untereinander kombiniert, d. h. in einer Vielzahl identischer Rauten 6 zum Einsatz kommen. 1 (c) outlines another non-rectangular prepreg blank 1 in the form of a rhombus 6 with equal side lengths 5 and interior angles 7 and 8th from here 60 or 120 °. Also such diamonds 6 can with hexagons 2 or pentagons 4 same side length 5 be combined. But you can also only combined with each other, ie in a variety of identical diamonds 6 be used.

1(d) skizziert als weiteres Beispiel für einen nicht rechteckigen Zuschnitt 1 ein regelmäßiges Siebeneck 9. Wieder ist hier bei gleicher Seitenlänge 5 eine Kombination des Siebenecks 9 mit den voranstehend beschriebenen Sechsecken 2, Fünfecken 4 und Rauten 6 möglich. 1 (d) outlined as another example of a non-rectangular blank 1 a regular heptagon 9 , Again here is the same side length 5 a combination of the heptagon 9 with the hexagons described above 2 , Pentagons 4 and diamonds 6 possible.

1(e) skizziert einen nicht rechteckigen Prepreg-Zuschnitt 1 in Form eines Kreises 10. Bei Verwendung solcher kreisförmiger Prepreg-Zuschnitte 1 ist es jedoch nicht einfach möglich, diese zusammenhängend in einer Schicht anzuordnen. Auch bei wechselseitiger Überlappung benachbarter Prepreg-Zuschnitte 1 gemäß 1(e) ist es nur unter Schwierigkeiten möglich, eine zumindest annähernd homogene Flächendichte des Prepreg-Materials zu realisieren. 1 (e) outlines a non-rectangular prepreg blank 1 in the form of a circle 10 , When using such circular prepreg blanks 1 However, it is not easy to arrange them together in one layer. Even with mutual overlapping of adjacent prepreg blanks 1 according to 1 (e) it is only possible with difficulty, to realize an at least approximately homogeneous surface density of the prepreg material.

1(f) zeigt einen Prepreg-Zuschnitt 1 in Form eines halben Sechsecks 11. Diese halben Sechsecke 11 sind insbesondere in Kombination mit den Sechsecken 2 gemäß 1(a) zur Ausbildung von Randbereichen eines Faserverbundbauteils vorgesehen. Es versteht sich, dass die Seitenlänge 5 der kurzen Seiten und die maximale Abmessung 3 des halben Sechsecks 11 dabei genauso groß sind wie die Seitenlänge 5 und die maximale Abmessung 3 des Sechsecks 2. 1 (f) shows a prepreg blank 1 in the form of a half-hexagon 11 , These half hexagons 11 are especially in combination with the hexagons 2 according to 1 (a) provided for the formation of edge regions of a fiber composite component. It is understood that the page length 5 the short sides and the maximum dimension 3 half the hexagon 11 are the same size as the page length 5 and the maximum dimension 3 of the hexagon 2 ,

2 skizziert die Anordnung einer Vielzahl von Prepreg-Zuschnitten 1 auf einem Formwerkzeug 2. Diese Anordnung ist entstanden, indem die einzelnen Prepreg-Zuschnitte 1 nacheinander auf dem Formwerkzeug 2 bzw. den dort bereits befindlichen Prepreg-Zuschnitten 1 abgelegt und dabei insbesondere durch Andrücken fixiert wurden. Die Anordnung der Prepreg-Zuschnitte 1 auf dem Formwerkzeug 2 gemäß 2 umfasst drei Schichten 12, wobei in jeder Schicht 12 die einzelnen Prepreg-Zuschnitte 1 direkt aneinander angrenzend angeordnet sind. Grundsätzlich ist auch eine schuppenförmige Anordnung der Prepreg-Zuschnitte 1 auf dem Formwerkzeug 14 möglich. 2 outlines the arrangement of a variety of prepreg blanks 1 on a mold 2 , This arrangement has been created by the individual prepreg blanks 1 successively on the mold 2 or the prepreg blanks already present there 1 filed and in particular were fixed by pressing. The arrangement of prepreg blanks 1 on the mold 2 according to 2 includes three layers 12 , in each layer 12 the individual prepreg blanks 1 are arranged directly adjacent to each other. Basically, a scale-like arrangement of the prepreg blanks 1 on the mold 14 possible.

3 zeigt einen Ausschnitt aus einer der Schichten 12 gemäß 2, die aus Prepreg-Zuschnitten 1 in Form von Sechsecken 2 gemäß 1(a) ausgebildet ist. Dabei ist bei jedem Zuschnitt 1 der Verlauf von unidirektionalen Verstärkungsfasern 13 angedeutet. Die Verläufe der Verstärkungsfaser 13 sind dabei über die Schicht 12 gleichmäßig verteilt. D. h., bei einem Drittel der Prepreg-Zuschnitte verlaufen die Verstärkungsfasern 13 in 3 von links nach rechts, bei einem weiteren Drittel steil von links oben nach rechts unten und bei dem letzten Drittel steil von links unten nach rechts oben. Untereinander weisen die Verstärkungsfasern dieser drei Drittel der Gesamtheit der Prepreg-Zuschnitte 1 jeweils Winkel von 60° auf. Durch die gleichmäßige Verteilung der Ausrichtung der Verstärkungsfaser 13 weist die Schicht 12 annähernd isotrope Eigenschaften auf. 3 lässt überdies deutlich werden, dass die maximalen Abmessungen 3 der Prepreg-Zuschnitte 1, die die Schicht 12 ausbilden, viel kleiner sind als die Abmessungen der Schicht 12 in jeder ihrer Haupterstreckungsrichtungen. 3 shows a section of one of the layers 12 according to 2 made from prepreg blanks 1 in the form of hexagons 2 according to 1 (a) is trained. It is with every cut 1 the course of unidirectional reinforcing fibers 13 indicated. The progressions of the reinforcing fiber 13 are about the layer 12 equally distributed. That is, in one third of the prepreg blanks, the reinforcing fibers run 13 in 3 from left to right, in another third steep from top left to bottom right and in the last third steep from bottom left to top right. One behind the other, the reinforcing fibers of these three-thirds of the totality of the prepreg blanks 1 each angle of 60 °. By evenly distributing the orientation of the reinforcing fiber 13 assigns the layer 12 approximately isotropic properties. 3 It also makes it clear that the maximum dimensions 3 the prepreg blanks 1 that the layer 12 are much smaller than the dimensions of the layer 12 in each of their main directions of extension.

4 skizziert die Durchführung des neuen Verfahrens – ohne Darstellung des in 2 gezeigten Formwerkzeugs 14 – unter Verwendung von sechseckigen Prepreg-Zuschnitten 1 aus sogenanntem non adhesive Prepreg. Diese Prepreg-Zuschnitte 1 können aufeinander in einem Stapel 15 angeordnet werden, ohne sich bereits in dem Stapel 15 miteinander zu verbinden. Der Stapel 15 kann so in ein Magazin 16 eines Speichers 24 für die Prepreg-Zuschnitte 1 eingebracht werden. Aus diesem Magazin 16 entnimmt ein Rotor 18 einer Ablageeinrichtung 17 jeweils einen Prepreg-Zuschnitt 1 und überführt diesen auf einen Andrückkopf 19. Mit dem Andrückkopf 19 wird der jeweilige Prepreg-Zuschnitt 1 auf dem Formwerkzeug abgelegt und dort durch Andrücken fixiert. Dabei ist der Andrückkopf 19 elastisch verformbar, um das vollflächige Andrücken auch an gekrümmte Oberflächen des Formwerkzeugs bzw. darauf bereits angeordneter Prepreg-Zuschnitte zu gewährleisten. Die einzelnen Abbildungen in den 4(a) bis (o) geben folgende Details dieses Verfahrensablaufs wieder: 4 outlines the implementation of the new procedure - without representation of the in 2 shown molding tool 14 - using hexagonal prepreg blanks 1 made of so-called non-adhesive prepreg. These prepreg blanks 1 Can each other in a pile 15 be arranged without getting in the pile already 15 to connect with each other. The stack 15 can do so in a magazine 16 a memory 24 for the prepreg blanks 1 be introduced. From this magazine 16 takes out a rotor 18 a storage device 17 one prepreg cut each 1 and transfers this to a pressure head 19 , With the pressure head 19 is the respective prepreg blank 1 placed on the mold and fixed there by pressing. Here is the pressure head 19 elastically deformable, in order to ensure the full-surface pressing on curved surfaces of the mold or already arranged thereon prepreg blanks. The single pictures in the 4 (a) to (o) show the following details of this procedure:

4(a): Vakuum wird an einen Greifer 20 des Rotors 18 angelegt, der sich vor dem Magazin 16 befindet. Der Greifer 20 ergreift den vordersten Prepreg-Zuschnitt 1 aus dem Magazin 16. 4 (a) : Vacuum gets to a gripper 20 of the rotor 18 created in front of the magazine 16 located. The gripper 20 grab the foremost prepreg blank 1 from the magazine 16 ,

4(b): Durch Verdrehen des Rotors 18 entnimmt der Greifer 20 den Prepreg-Zuschnitt aus dem Magazin 16. 4 (b) : By turning the rotor 18 takes the gripper 20 the prepreg cut from the magazine 16 ,

4(c): Der Rotor 18 befindet sich in Wartestellung. Diese Wartestellung ist insbesondere nötig, falls dem Andrückkopf 19 der Ablegereinrichtung 17 mehrere Rotoren 18 zugeordnet sind. 4 (c) : The rotor 18 is waiting. This waiting position is especially necessary if the pressure head 19 the depositing device 17 several rotors 18 assigned.

4(d): Der Rotor 18 fährt ein kleines Stück aus, um nicht mit der geschlossenen Seite des Magazins 16 zu kollidieren. 4 (d) : The rotor 18 moves a little bit to avoid the closed side of the magazine 16 to collide.

4(e): Der Rotor 18 dreht weiter. 4 (e) : The rotor 18 keep turning.

4(f): Der Rotor 18 nimmt eine Position mit dem Greifer 20 und dem davon erfassten Prepreg-Zuschnitt 1 vor dem Andrückkopf 19 ein, während ein zweiter Greifer 20 des Rotors 18 jetzt vor dem Magazin 16 liegt. 4 (f) : The rotor 18 takes a position with the gripper 20 and the prepreg blank covered therefrom 1 in front of the pressure head 19 one, while a second gripper 20 of the rotor 18 now in front of the magazine 16 lies.

4(g): Der Rotor 18 fährt zurück, so dass der eine Greifer 20 den Prepreg-Zuschnitt 1 auf dem Andrückkopf 19 anordnet, während der andere Greifer 20 an den nächsten Prepreg-Zuschnitt 1 in dem Magazin 16 herangefahren wird. 4 (g) : The rotor 18 moves back, leaving a gripper 20 the prepreg cut 1 on the presser head 19 arranges while the other gripper 20 to the next prepreg blank 1 in the magazine 16 is approached.

4(h): Durch Umschalten des Vakuums zwischen den beiden Greifern 20 des Rotors 18 wird der eine Prepreg-Zuschnitt 1 an den Andrückkopf 19 übergeben, während der oberste Prepreg-Zuschnitt 1 in dem Magazin 16 erfasst wird. 4 (h) : By switching the vacuum between the two grippers 20 of the rotor 18 becomes the one prepreg blank 1 to the pressure head 19 passed while the top prepreg cut 1 in the magazine 16 is detected.

4(i): Der Rotor 18 dreht weiter, nimmt mit seinem Greifer 20 den neuen Prepreg-Zuschnitt 1 aus dem Magazin 16 mit und belässt den letzten Prepreg-Zuschnitt 1 auf dem Andrückkopf 19. Diese Stellung entspricht (b), außer dass jetzt ein Prepreg-Zuschnitt 1 auf dem Andrückkopf 19 angeordnet ist. 4 (i) : The rotor 18 keep turning, picking up with his grapple 20 the new prepreg cut 1 from the magazine 16 with and leaves the last prepreg cut 1 on the presser head 19 , This position corresponds to (b), except that now a prepreg blank 1 on the presser head 19 is arranged.

4(j): Der Rotor 18 ist in der Wartestellung gemäß (c). 4 (j) : The rotor 18 is in the waiting position according to (c).

4(k): Während der Rotor 18 in Wartestellung bleibt, fährt der Andrückkopf 19 vor. Dabei kann der Andrückkopf 19 aufgeheizt werden, um den darauf befindlichen Prepreg-Zuschnitt 1 anzuwärmen. 4 (k) : While the rotor 18 remains in waiting position, moves the pressure head 19 in front. In this case, the pressure head 19 be heated to the prepreg blank thereon 1 to warm.

4(l): Der Andrückkopf 19 fährt weiter vor und wärmt den Prepreg-Zuschnitt 1 weiter auf. 4 (l) : The pressing head 19 continues to drive and warms the prepreg cut 1 further on.

4(m): Mit dem Andrückkopf 19 wird der Prepreg-Zuschnitt 1 abgelegt und an das Formwerkzeug bzw. bereits darauf befindliche Prepreg-Zuschnitte angedrückt. 4 (m) : With the pressure head 19 becomes the prepreg blank 1 stored and pressed against the mold or already located thereon prepreg blanks.

4(n): Der Andrückkopf 19 wird wieder zurückgezogen und lässt dabei den Prepreg-Zuschnitt 1 auf dem Formwerkzeug zurück. 4 (n) : The pressing head 19 is pulled back and leaves the prepreg cut 1 back on the mold.

4(o): Der Andrückkopf 19 ist in seine Stellung gemäß (j) zurückgekehrt. Die weiteren Schritte entsprechen priodisch (d) bis (o). 4 (o) : The pressing head 19 has returned to his position according to (j). The further steps correspond priodically (d) to (o).

Die in 5 anhand einer anderen Vorrichtung skizzierte Ausführungsform des neuen Verfahrens zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus Prepreg-Zuschnitten 1 geht von einem Trägerband 21 aus, auf dem die Prepreg-Zuschnitte 1 als adhesive Prepregs anhaften und das als Schutzfolie zwischen den einzelnen Lage einer Rolle 22 dient, die hier den Speicher 24 für die Prepreg-Zuschnitte 1 darstellt. Mittels einer Umlenkrolle 23 werden die Prepreg-Zuschnitte 1 nacheinander von dem Trägerband 21 abgelöst und auf den Andrückkopf 19 der Ablegeeinrichtung 17 überführt. Dabei stellen die Teilfiguren von 5 folgende Einzelschritte dar:In the 5 Outlined by another device embodiment of the new method for producing a fiber composite component of prepreg blanks 1 goes from a carrier tape 21 on which the prepreg blanks are made 1 Adhere as adhesive prepregs and as a protective film between the individual layers of a roll 22 that serves the memory here 24 for the prepreg blanks 1 represents. By means of a pulley 23 become the prepreg blanks 1 one after the other from the carrier tape 21 detached and on the pressure head 19 the depositing device 17 transferred. Here are the subfigures of 5 the following individual steps:

5(a): Ein Prepreg-Zuschnitt 1 wird an den Andrückkopf 19 der Ablegeeinrichtung 17 übergeben. Dabei wird das Trägerband 21 über die Umlenkrolle 23 herum von der Unterseite des Prepreg-Zuschnitts 1 abgelöst. 5 (a) : A prepreg cut 1 gets to the presser head 19 the depositing device 17 to hand over. This is the carrier tape 21 over the pulley 23 around from the bottom of the prepreg blank 1 replaced.

5(b): Der Andrückkopf 19 ergreift den Prepreg-Zuschnitt 1 durch ein Vakuum. 5 (b) : The pressing head 19 takes the prepreg blank 1 through a vacuum.

5(c): Der Andrückkopf 19 fährt mit dem Prepreg-Element 1 vor. 5 (c) : The pressing head 19 moves with the prepreg element 1 in front.

5(d): Mit dem Andrückkopf 19 wird der Prepreg-Zuschnitt 1 an das Formwerkzeug oder bereits darauf befindliche Prepreg-Zuschnitte angepresst. Dabei erfolgt der Aufbau des Anpressdrucks über Druckluft, d. h. ein Druckluftkissen. 5 (d) : With the pressure head 19 becomes the prepreg blank 1 pressed against the mold or prepreg blanks already thereon. In this case, the build-up of the contact pressure via compressed air, ie a compressed air cushion.

5(e): Durch das Druckluftkissen löst sich der Prepreg-Zuschnitt 1 von dem Andrückkopf 19 ab, wenn dieser zurückgezogen wird. 5 (e) : The compressed air cushion dissolves the prepreg cut 1 from the pressure head 19 if this is withdrawn.

5(f): Der Andrückkopf 19 ist in seine Ursprungsposition gemäß (a) zurückgeführt und zur Aufnahme eines nächsten Prepreg-Zuschnitts 1 bereit. 5 (f) : The pressing head 19 is returned to its original position according to (a) and for receiving a next prepreg blank 1 ready.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Prepreg-ZuschnittPrepreg blank
22: Sechseckhexagon
33: Abmessungdimension
44: Fünfeckpentagon
55: Seitenlängepage length
66: Rautediamond
77: Innenwinkelinterior angle
88th: Innenwinkelinterior angle
99: Siebeneckheptagon
1010: Kreiscircle
1111: halbes Sechseckhalf hexagon
1212: Schichtlayer
1313: Verstärkungsfaserreinforcing fiber
1414: Formwerkzeugmold
1515: Stapelstack
1616: Magazinmagazine
1717: Ablege- bzw. AblageeinrichtungStorage or storage device
1818: Rotorrotor
1919: Andrückkopfpressure head
2020: Greifergrab
2121: Trägerbandcarrier tape
2222: Rollerole
2323: Umlenkrolleidler pulley
2424: SpeicherStorage

Claims

Process for producing a fiber composite component from prepreg blanks ( 1 ), wherein several prepreg blanks ( 1 ) in an at least partially overlapping arrangement successively on a mold ( 14 ), the prepreg blanks ( 1 ) a plurality of identical, non-rectangular prepreg blanks ( 1 ), which have a maximum dimension ( 3 ) which is at least 50% smaller than the minimum extent of one of the prepreg blanks ( 1 ) formed surface of the fiber composite component, - wherein the prepreg blanks ( 1 ) a maximum of six different prepreg blanks ( 1 ), and - wherein the prepreg blanks ( 1 ) at least 80% equilateral pentagons ( 4 ), Hexagons ( 2 ), Heptagon ( 9 ), Octagons or circles ( 10 ) are.

Method according to claim 1, characterized in that the prepreg blanks ( 1 ) a maximum of 4 and preferably a maximum of 2 different prepreg blanks ( 1 ).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the prepreg blanks ( 1 ) at least two prepreg blanks ( 1 ), one of which is one-half, one-third or one-fourth of the other.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the prepreg blanks ( 1 ) all have a maximum dimension ( 3 ) which is at least 50%, preferably at least 80% and most at least 90% smaller than the minimum extent of one of the prepreg blanks ( 1 ) formed surface of the fiber composite component.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the prepreg blanks ( 1 ) all have maximum dimensions of 60 to 300 mm.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the prepreg blanks ( 1 ) at least 80% regular pentagons ( 4 ), Hexagons ( 2 ), Heptagon ( 9 ), Octagons or circles ( 10 ) are.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the prepreg blanks ( 1 ) in at least one isotropic layer ( 12 ) on the mold ( 14 ) are stored.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the plurality of identical prepreg blanks ( 1 ) in a defined orientation with a memory ( 24 ), in a defined orientation from the memory ( 24 ) and in a defined orientation on the mold ( 14 ) are stored.

A method according to claim 8, characterized in that the plurality of identical prepreg blanks ( 1 ) in the form of a stack ( 15 ) in the memory ( 24 ).

A method according to claim 9, characterized in that the plurality of identical prepreg blanks ( 1 ) on a carrier tape ( 21 ) in the memory ( 24 ).

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the prepreg blanks ( 1 ) unidirectional reinforcing fibers ( 13 ), a plurality of differently oriented layers of each unidirectional reinforcing fibers or a fabric of reinforcing fibers.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a plurality of prepreg blanks ( 1 ) over at least one multiply curved portion of the mold ( 14 ) are stored away.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the prepreg blanks ( 1 ) when placing on the mold ( 14 ) are fixed under pressure.

Device for carrying out the method according to at least one of the preceding claims, with a prepreg supply and with a depositing device ( 17 ) for consecutively depositing a plurality of prepreg blanks ( 1 ) on a mold ( 14 ) in an at least partially overlapping arrangement, wherein the prepreg Stock at least one store ( 24 comprising a plurality of non-rectangular prepreg blanks ( 1 ) receives in a defined orientation, wherein the storage device ( 17 ) the prepreg blanks in a defined orientation from the memory ( 24 ) and in a defined orientation on the mold ( 14 ), characterized in that the at least one memory ( 24 ) only identical prepreg blanks ( 1 ) with a maximum dimension of 60 to 300 mm and that the prepreg supply a maximum of six different prepreg blanks ( 1 ) each in a memory ( 24 ), wherein the prepreg blanks ( 1 ) at least 80% equilateral pentagons ( 4 ), Hexagons ( 2 ), Heptagon ( 9 ), Octagons or circles ( 10 ) are.

Apparatus according to claim 14, characterized in that the at least one memory ( 24 ) the plurality of identical prepreg blanks ( 1 ) in the form of a stack ( 15 ).

Apparatus according to claim 15, characterized in that the at least one memory ( 24 ) the plurality of identical prepreg blanks ( 1 ) on a carrier tape ( 21 ).

Device according to at least one of the preceding claims 14 to 16, characterized in that the storage device ( 17 ) an elastically deformable pressure head ( 19 ) for fixing the prepreg blanks ( 1 ) when placing on the mold ( 14 ) under pressing.