DE102011114964A1 - Tool for production of moldings from fiber-reinforced composites, has diaphragm expanded by deployment unit, which are adapted and configured, such that fiber web is pressed at predetermined point against lower die half - Google Patents

Tool for production of moldings from fiber-reinforced composites, has diaphragm expanded by deployment unit, which are adapted and configured, such that fiber web is pressed at predetermined point against lower die half Download PDF

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Abstract

The tool comprises an upper die half (1) and a lower die half (2). A diaphragm (3) is provided in the upper die half in a state bulging in the direction of lower die half. A fiber web (4) is arranged between diaphragm and lower mold half. The diaphragm is expanded by diaphragm deployment unit (5), which are adapted and configured, such that the fiber web is pressed at a predetermined point (7) against the lower die half by pre-triggered portion (6) of diaphragm and the diaphragm is pressed against the lower die half, by applying resin (9) on the fiber web. An independent claim is included for a method for manufacturing moldings from composites.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Faserverbundwerkstoffen.The invention relates to an apparatus and a method for producing shaped bodies made of fiber composite materials.

Formkörper aus Faserverbundwerkstoffen, wie etwa endlosfaserverstärkte Teile, werden heute beispielsweise durch das RTM-Verfahren (Resin-Transfer-Moulding-Verfahren) hergestellt. Bei diesem Verfahren wird ein Glas- oder Carbonfasergewebe in ein festes Werkzeug eingelegt. Nach dem Schließen des Werkzeugs wird mittels Injektion eines Matrixmaterials bzw. Harzes in die Form das Fasergewebe durchtränkt. Anschließend reagiert das Harz, härtet aus und nach dem Öffnen des Werkzeugs kann das ausgehärtete Teil entnommen werden.Shaped bodies made of fiber composite materials, such as continuous fiber reinforced parts, are produced today, for example, by the RTM process (resin transfer molding process). In this process, a glass or carbon fiber fabric is placed in a solid tool. After closing the tool, the fibrous tissue is impregnated by means of injection of a matrix material or resin into the mold. Then the resin reacts, hardens and after opening the tool, the hardened part can be removed.

Darüber hinaus wird auch das Compression-RTM-Verfahren angewandt. Dieses Verfahren läuft ähnlich wie das gewöhnliche RTM-Verfahren ab, allerdings wird das Harz schon vor dem vollständigen Schließen des Werkzeugs injiziert, so dass das Harz beim weiteren Schließvorgang „verprägt wird”, d. h. in der Form verteilt wird und in das Fasergewebe gepresst wird. Dadurch wird eine bessere und schnellere Durchtränkung des Fasergewebes sowie ein geringerer Verzug des Gewebes erreicht, da das Harz nicht wie bei dem RTM-Verfahren vollständig längs durch das Gewebe fließen muss.In addition, the Compression-RTM method is also used. This process is similar to the ordinary RTM process, however, the resin is injected even before the tool is completely closed, so that the resin is "stamped" in the further closing operation, i. H. is distributed in the mold and pressed into the fiber web. As a result, a better and faster impregnation of the fiber fabric and a lower distortion of the tissue is achieved because the resin does not have to flow completely longitudinally through the tissue as in the RTM process.

Aus der DE 10 2009 017 512 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundbauteils bekannt. Das dort beschriebene Werkzeug umfasst eine erste Form, eine zweite Form und ein Druckerzeugungsmittel. Zwischen der ersten Form und der zweiten Form ist eine Membran angeordnet, so dass zwischen der ersten Form und der Membran ein erster Bereich und zwischen der zweiten Form und der Membran ein zweiter Bereich gebildet ist. Im ersten Bereich ist eine Fasermatte angeordnet. Im zweiten Bereich kann durch das Druckerzeugungsmittel ein Gegendruck hergestellt werden, so dass die Membran in Richtung der Fasermatte gedrückt wird. Die Fasermatte ist entweder mit Harz getränkt oder mit Harz tränkbar. Bei der Herstellung eines Verbundbauteils wird eine Membran auf die zweite Form und darauf eine Fasermatte gelegt. Anschließend wird das Werkzeug so geschlossen, dass nun der erste Bereich und der zweite Bereich durch Dichtungen gegenüber der Umgebung des Werkzeugs abgedichtet sind. Im Anschluss daran wird der zweite Bereich zwischen der Membran und der zweiten Form über eine Luftzufuhr oder Fluidzufuhr unter Druck gesetzt. Im Anschluss daran erfolgt eine Harzzufuhr in den ersten Bereich zwischen der Membran und dem ersten Werkzeug. Durch das Drücken der Membran in Richtung der Fasermatte kann der durch die Reaktion des Harzes bei der Verfestigung entstehende Schwund bzw. die Volumenänderung des Faserhalbzeugs während der Injektion kompensiert werden.From the DE 10 2009 017 512 A1 For example, an apparatus and a method for producing a composite component are known. The tool described therein comprises a first mold, a second mold and a pressure generating means. A membrane is arranged between the first mold and the second mold, so that a first region is formed between the first mold and the membrane, and a second region is formed between the second mold and the membrane. In the first area a fiber mat is arranged. In the second region, a back pressure can be produced by the pressure generating means, so that the membrane is pressed in the direction of the fiber mat. The fiber mat is either soaked in resin or impregnated with resin. In the manufacture of a composite component, a membrane is placed on the second mold and thereon a fiber mat. Subsequently, the tool is closed so that now the first area and the second area are sealed by seals against the environment of the tool. Following this, the second area between the membrane and the second mold is pressurized via an air supply or fluid supply. Following this, a resin feed takes place in the first region between the membrane and the first tool. By pressing the membrane in the direction of the fiber mat, the shrinkage or the change in volume of the semifinished fiber product resulting from the reaction of the resin during the solidification can be compensated during the injection.

Nachteilhaft bei dieser Art der Herstellung ist jedoch die langsame Durchtränkung des Fasergewebes, welche zu langen Zykluszeiten führt.A disadvantage of this type of production, however, is the slow impregnation of the fiber fabric, which leads to long cycle times.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Werkzeug und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Faserverbundwerkstoffen anzugeben.An object of the invention is to provide an improved tool and an improved method for producing molded articles from fiber composites.

Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug zum Herstellen von Formkörpern aus Faserverbundwerkstoffen gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus Faserverbundwerkstoffen gemäß Anspruch 10 gelöst.This object is achieved by a tool for producing shaped bodies from fiber composites according to claim 1 and by a method for producing molded bodies from fiber composites according to claim 10.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß hat das Werkzeug bzw. die Vorrichtung zum Herstellen von Formkörpern aus Faserverbundwerkstoffen eine erste, beispielsweise obere Werkzeughälfte und eine zweite, beispielsweise untere Werkzeughälfte. An der oberen Werkzeughälfte ist eine Membran angebracht, die in Richtung der unteren Werkzeughälfte vorwölbbar ist, wobei zwischen der Membran und der unteren Werkzeughälfte ein Fasergewebe anordenbar ist. Des Weiteren hat das Werkzeug ein Membranentfaltungsmittel zum Vorwölben der Membran. Das Werkzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass die Membran und das Membranentfaltungsmittel so angepasst und ausgebildet sind, dass ein beim Vorwölben vorauseilender Teil der Membran das Fasergewebe bei einer vorbestimmten Stelle gegen die untere Werkzeughälfte drückt und sich die Membran anschließend von der vorbestimmten Steile ausgehend an das Fasergewebe anlegt und dieses gegen die untere Werkzeughälfte drückt. Dabei ist es alternativ auch möglich, dass die Membran an der unteren Werkzeughälfte befestigt ist und sich in Richtung der oberen Werkzeughälfte vorwölbt. In diesem Fall ist die untere Werkzeughälfte die erste Werkzeughälfte. Dann kann das Fasergewebe beispielsweise auf die Membran aufgelegt werden und durch den vorauseilenden Teil der Membran zuerst an der vorbestimmten Stelle gegen die obere Werkzeughälfte gedrückt werden. Im Gegensatz zum Andrücken des Fasergewebes an die untere Werkzeughälfte kann jedoch beim Andrücken des Fasergewebes an die obere Werkzeughälfte das Fasergewebe bereits auf der Membran aufliegen. Dann drückt zwar auch die Membran das Fasergewebe von der vorbestimmten Stelle ausgehend an die obere Werkzeughälfte, allerdings muss sie sich dann nicht mehr an das Fasergewebe anlegen, da dieses bereits auf ihr aufliegt. Generell ist es also auch möglich, die Membran an der unteren Werkzeughälfte vorzusehen.According to the invention, the tool or the device for producing shaped bodies from fiber composite materials has a first, for example, upper mold half and a second, for example, lower mold half. On the upper mold half a membrane is mounted, which is vorwölbbar in the direction of the lower mold half, wherein between the membrane and the lower mold half a fiber fabric can be arranged. Furthermore, the tool has a membrane unfolding means for pre-arching the membrane. The tool is characterized in that the membrane and the membrane unfolding means are adapted and formed such that a protruding part of the membrane presses the fibrous web against the lower mold half at a predetermined location and subsequently exerts the membrane from the predetermined location to the fibrous web applies and presses this against the lower tool half. It is alternatively also possible that the membrane is attached to the lower mold half and bulges in the direction of the upper mold half. In this case, the lower mold half is the first mold half. Then, the fibrous tissue may be placed on the membrane, for example, and pressed against the upper mold half at the predetermined location by the leading part of the membrane. In contrast to the pressing of the fiber fabric to the lower mold half, however, the fiber fabric can already rest on the membrane when the fiber fabric is pressed against the upper mold half. Although then presses the membrane, the fiber fabric from the predetermined point, starting from the upper mold half, but then it no longer has to invest in the fiber fabric, since this already rests on her. Generally it is also possible to provide the membrane on the lower mold half.

Indem die Membran zuerst an der vorbestimmten Stelle an die untere bzw. zweite Werkzeughälfte gedrückt wird, ist es möglich, die Fasermatte zuerst lokal zu fixieren und somit einem späteren Verzug entgegenzuwirken. Vorzugsweise befindet sich die vorbestimmte Stelle in der Mitte des herzustellenden Formkörpers bzw. in der Mitte der unteren Werkzeughälfte. Außerdem kann das Vorwölben der Membran bereits während oder aber erst nach dem Schließen des Werkzeugs begonnen werden. Es ist jedoch wünschenswert, wenn ein vollständiges Anlegen der Membran an das Fasergewebe bzw. vollständiges Andrücken des Fasergewebes an die untere bzw. zweite Werkzeughälfte erst nach dem Schließen des Werkzeugs erfolgt.By first pressing the membrane at the predetermined location on the lower or second mold half, it is possible to first locally fix the fiber mat and thus counteract a later distortion. Preferably, the predetermined location is in the middle of the molded body or in the middle of the lower mold half. In addition, the protrusion of the membrane can already be started during or after closing the tool. However, it is desirable if a complete application of the membrane to the fiber fabric or complete pressing of the fiber fabric to the lower and second mold half takes place only after closing the tool.

Es ist vorteilhaft, wenn das Werkzeug eine Harzeinbringvorrichtung aufweist, die an der vorbestimmten Stelle Harz auf das Fasergewebe aufbringt.It is advantageous if the tool has a Harzinbringvorrichtung applying resin at the predetermined location on the fiber fabric.

Durch das Einbringen von Harz an der vorbestimmten Stelle ist sichergestellt, dass die Membran die Fasermatte zuerst an der Stelle gegen die untere Werkzeughälfte drückt, an der das Harz auf die Fasermatte aufgebracht wurde. Durch das anschließende von der vorbestimmten Stelle ausgehende Anlegen der Membran an das Fasergewebe bzw. Andrücken des Fasergewebes an die untere bzw. zweite Werkzeughälfte erfolgt eine Verdrängung des Harzes von der vorbestimmten Stelle weg. Dadurch ist gewährleistet, dass nicht das gesamte Harz längs durch die Fasermatte fließen muss, sondern dass ein Teil des Harzes an der Fasermatte entlang fließen kann. Somit kann eine bessere Verteilung und schnellere Durchtränkung der Fasermatte erfolgen, wodurch die Zykluszeiten verkürzt werden.By introducing resin at the predetermined location, it is ensured that the membrane presses the fiber mat against the lower tool half at the point where the resin was applied to the fiber mat. As a result of the subsequent application of the membrane to the fiber fabric or pressing of the fiber fabric onto the lower or second mold half, starting from the predetermined point, the resin is displaced away from the predetermined location. This ensures that not all the resin has to flow longitudinally through the fiber mat, but that a portion of the resin can flow along the fiber mat. Thus, a better distribution and faster impregnation of the fiber mat can be done, whereby the cycle times are shortened.

Die Membran selbst kann aus einem nichthaftenden Material hergestellt sein. Denkbar ist auch die Verwendung eines selbsttrennenden Harzes oder eines Besprühens der Membran mit einem Trennmittel. Alternativ ist es jedoch grundsätzlich auch möglich, zwischen der Membran und dem Fasergewebe eine Folie mit trennenden Eigenschaften – beispielsweise eine Polyethylen-Folie – anzuordnen. Dies ermöglicht ein Entformen des Formteils, ohne die Membran zu beschädigen. Die oben beschriebene durch das Membranentfaltungsmittel entfaltete Membran muss demnach nicht in direkten Kontakt mit dem Fasergewebe gelangen. Das Andrücken des Fasergewebes bzw. Anlegen der Membran an das Fasergewebe kann also unmittelbar durch direkten Kontakt oder mittelbar über beispielsweise eine Trennfolie erfolgen.The membrane itself may be made of a non-adhesive material. It is also conceivable to use a self-releasing resin or spraying the membrane with a release agent. Alternatively, however, it is also possible in principle to arrange a film with separating properties between the membrane and the fiber fabric, for example a polyethylene film. This allows demoulding of the molding without damaging the membrane. Accordingly, the above-described membrane unfolded by the membrane unfolding means does not need to come into direct contact with the fiber web. The pressing of the fiber fabric or application of the membrane to the fiber fabric can thus be effected directly by direct contact or indirectly via, for example, a release film.

Das Aufbringen von Harz auf das Fasergewebe kann dabei vor dem Schließen des Werkzeugs und/oder nach dem Schließen des Werkzeugs erfolgen. Vor dem Schließen des Werkzeugs kann das Harz von oben auf das auf der unteren Werkzeughälfte befindliche Fasergewebe aufgebracht werden. In diesem Fall ist das „Aufbringen” von Harz auf das Fasergewebe wörtlich zu verstehen, d. h. dass das Harz auf die Oberfläche des Fasergewebes aufgebracht wird. Alternativ dazu kann jedoch auch eine Durchtränkung des Fasergewebes von einer Seite erfolgen, so dass eine örtlich begrenzte Ansammlung von Harz auf der Oberfläche des Fasergewebes auf dessen gegenüberliegender Seite entsteht. Das „Aufbringen” von Harz ist demnach nicht nur im Sinne eines Auftragens von Harz direkt auf eine Oberfläche zu verstehen, sondern soll auch ein Aufbringen von Harz mittels Durchdringung des Fasergewebes umfassen, sofern dadurch auch eine Ansammlung von Harz auf der Oberfläche des Fasergewebes entsteht.The application of resin to the fiber fabric can be done before closing the tool and / or after closing the tool. Prior to closing the tool, the resin can be applied from above onto the fiber fabric located on the lower mold half. In this case, the "application" of resin to the fiber web is to be understood literally, i. H. that the resin is applied to the surface of the fiber fabric. Alternatively, however, impregnation of the fibrous web from one side may occur so that localized accumulation of resin on the surface of the fibrous web occurs on the opposite side thereof. The "application" of resin is thus not only in the sense of applying resin directly to a surface to understand, but should also include applying resin by penetration of the fiber fabric, provided that there is also an accumulation of resin on the surface of the fiber fabric.

Zum Aufbringen von Harz auf das Fasergewebe kann die Harzeinbringvorrichtung vorteilhafterweise einen in der zweiten, beispielsweise unteren Werkzeughälfte vorgesehenen und bei der vorbestimmten Stelle in einen Raum zwischen der Membran und der unteren Werkzeughälfte mündenden Kanal aufweisen. Dadurch ist gewährleistet, dass das Harz bei der vorbestimmten Stelle auf die Fasermatte aufgebracht wird und sich demnach an der Stelle eine lokale Ansammlung von Harz bildet, an der die Membran beim Entfalten zuerst mit dem Fasergewebe bzw. mit dem Harz in Kontakt gelangt.For applying resin to the fiber fabric, the resin introduction device may advantageously comprise a channel provided in the second, for example, lower mold half and opening at the predetermined location into a space between the membrane and the lower mold half. This ensures that the resin is applied to the fiber mat at the predetermined location and thus forms a local accumulation of resin at the location where the membrane first contacts the fiber web or resin upon deployment.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung hat das Membranentfaltungsmittel einen in der oberen Werkzeughälfte vorgesehenen Fluiddurchgang, der in einen Zwischenraum zwischen der Membran und der oberen Werkzeughälfte mündet. Dadurch ist es möglich, das Entfalten der Membran durch die Zufuhr eines Fluids bzw. durch eine Druckbeaufschlagung bzw. ein Fluten des Raumes zwischen der Membran und der oberen Werkzeughälfte zu bewirken. Als Fluid kann dabei eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, oder ein Gas, wie beispielsweise Luft, verwendet werden. Dabei kann die Membran auch so aufgebaut sein, dass sie aus mehreren Kammern besteht, die getrennt mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten flutbar sind, um die Harzverteilung partiell zu steuern.In a further advantageous embodiment, the membrane unfolding means has a fluid passage provided in the upper mold half, which opens into a gap between the membrane and the upper mold half. This makes it possible to effect the unfolding of the membrane by the supply of a fluid or by a pressurization or flooding of the space between the membrane and the upper mold half. The fluid used may be a liquid, such as water, or a gas, such as air. In this case, the membrane may also be constructed so that it consists of a plurality of chambers which are flooded separately at different speeds to partially control the resin distribution.

Das Membranentfaltungsmittel kann einen an der oberen Werkzeughälfte beweglich angeordneten Stößel bzw. Stempel aufweisen, der an seinem einen Ende mit der Membran wirkverbunden ist. Die Membran kann also durch Bewegen des Stößels entfaltet werden, indem dessen eines Ende entweder direkt oder indirekt gegen die Membran drückt. „Wirkverbunden” ist demnach so zu verstehen, dass das eine Ende des Stößels in direktem Kontakt mit der Membran ist oder aber zwischen dem Stößelende und der Membran ein weiteres Element angeordnet ist, welches die durch den Stößel durchgeführte Bewegung mit oder ohne Übersetzung auf die Membran übertragen kann. Im Falle des direkten Kontakts des Stößels mit der Membran kann beispielsweise erreicht werden, dass die Membran abschnittsweise starr bzw. unflexibel ist und an dieser Stelle wie eine starre Werkzeugoberhälfte agiert.The membrane deployment means may comprise a plunger movably mounted on the upper die half and operatively connected at one end thereof to the membrane. The membrane can thus be deployed by moving the plunger by pressing one end either directly or indirectly against the membrane. "Actively connected" is therefore to be understood that the one end of the plunger is in direct contact with the membrane or arranged between the plunger end and the membrane another element is, which can transmit the movement performed by the plunger with or without translation to the membrane. In the case of direct contact of the plunger with the membrane can be achieved, for example, that the membrane is partially rigid or inflexible and acts at this point as a rigid tool upper half.

Das Membranentfaltungsmittel kann wenigstens eine Entfaltungsmembran aufweisen, die zwischen der Membran und der oberen Werkzeughälfte angeordnet ist. Diese Entfaltungsmembran kann beispielsweise in Form einer Blase bzw. eines Ballons ausgebildet sein. Dabei kann die Entfaltungsmembran so angeordnet sein, dass sie einerseits in Kontakt mit der oberen Werkzeughälfte und andererseits in Kontakt mit der Membran ist. Die Entfaltungsmembran kann jedoch auch zwischen dem Stößel und der Membran vorgesehen sein. Auch ist es möglich, mehrere Membranen nebeneinander oder ineinander vorzusehen und diese beispielsweise sequentiell anzusteuern. Durch derartige vorstehend beschriebene Membranentfaltungsmittel kann ein gezielteres Entfalten der Membran erfolgen. Auch lassen sich dadurch speziellere Formkörper realisieren.The membrane deployment means may comprise at least one deployment membrane disposed between the membrane and the upper mold half. This deployment membrane can be designed, for example, in the form of a bladder or a balloon. In this case, the deployment membrane can be arranged so that it is on the one hand in contact with the upper mold half and on the other hand in contact with the membrane. However, the deployment membrane may also be provided between the plunger and the membrane. It is also possible to provide a plurality of membranes next to each other or into each other and to drive them sequentially, for example. By means of such membrane unfolding means described above, a more targeted unfolding of the membrane can take place. This also allows more specific moldings to be realized.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat das Membranentfaltungsmittel ferner ein Steuergerät zum Steuern und Regeln des Entfaltens der Membran. Dadurch wird die Möglichkeit eröffnet, beispielsweise die Art oder die Geschwindigkeit der Membranentfaltung zu beeinflussen.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the membrane unfolding means further comprises a control device for controlling and controlling the unfolding of the membrane. This opens up the possibility, for example, of influencing the type or the speed of membrane development.

Um das Entfalten der Membran zu regeln, kann im Werkzeug wenigstens ein Sensor zum Erfassen einer Zustandsgröße vorgesehen sein und kann das Steuergerät angepasst sein, um das Entfalten der Membran in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße zu regeln. Der Sensor kann beispielsweise ein Drucksensor sein. Dieser kann am Rand des Fasergewebes vorgesehen sein und kann derart ausgebildet sein, dass er bei Erfassung eines vorbestimmten Druckwerts ein Signal an das Steuergerät ausgibt, um ein Entfalten der Membran zu stoppen.In order to regulate the unfolding of the membrane, at least one sensor for detecting a state variable can be provided in the tool and the control device can be adapted to control the unfolding of the membrane as a function of the detected state variable. The sensor may be, for example, a pressure sensor. This may be provided at the edge of the fiber fabric and may be designed such that it outputs a signal to the control unit upon detection of a predetermined pressure value in order to stop unfolding of the membrane.

Im Zusammenhang mit dem Steuern oder Regeln des Entfaltens der Membran ist es besonders vorteilhaft, ein weitgehend inkompressibles Fluid zum Entfalten der Membran zu verwenden. Dies bewirkt ein deutlich besseres Ansprechverhalten und führt deshalb zu einer direkteren und damit präziseren Steuerung des Herstellungsprozesses.In the context of controlling or regulating the deployment of the membrane, it is particularly advantageous to use a largely incompressible fluid to deploy the membrane. This causes a much better response and therefore leads to a more direct and thus more precise control of the manufacturing process.

Auch ist es wünschenswert, wenn die Membran zumindest teilweise entsprechend der Kontur der zweiten Werkzeughälfte vorgeformt ist. Ein derartiges Vorformen der Membran entsprechend der Kontur der zweiten Werkzeughälfte ermöglicht es, spezifische, definierte Kontaktpunkte festzulegen. Dies sorgt für ein gezielteres Verteilen des Harzes auf bzw. in dem Fasergewebe und ermöglicht beispielsweise auch das Einbringen von Harz an mehreren vorbestimmten Stellen.It is also desirable if the membrane is at least partially preformed according to the contour of the second mold half. Such preforming of the membrane according to the contour of the second mold half makes it possible to define specific, defined contact points. This ensures a more targeted distribution of the resin on or in the fiber fabric and, for example, also allows the introduction of resin at a plurality of predetermined locations.

Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils aus Faserverbundwerkstoffen entsprechend der Funktionsweise und des Aufbaus der vorstehend beschriebenen Vorrichtung geschaffen.According to the invention, a method is also provided for producing a molded part from fiber composite materials in accordance with the mode of operation and the structure of the device described above.

So werden bei dem Verfahren zunächst eine obere Werkzeughälfte und eine untere Werkzeughälfte bereitgestellt, wobei an der oberen Werkzeughälfte eine Membran angebracht ist, die in Richtung der unteren Werkzeughälfte vorwölbbar ist. Auf der bereitgestellten unteren Werkzeughälfte wird anschließend ein Fasergewebe platziert. Danach wird das Werkzeug durch Verfahren der oberen Werkzeughälfte auf die untere Werkzeughälfte geschlossen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Membranenffaltungsmlttel während und/oder nach dem Schließen des Werkzeugs betätigt wird, um die Membran so zu entfalten, dass sie sich in Richtung der zweiten Werkzeughälfte derart vorwölbt, dass ein beim Vorwölben vorauseilender Teil der Membran das Fasergewebe bei einer vorbestimmten Stelle gegen die untere Werkzeughälfte drückt und sich die Membran anschließend von der vorbestimmten Stelle ausgehend an das Fasergewebe anlegt und dieses gegen die untere Werkzeughälfte drückt. Nach dem Aushärten des Harzes wird das Entfalten der Membran rückgängig gemacht und wird das Werkzeug geöffnet. Anschließend kann das fertige Formteil entnommen werden.Thus, in the first method, an upper mold half and a lower mold half are provided, wherein on the upper mold half a membrane is mounted, which is vorwölbbar towards the lower mold half. Subsequently, a fibrous tissue is placed on the provided lower half of the mold. Thereafter, the tool is closed by moving the upper mold half to the lower mold half. The method is characterized in that the membrane-folding member is actuated during and / or after closure of the tool to deploy the membrane so that it bulges toward the second tool half such that a protruding portion of the membrane promotes fibrous tissue presses a predetermined point against the lower mold half and then the membrane from the predetermined location, starting from the fiber fabric and this presses against the lower mold half. After curing of the resin, the unfolding of the membrane is reversed and the tool is opened. Subsequently, the finished molding can be removed.

Wünschenswerterweise wird vor einem Kontakt des vorauseilenden Teils der Membran mit dem Fasergewebe durch eine Harzeinbringvorrichtung Harz an der vorbestimmten Stelle auf das Fasergewebe aufgebracht.Desirably, prior to contact of the leading portion of the membrane with the fibrous web, resin is applied to the fibrous web at the predetermined location by a resin applicator.

Das Harz kann vor dem Schließen des Werkzeugs, während des Schließens des Werkzeugs oder nach dem Schließen des Werkzeugs an der vorbestimmten Stelle aufgebracht werden.The resin may be applied at the predetermined location prior to closing the tool, closing the tool, or closing the tool.

Vorteilhafterweise wird bei dem Verfahren das Entfalten der Membran anhand eines vorgegebenen Parameters gesteuert, der beispielsweise einer Kontur der zweiten Werkzeughälfte entsprecht.In the method, the unfolding of the membrane is advantageously controlled on the basis of a predetermined parameter which, for example, corresponds to a contour of the second tool half.

Das Entfalten der Membran kann in diesem Fall beispielsweise in Abhängigkeit einer vorgegebenen Kennlinie erfolgen, die die Kontur der zweiten Werkzeughälfte abbildet. Auf diese Weise ist es möglich, die Anlagegeschwindigkeit, mit der sich die Membran an das Fasergewebe anlegt, in Bezug zu der Kontur der unteren Werkzeughälfte zu setzen.The unfolding of the membrane can be done in this case, for example, in response to a predetermined characteristic, which maps the contour of the second mold half. In this way, it is possible to set the contact speed with which the membrane applies to the fiber fabric in relation to the contour of the lower mold half.

Die Steuerung des Entfaltens kann durch ein Steuern der Hydraulikfluidzufuhr in den Raum zwischen der Membran und der oberen Werkzeughälfte, also beispielsweise durch die Ansteuerung einer Pumpe, erfolgen. Die Anlagegeschwindigkeit der Membran an das Fasergewebe kann also derart festgelegt werden, dass diese an problematischen Stellen verringert wird, um eine ausreichende Durchtränkung des Fasergewebes sicherzustellen. Denkbar ist auch eine allmähliche Reduzierung der Entfaltungsgeschwindigkeit mit abnehmender Harzverdrängungsmenge oder wenn das Harz große Steigungen überwinden muss. Es ist jedoch auch möglich, die Betätigung anderer Elemente des Membranentfaltungsmittels, wie einen oder mehrere vorstehend beschriebene Stößel oder Entfaltungsmembrane, zusätzlich und/oder unabhängig von dem Entfalten durch die Fluidzufuhr zu steuern. Unfolding control may be accomplished by controlling the supply of hydraulic fluid into the space between the diaphragm and the upper mold half, such as by driving a pump. The contact speed of the membrane to the fiber fabric can thus be set so that it is reduced at problematic sites to ensure adequate impregnation of the fiber fabric. Also conceivable is a gradual reduction in the rate of deployment as the amount of resin displacement decreases, or when the resin must overcome large slopes. However, it is also possible to additionally and / or independently control the actuation of other elements of the membrane deployment means, such as one or more plungers or deployment membranes described above, by the fluid delivery.

Auch ist es möglich, dass bei dem Verfahren wenigstens eine Zustandsgröße im Werkzeug ermittelt wird und das Entfalten der Membran in Abhängigkeit von der wenigstens einen Zustandsgröße geregelt wird. Beispielsweise kann mit Hilfe eines Drucksensors eine Regelung der Entfaltungsgeschwindigkeit der Membran erfolgen. Ebenfalls ist es möglich, das Entfalten der Membran beim Erreichen eines vorbestimmten Drucks zu stoppen.It is also possible for the method to determine at least one state variable in the tool and to control the unfolding of the membrane as a function of the at least one state variable. For example, can be done using a pressure sensor, a regulation of the deployment rate of the membrane. It is also possible to stop the unfolding of the membrane upon reaching a predetermined pressure.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to figures.

Die 1A bis 1C zeigen den Aufbau und die Funktionsweise eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Werkzeugs schematisch im Querschnitt.The 1A to 1C show the structure and operation of a first embodiment of the tool according to the invention schematically in cross section.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch im Querschnitt. 2 shows a second embodiment of the present invention schematically in cross section.

3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch im Querschnitt. 3 shows a third embodiment of the present invention schematically in cross section.

4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch im Querschnitt. 4 shows a fourth embodiment of the present invention schematically in cross section.

Die 1A zeigt ein Werkzeug in geschlossener Stellung. Das Werkzeug hat eine obere Werkzeughälfte 1 und eine untere Werkzeughälfte 2. Im geschlossenen Zustand des Werkzeugs liegen die obere Werkzeughälfte 1 und die untere Werkzeughälfte 2 zumindest teilweise aneinander an. An der oberen Werkzeughälfte 1 ist eine Membran 3 befestigt. Diese Membran 3 begrenzt gemeinsam mit der oberen Werkzeughälfte 1 einen Zwischenraum 13, in den ein in der oberen Werkzeughälfte 1 vorgesehener Fluiddurchgang 12 mündet. Im vorliegenden Fall ist die Membran 3 elastisch und beispielsweise aus Gummi hergestellt. Des Weiteren ist die Membran 3 dichtend an der oberen Werkzeughälfte 1 angebracht, so dass der Zwischenraum 13 zwischen der Membran und der oberen Werkzeughälfte fluiddicht ist. Erfolgt nun eine Fluidzufuhr durch den Fluiddurchgang 12, ist es aufgrund der elastischen Eigenschaften der Membran 3 möglich, dass sich diese in Richtung der unteren Werkzeughälfte 2 vorwölbt.The 1A shows a tool in the closed position. The tool has an upper mold half 1 and a lower tool half 2 , In the closed state of the tool are the upper mold half 1 and the lower half of the mold 2 at least partially to each other. At the upper half of the mold 1 is a membrane 3 attached. This membrane 3 limited together with the upper mold half 1 a gap 13 , in the one in the upper half of the mold 1 provided fluid passage 12 empties. In the present case, the membrane 3 elastic and made for example of rubber. Furthermore, the membrane 3 sealing on the upper mold half 1 attached so that the gap 13 between the membrane and the upper mold half is fluid-tight. Now occurs a fluid supply through the fluid passage 12 , it is due to the elastic properties of the membrane 3 possible for these to be in the direction of the lower tool half 2 bulges.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die untere Werkzeughälfte 2 eine Ausnehmung, in die ein Fasergewebe 4 eingelegt ist. Das Werkzeug ist dabei so ausgebildet, dass der Rand des Fasergewebes 4 bei geschlossenem Werkzeug zwischen der Membran 3 und der unteren Werkzeughälfte 2 eingeklemmt ist. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, eine positive Form für die untere Werkzeughälfte 2 zu wählen. Dann müssen lediglich die obere Werkzeughälfte 1 und die Membran 3 entsprechend als Negativ gearbeitet sein.In the present embodiment, the lower mold half 2 a recess into which a fibrous tissue 4 is inserted. The tool is designed so that the edge of the fiber fabric 4 with the tool closed between the membrane 3 and the lower half of the mold 2 is trapped. In principle, however, it is also possible to have a positive mold for the lower mold half 2 to choose. Then only the upper half of the mold must be 1 and the membrane 3 be worked as a negative accordingly.

Des Weiteren befindet sich in der unteren Werkzeughälfte 2 eine Harzeinbringvorrichtung 8 in Form eines Kanals 10. Dieser Kanal 10 mündet in einen Raum 11 zwischen der oberen Membran 3 und der unteren Werkzeughälfte 2. Durch eine Misch- und Dosiereinrichtung kann Harz in den Raum 11 eingebracht werden. Im vorliegenden Fall erfolgt bei der Harzzufuhr durch den Kanal 10 eine Durchdringung des Fasergewebes 4 derart, dass sich auf dem Fasergewebe 4 eine Harzansammlung an einer vorbestimmten Stelle 7 bildet. Um zu gewährleisten, dass das Fasergewebe beim Einbringen des Harzes an der unteren Werkzeughälfte anliegt, ist es denkbar, im Anschluss an das Einlegen des Fasergewebes 4 in die untere Werkzeughälfte 2 das Fasergewebe 4 zunächst kurz mit einem Stempel gegen die untere Werkzeughälfte 2 zu drücken, um zu bewirken, dass das Fasergewebe an der Harzeinbringstelle anliegt. Es ist aber ebenfalls denkbar, das Werkzeug zunächst nicht vollständig zu schließen, so dass zwischen der unteren Werkzeughälfte 2 und der oberen Werkzeughälfte 1 ein kleiner Zwischenraum verbleibt und das Fasergewebe 4 noch nicht zwischen der Membran 3 und der unteren Werkzeughälfte 2 eingeklemmt ist. Dann kann die Membran 3 durch eine Fluidzufuhr durch den Fluiddurchgang 12 vorläufig entfaltet werden und so das Fasergewebe 4 an der Harzeinbringstelle an die untere Werkzeughälfte 2 angedrückt werden. Dieser Schritt kann auch dazu dienen, nicht vorgeformtes Fasergewebe im Werkzeug vorzuformen, bevor die Harzeinbringung beginnt. Anschließend kann dann das Fluid wieder zumindest teilweise abgelassen werden und das Werkzeug vollständig geschlossen werden. Auch ist es möglich, ein bereits vorgeformtes Fasergewebe 4 in die untere Werkzeughälfte 2 einzusetzen. Um die Durchdringung des Fasergewebes 4 zu unterstützten, kann dieses auch im Bereich der vorbestimmten Stelle 7 perforiert sein. Alternativ ist es auch möglich, das Harz bei geöffnetem Werkzeug an der vorbestimmten Stelle aufzutragen. Dann ist der Kanal 10 nicht erforderlich und kann weggelassen werden.Furthermore, located in the lower half of the mold 2 a resin introduction device 8th in the form of a channel 10 , This channel 10 flows into a room 11 between the upper membrane 3 and the lower half of the mold 2 , Through a mixing and metering device, resin can enter the room 11 be introduced. In the present case takes place in the resin feed through the channel 10 a penetration of the fiber tissue 4 such that is on the fiber fabric 4 a resin accumulation at a predetermined location 7 forms. In order to ensure that the fiber fabric rests against the lower mold half during the introduction of the resin, it is conceivable, following the insertion of the fiber fabric 4 in the lower half of the mold 2 the fibrous tissue 4 first briefly with a punch against the lower mold half 2 to press to cause the fiber fabric to abut the resin application site. However, it is also conceivable not to close the tool completely, so that between the lower mold half 2 and the upper half of the mold 1 a small gap remains and the fiber web 4 not yet between the membrane 3 and the lower half of the mold 2 is trapped. Then the membrane can 3 by a fluid supply through the fluid passage 12 be unfolded provisionally and so the fibrous tissue 4 at the resin application point to the lower mold half 2 be pressed. This step can also serve to preform non-preformed fiber web in the tool before the resin introduction begins. Then then the fluid can be at least partially drained again and the tool can be completely closed. It is also possible, an already preformed fiber fabric 4 in the lower half of the mold 2 use. To the penetration of the fiber fabric 4 to supported, this can also be in the area of the predetermined place 7 be perforated. Alternatively, it is also possible to apply the resin with the tool open at the predetermined location. Then the channel 10 not required and can be omitted.

Nachfolgend wird die Herstellung eines Formkörpers aus Faserverbundwerkstoffen näher beschrieben.The production of a shaped body made of fiber composite materials is described in more detail below.

Wie bereits unter Bezugnahme auf 1A beschrieben, wird zunächst bei geöffnetem Werkzeug das Fasergewebe 4 in die Ausnehmung der unteren Werkzeughälfte 2 eingelegt. Anschließend wird das Werkzeug durch Verfahren der oberen Werkzeughälfte 1 auf die untere Werkzeughälfte 2 geschlossen. Nachfolgend wird dem Zwischenraum 13 zwischen der Membran 3 und der oberen Werkzeughälfte 1 durch den Fluiddurchgang 12 ein Fluid zugeführt. Der Zwischenraum 13 wird somit mit Druck beaufschlagt. Dadurch beginnt sich die Membran 3 in Richtung der unteren Werkzeughälfte 2 vorzuwölben. Während des Vorwölbens wird im vorliegenden Fall gleichzeitig ein Harz 9 durch den Kanal 10 in den Raum 11 zwischen der Membran 3 und der unteren Werkzeughälfte 2 zugeführt.As already with reference to 1A described, is first with the tool open the fiber fabric 4 in the recess of the lower mold half 2 inserted. Subsequently, the tool is by moving the upper mold half 1 on the lower half of the mold 2 closed. Below is the gap 13 between the membrane 3 and the upper half of the mold 1 through the fluid passage 12 supplied a fluid. The gap 13 is thus pressurized. This will start the membrane 3 towards the lower half of the mold 2 bulge. During the protrusion, in the present case, a resin is used simultaneously 9 through the channel 10 in the room 11 between the membrane 3 and the lower half of the mold 2 fed.

Wie es in 1B gezeigt ist, erfolgt das Vorwölben der Membran 3 derart, dass der vorauseilende Teil 6 der Membran 3 zuerst an der Stelle mit dem Fasergewebe 4 in Kontakt gelangt, an der das Harz 9 zugeführt wurde. Durch die Membran wird dadurch das Harz 9 auch außerhalb des Fasergewebes 4 in Richtung Fasergewebsrand verdrängt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Harzzufuhr durch den Kanal 10 zu dem Zeitpunkt gestoppt, bei dem der vorauseilende Teil 6 der Membran in Kontakt mit dem Fasergewebe 4 gelangt bzw. dieses gegen die untere Werkzeughälfte 2 drückt. Es ist jedoch auch möglich, das Entfalten der Membran 3 vorläufig zu stoppen, wenn der vorauseilende Teil 6 der Membran 3 in Kontakt mit dem Fasergewebe 4 gelangt, und die Zufuhr des Harzes 9 durch den Kanal 10 für eine vorbestimmte Zeit fortzusetzen.As it is in 1B is shown, the bulging of the membrane takes place 3 such that the anticipatory part 6 the membrane 3 first at the point with the fibrous tissue 4 comes into contact, at which the resin 9 was fed. Through the membrane is thereby the resin 9 also outside the fiber tissue 4 displaced towards the fiber tissue margin. In the present embodiment, the resin supply through the channel 10 stopped at the time when the anticipatory part 6 the membrane in contact with the fibrous tissue 4 arrives or this against the lower mold half 2 suppressed. However, it is also possible to unfold the membrane 3 temporarily stop when the anticipatory part 6 the membrane 3 in contact with the fibrous tissue 4 passes, and the supply of the resin 9 through the channel 10 continue for a predetermined time.

Nach dem Andrücken des Fasergewebes 4 durch den vorauseilenden Teil 6 der Membran 3 wird nun der Zwischenraum 13 weiter mit Druck beaufschlagt, so dass sich die Membran 3 weiter entfaltet. Wie dies in 1C gezeigt ist, legt sich die Membran 3 dabei ausgehend von dem ersten Berührungspunkt zwischen der Membran 3 und dem Fasergewebe 4 flächig an das Fasergewebe 4 an, um das Harz weiter zur Außenseite hin zu verdrängen. Durch das flächige Anlegen der Membran 3 an das Fasergewebe 4 erfolgt zugleich eine Durchtränkung des Fasergewebes 4 mit Harz. Der Zwischenraum 13 wird nun so lange mit Druck beaufschlagt, bis sich die Membran 3 vollständig entfaltet hat und vollständig an dem Fasergewebe 4 anliegt. Nach einer anschließenden Wartezeit bzw. einem Aushärten des Harzes kann dann das Werkzeug geöffnet und das fertige Teil entnommen werden.After pressing the fiber fabric 4 through the anticipatory part 6 the membrane 3 now becomes the gap 13 further pressurized, so that the membrane 3 unfolded further. Like this in 1C is shown, the membrane settles 3 starting from the first point of contact between the membrane 3 and the fibrous tissue 4 flat to the fibrous tissue 4 to displace the resin further to the outside. By the flat application of the membrane 3 to the fiber tissue 4 at the same time impregnation of the fiber fabric takes place 4 with resin. The gap 13 is now pressurized until the membrane 3 has fully unfolded and completely attached to the fibrous tissue 4 is applied. After a subsequent waiting time or hardening of the resin, the tool can then be opened and the finished part removed.

2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau des Werkzeugs gemäß 2 unterscheidet sich lediglich dadurch von dem Aufbau des Werkzeugs gemäß der 1A bis 1C, dass an der oberen Werkzeughälfte 1 zusätzlich ein Stößel 14 beweglich angebracht ist. Dieser Stößel 14 ist an seinem einen Ende mit der Membran 3 in Kontakt und dient dazu, die Membran 3 im Bereich der Mündung des Kanals 10 an die untere Werkzeughälfte zu drücken und dadurch eine sichere Fixierung des Fasergewebes 4 zu bewirken. Nach der Fixierung des Fasergewebes 4 durch den Stößel 14 kann dann der Zwischenraum 13 zwischen der Membran und er oberen Werkzeughälfte 1 mit einem Fluid druckbeaufschlagt werden, so dass sich die Membran 3 von dem Stempel ausgehend an die untere Werkzeughälfte 2 anlegt. Der Stößel bzw. Stempel 14 hat hier eine leicht abgerundete Fläche, die mit der Membran 3 in Kontakt ist. Stattdessen kann die Kontaktfläche des Stößels 14 mit der Membran 3 auch flach ausgebildet sein. 2 shows another embodiment of the present invention. The structure of the tool according to 2 differs only by the structure of the tool according to the 1A to 1C that on the upper tool half 1 in addition a pestle 14 movably mounted. This pestle 14 is at one end with the membrane 3 in contact and serves to the membrane 3 in the area of the mouth of the canal 10 to press on the lower mold half and thereby secure fixation of the fiber fabric 4 to effect. After fixation of the fiber tissue 4 through the pestle 14 can then the gap 13 between the membrane and the upper mold half 1 be pressurized with a fluid, so that the membrane 3 starting from the stamp on the lower mold half 2 invests. The pestle or stamp 14 here has a slightly rounded surface, with the membrane 3 is in contact. Instead, the contact surface of the plunger 14 with the membrane 3 also be flat.

3 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Aufbau des Werkzeugs gemäß 3 unterscheidet sich dadurch von dem Aufbau des Werkzeugs gemäß 2, dass anstelle des Stößels 14 bzw. Stempels eine Entfaltungsmembran 15 in Form einer Blase bzw. eines Ballons vorgesehen ist. Diese Entfaltungsmembran 15 hat eine ähnliche Wirkung wie der Stößel 14. Allerdings kann auf eine komplizierte Mechanik zum Betätigen des Stößels 14 verzichtet werden. 3 shows yet another embodiment of the invention. The structure of the tool according to 3 differs from the structure of the tool according to 2 that instead of the plunger 14 or stamp a deployment membrane 15 is provided in the form of a bubble or a balloon. This unfolding membrane 15 has a similar effect as the pestle 14 , However, on a complicated mechanism for operating the plunger 14 be waived.

Des Weiteren hat der Aufbau gemäß 3 ein Regelgerät 16 und einen in der unteren Werkzeughälfte 2 angeordneten Sensor 17. Das Regelgerät ist außerdem noch mit einer Hydraulik 18 verbunden, die mit dem Fluiddurchgang 12 und mit einem Durchgang 19 zum Befüllen der Entfaltungsmembran in Verbindung steht. Der Sensor 17 ist im vorliegenden Fall ein Drucksensor 17. Durch diese Anordnung ist es möglich, das Entfalten der Membran in Abhängigkeit des durch den Drucksensor 17 ermittelten Druck zu regeln und bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks zu stoppen.Furthermore, the structure according to 3 a control device 16 and one in the lower half of the mold 2 arranged sensor 17 , The controller is also still with a hydraulic system 18 connected to the fluid passage 12 and with a passage 19 for filling the deployment membrane is in communication. The sensor 17 is in the present case a pressure sensor 17 , By this arrangement, it is possible to unfold the membrane in response to the pressure sensor 17 to determine determined pressure and to stop when reaching a predetermined pressure.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in den 1A bis 1C gezeigten Ausführungsbeispielen lediglich dadurch, dass der Raum 13 zwischen der Membran 3 und der oberen Werkzeughälfte 1 mit zwei Kammern ausgebildet ist. In jede dieser Kammern mündet ein Kanal 12 zum Zuführen von Fluid. Mit dieser Anordnung ist es möglich, das Entfalten der Membran und somit die Harzverteilung partiell zu steuern. 4 shows a further embodiment of the invention. This embodiment differs from that in the 1A to 1C shown embodiments only in that the space 13 between the membrane 3 and the upper half of the mold 1 is formed with two chambers. In each of these chambers opens a channel 12 for supplying fluid. With this arrangement, it is possible to partially control the unfolding of the membrane and thus the resin distribution.

Die vorstehenden Ausführungsbeispiele sind keinesfalls als einschränkend anzusehen. Vielmehr stellen die Ausführungsbeispiele lediglich eine beispielhafte Konkretisierung der Erfindung dar, wie sie im Einleitungsteil der Beschreibung bzw. im Umfang der beigefügten Ansprüche definiert ist. Insbesondere soll auch jede mögliche Kombination der beschriebenen Einzelmerkmale, sofern dies sinnvoll möglich ist, von der Erfindung umfasst sein. The above embodiments are by no means to be considered as limiting. Rather, the embodiments represent only an exemplary concretization of the invention, as defined in the introductory part of the description or within the scope of the appended claims. In particular, every possible combination of the individual features described, if reasonably possible, should be encompassed by the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Obere WerkzeughälfteUpper tool half
22
Untere WerkzeughälfteLower tool half
33
Membranmembrane
44
Fasergewebefiber fabric
55
MembranentfaltungsmittelMembrane deployment means
66
Vorauseilender Teil der MembranAdvancing part of the membrane
77
Vorbestimmte StellePredetermined position
88th
HarzeinbringvorrichtungHarzeinbringvorrichtung
99
Harzresin
1010
Kanalchannel
1111
Raum zwischen der Membran und der unteren WerkzeughälfteSpace between the diaphragm and the lower mold half
1212
FluiddurchgangFluid passage
1313
Zwischenraum zwischen der Membran und der oberen WerkzeughälfteGap between the diaphragm and the upper mold half
1414
Stößeltappet
1515
Entfaltungsmembrandevelopment of membrane
1616
Steuergerätcontrol unit
1717
Sensorsensor
1818
Hydraulikhydraulic
1919
Durchgangpassage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009017512 A1 [0004] DE 102009017512 A1 [0004]

Claims (15)

Werkzeug zum Herstellen von Formkörpern aus Faserverbundwerkstoffen mit einer oberen Werkzeughälfte (1) und einer unteren Werkzeughälfte (2), einer an der oberen Werkzeughälfte (1) angebrachten Membran (3), die in Richtung der unteren Werkzeughälfte (2) vorwölbbar ist, wobei zwischen der Membran (3) und der unteren Werkzeughälfte (2) ein Fasergewebe (4) anordenbar ist, einem Membranentfaltungsmittel (5) zum Vorwölben der Membran (3); dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (3) und das Membranentfaltungsmittel (5) so angepasst und ausgebildet sind, dass ein beim Vorwölben vorauseilender Teil (6) der Membran (3) das Fasergewebe (4) bei einer vorbestimmten Stelle (7) gegen die untere Werkzeughälfte (2) drückt und sich die Membran (3) anschließend von der vorbestimmten Stelle (7) ausgehend an das Fasergewebe (4) anlegt und dieses gegen die untere Werkzeughälfte (2) drückt.Tool for producing molded articles from fiber composite materials with an upper mold half ( 1 ) and a lower mold half ( 2 ), one on the upper half of the mold ( 1 ) attached membrane ( 3 ), which are in the direction of the lower half of the mold ( 2 ) is projectable, wherein between the membrane ( 3 ) and the lower mold half ( 2 ) a fibrous tissue ( 4 ), a membrane unfolding agent ( 5 ) for protruding the membrane ( 3 ); characterized in that the membrane ( 3 ) and the membrane unfolding agent ( 5 ) are adapted and configured such that a part projecting during protrusion (FIG. 6 ) of the membrane ( 3 ) the fibrous tissue ( 4 ) at a predetermined location ( 7 ) against the lower mold half ( 2 ) and the membrane ( 3 ) subsequently from the predetermined location ( 7 ) starting from the fiber tissue ( 4 ) and this against the lower mold half ( 2 ) presses. Werkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Harzeinbringvorrichtung (8), die an der vorbestimmten Stelle (7) ein Harz (9) auf das Fasergewebe (4) aufbringen kann.Tool according to claim 1, characterized by a resin introduction device ( 8th ) located at the predetermined location ( 7 ) a resin ( 9 ) on the fibrous tissue ( 4 ) can muster. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Harzeinbringvorrichtung (8) einen Kanal (10) aufweist, der bei der vorbestimmten Stelle (7) in einen Raum (11) zwischen der Membran (3) und der unteren Werkzeughälfte (2) mündet.Tool according to claim 2, characterized in that the resin introduction device ( 8th ) a channel ( 10 ) located at the predetermined location ( 7 ) in a room ( 11 ) between the membrane ( 3 ) and the lower mold half ( 2 ) opens. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Membranentfaltungsmittel (5) einen in der oberen Werkzeughälfte (1) vorgesehenen Fluiddurchgang (12) aufweist, der in einen Zwischenraum (13) zwischen der Membran (3) und der oberen Werkzeughälfte (1) mündet.Tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the membrane unfolding means ( 5 ) one in the upper mold half ( 1 ) provided fluid passage ( 12 ), which is in a space ( 13 ) between the membrane ( 3 ) and the upper half of the mold ( 1 ) opens. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Membranentfaltungsmittel (5) einen an der oberen Werkzeughälfte (1) beweglich angeordneten Stößel (14) aufweist, der an seinem einen Ende mit der Membran (3) wirkverbunden ist.Tool according to one of claims 1 to 4, characterized in that the membrane unfolding means ( 5 ) one on the upper mold half ( 1 ) movably arranged plungers ( 14 ), which at its one end with the membrane ( 3 ) is operatively connected. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Membranentfaltungsmittel (5) wenigstens eine Entfaltungsmembran (15) aufweist, die zwischen der Membran (3) und der oberen Werkzeughälfte (1) angeordnet ist.Tool according to claim 1, characterized in that the membrane unfolding means ( 5 ) at least one unfolding membrane ( 15 ), which between the membrane ( 3 ) and the upper half of the mold ( 1 ) is arranged. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Membranentfaltungsmittel (5) ein Steuergerät (16) zum Steuern und Regeln des Entfaltens der Membran (3) aufweist.Tool according to one of claims 1 to 6, characterized in that the membrane unfolding means ( 5 ) a control device ( 16 ) for controlling and regulating the unfolding of the membrane ( 3 ) having. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Werkzeug wenigstens ein Sensor (17) zum Erfassen einer Zustandsgröße vorgesehen ist und dass das Steuergerät angepasst ist, um das Entfalten der Membran (3) in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße zu regelnTool according to claim 7, characterized in that in the tool at least one sensor ( 17 ) is provided for detecting a state variable and that the control device is adapted to the unfolding of the membrane ( 3 ) depending on the detected state variable Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (3) zumindest teilweise entsprechend der Kontur der zweiten Werkzeughälfte (2) vorgeformt ist.Tool according to one of claims 1 to 8, characterized in that the membrane ( 3 ) at least partially corresponding to the contour of the second mold half ( 2 ) is preformed. Verfahren zum Herstellen eines Formteils aus Faserverbundwerkstoffen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen einer oberen Werkzeughälfte (1) und einer unteren Werkzeughälfte (2), wobei an der oberen Werkzeughälfte (1) eine Membran (3) angebracht ist, die in Richtung der unteren Werkzeughälfte (2) vorwölbbar ist; Platzieren eines Fasergewebes (4) auf der unteren Werkzeughälfte (2) des Werkzeugs; Schließen des Werkzeugs durch Verfahren der oberen Werkzeughälfte (1) auf die untere Werkzeughälfte (2); Betätigen eines Membranentfaltungsmittels (5) während und/oder nach dem Schließen des Werkzeugs, um die Membran (3) so zu entfalten, dass sie sich in Richtung der zweiten Werkzeughälfte (2) derart vorwölbt, dass ein beim Vorwölben vorauseilender Teil (6) der Membran (3) das Fasergewebe (4) bei einer vorbestimmten Stelle (7) gegen die untere Werkzeughälfte (2) drückt und sich die Membran (3) anschließend von der vorbestimmten Stelle (7) ausgehend an das Fasergewebe (4) anlegt und dieses gegen die untere Werkzeughälfte (2) drückt.A method of producing a molded part from fiber composites, the method comprising the steps of: providing an upper mold half ( 1 ) and a lower mold half ( 2 ), whereby on the upper mold half ( 1 ) a membrane ( 3 ), which are in the direction of the lower mold half ( 2 ) is bulging; Placing a fiber fabric ( 4 ) on the lower half of the mold ( 2 ) of the tool; Close the tool by moving the upper half of the tool ( 1 ) on the lower mold half ( 2 ); Actuating a membrane unfolding means ( 5 ) during and / or after the closing of the tool, around the membrane ( 3 ) so that they move in the direction of the second tool half ( 2 ) bulges in such a way that a protruding part during protrusion (FIG. 6 ) of the membrane ( 3 ) the fibrous tissue ( 4 ) at a predetermined location ( 7 ) against the lower mold half ( 2 ) and the membrane ( 3 ) subsequently from the predetermined location ( 7 ) starting from the fiber tissue ( 4 ) and this against the lower mold half ( 2 ) presses. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Kontakt des vorauseilenden Teils (6) der Membran (3) mit dem Fasergewebe (4) durch eine Harzeinbringvorrichtung (8) Harz (9) an der vorbestimmten Stelle (7) auf das Fasergewebe (4) aufgebracht wird.A method according to claim 10, characterized in that before contact of the leading part ( 6 ) of the membrane ( 3 ) with the fiber tissue ( 4 ) by a resin introduction device ( 8th ) Resin ( 9 ) at the predetermined location ( 7 ) on the fibrous tissue ( 4 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz (9) vor dem Schließen des Werkzeugs an der vorbestimmten Stelle (7) aufgebracht wird.Process according to claim 11, characterized in that the resin ( 9 ) before closing the tool at the predetermined location ( 7 ) is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfalten der Membran (3) anhand eines vorgegebenen Parameters gesteuert wird.Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that the unfolding of the membrane ( 3 ) is controlled by a given parameter. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Parameter einer Kontur der zweiten Werkzeughälfte (2) entspricht.A method according to claim 13, characterized in that the predetermined parameter of a contour of the second mold half ( 2 ) corresponds. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Werkzeug wenigstens eine Zustandsgröße ermittelt wird und das Entfalten der Membran (3) in Abhängigkeit von der wenigstens einen Zustandsgröße geregelt wird.Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that in the tool at least one state variable is determined and the unfolding of the membrane ( 3 ) is regulated as a function of the at least one state variable.
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