DE102013008697A1 - Method for producing multi-dimensional profiled preform from fiber semi-finished product, involves applying product on surface of application element with application stamper, when product is tensioned by clamping elements - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings aus einem Faserhalbzeug gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines Vorformlings aus einem Faserhalbzeug gemäß Anspruch 6.The invention relates to a method for producing a preform from a semi-finished fiber product according to
Verfahren und Vorrichtungen der her angesprochenen Art sind bekannt. Insbesondere im Automobilbau werden vermehrt Bauteile aus faserverstärktem Kunststoff als Karosserieteile verwendet, die zugleich leicht und sehr belastbar sind. Um ein solches Bauteil herzustellen, wird zunächst mindestens eine Lage aus Fasermaterial als Gelege, Gewebe, Gewirk oder in anderer geeigneter Weise als textiles Halbzeug hergestellt, welches mit einem Binder versehen wird. Das textile Halbzeug wird zugeschnitten und anschließend in einer Umformvorrichtung zu einem Vorformling umgeformt beziehungsweise drapiert. Dabei wird der Binder fixiert, sodass der Vorformling seine Geometrie hält. Anschließend erfolgt eine thermoplastische oder duromere Konsolidierung, wobei das faserverstärkte Kunststoffteil aus dem Vorformling durch Harzinfusion und Aushärtung gebildet wird. Beim Drapieren des Faserhalbzeugs kann es zu einer Faltenbildung kommen, die letztlich dazu führen kann, dass ein aus dem Vorformling hergestelltes Bauteil versagt. Es ist daher essentiell, beim Drapieren des Faserhalbzeugs auf eine Faltenminimierung und/oder Falteneliminierung zu achten. Typischerweise wird das Faserhalbzeug entlang seines Umfangs in einen Spannrahmen eingespannt und mithilfe des Spannrahmens auf einer Oberfläche eines Drapierkörpers abgelegt. Anschließend wird es durch ein Drapierwerkzeug an die Oberfläche angedrückt beziehungsweise auf dieser drapiert. Dabei ist es möglich, dass der Spannrahmen eine Vielzahl von Klemmelementen umfasst, die gegebenenfalls lokal variable Spannkräfte auf das Faserhalbzeug ausüben. Es ist auch möglich, dass Spannrichtungen durch die Klemmelemente variierbar sind. Dabei sind die Klemmelemente allerdings in einer durch den Spannrahmen definierten Ebene festgelegt. Beim Anlegen des Faserhalbzeugs an die Oberfläche des Drapierkörpers kann der Spannrahmen nur im Ganzen in einer Richtung verlagert werden, die senkrecht auf dem flächigen Faserhalbzeug beziehungsweise auf der durch den Spannrahmen definierten Ebene steht. Dabei zeigt sich, dass keine detaillierte, konturnahe Anlage des Faserhalbzeugs auf einer mehrdimensional profilierten Topografie der Oberfläche bewirkt werden kann, sondern dass sich insbesondere im Bereich zwischen Kanten der Oberfläche nur eine angenäherte Anlage, insbesondere unter Verbindung der Kanten auf kürzestem Weg, ergibt. Insbesondere in solchen Bereichen ist dann beim Drapieren ein relativ großer Materialeinzug erforderlich, beziehungsweise es ergibt sich ein relativ großer Umformweg, wenn das Faserhalbzeug mittels des Drapierwerkzeugs konturnah auf dem Drapierkörper drapiert wird. Ein hohes Risiko für eine lokale Faltenbildung in solchen Bereichen ist die Folge.Methods and devices of the type mentioned are known. In particular, in the automotive industry increasingly components made of fiber-reinforced plastic are used as body parts, which are both lightweight and very durable. In order to produce such a component, first at least one layer of fiber material is produced as a scrim, fabric, knitted fabric or in another suitable manner as a textile semifinished product, which is provided with a binder. The textile semifinished product is cut to size and then converted or draped in a forming device into a preform. The binder is fixed so that the preform holds its geometry. This is followed by a thermoplastic or thermosetting consolidation, wherein the fiber-reinforced plastic part is formed from the preform by resin infusion and curing. When draping the semifinished fiber product, wrinkling may occur, which may ultimately lead to failure of a component made from the preform. It is therefore essential to pay attention to minimizing wrinkles and / or elimination of wrinkles when draping the semifinished fiber product. Typically, the semifinished fiber product is clamped along its circumference in a tenter and stored by means of the tenter on a surface of a drapery body. Then it is pressed by a draping tool to the surface or draped on this. It is possible that the clamping frame comprises a plurality of clamping elements, which optionally exert locally variable clamping forces on the semifinished fiber product. It is also possible that clamping directions can be varied by the clamping elements. However, the clamping elements are fixed in a plane defined by the clamping frame. When creating the semifinished fiber product to the surface of the draping of the clamping frame can be moved only in the whole in one direction, which is perpendicular to the flat semi-finished fiber or on the plane defined by the clamping frame level. It turns out that no detailed, contour near installation of the semifinished fiber can be effected on a multi-dimensionally profiled topography of the surface, but that in particular in the area between edges of the surface only an approximate investment, in particular under connection of the edges by the shortest route results. Especially in such areas a relatively large material intake is then required during draping, or there is a relatively large Umformweg when the semifinished fiber is draped by the Drapierwerkzeugs konturnah on the drapery. A high risk of local wrinkling in such areas is the result.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht aufweisen. Insbesondere soll es mithilfe des Verfahrens und der Vorrichtung möglich sein, ein Faserhalbzeug konturnah auf der Oberfläche eines Drapierkörpers abzulegen, sodass sich minimale Umformwege, ein lokal minimaler Materialeinzug und somit letztlich ein geringes Risiko einer Faltenbildung ergibt.The invention is therefore based on the object to provide a method and an apparatus which do not have the disadvantages mentioned. In particular, it should be possible by means of the method and the device to deposit a semi-finished fiber contour close to the surface of a drapery, so that minimal forming paths, a locally minimal material intake and thus ultimately a low risk of wrinkling results.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 geschaffen wird. Im Rahmen des Verfahrens wird das Faserhalbzeug in eine Mehrzahl von entlang seines Umfangs angeordneten Spannelementen eingespannt. Dabei definiert das Faserhalbzeug eine horizontale Ebene. Anschließend wird wenigstens ein Spannelement in vertikaler Richtung verlagert, und das Faserhalbzeug wird mithilfe des mindestens einen verlagerten Spannelements zumindest bereichsweise an eine Oberfläche eines Drapierkörpers angelegt. Das Faserhalbzeug wird zumindest lokal auf die Oberfläche des Drapierkörpers mittels eines Drapierstempels drapiert, während es von den Spannelementen gespannt wird. Dadurch, dass wenigstens ein Spannelement in vertikaler Richtung verlagert wird, kann das Faserhalbzeug lokal konturnah an die Oberfläche des Drapierkörpers angelegt werden. Es ist so möglich, auf der gesamten Oberfläche des Drapierkörpers eine konturnahe Anlage des Faserhalbzeugs und mithin minimale Umformwege und minimale Materialeinzüge für das Faserhalbzeug zu verwirklichen. Somit wird das Risiko einer Faltenbildung minimiert.The object is achieved by providing a method with the steps of
Das wenigstens eine Spannelement wird bevorzugt unabhängig von einer Position oder Verlagerung aller anderen Spannelemente in vertikaler Richtung verlagert. Anders als bei einem herkömmlichen Spannrahmen sind also die einzelnen Spannelemente nicht in einer vorgegebenen Ebene relativ zueinander festgelegt, sondern es ist vielmehr möglich, sie unabhängig voneinander vertikal zu verlagern und damit das Faserhalbzeug lokal definiert an die Kontur der Oberfläche des Drapierkörpers anzuschmiegen.The at least one tensioning element is preferably displaced in the vertical direction independently of a position or displacement of all other tensioning elements. Unlike a conventional clamping frame so the individual clamping elements are not set in a predetermined plane relative to each other, but it is possible to move them independently vertically and thus the semi-finished locally defined to conform to the contour of the surface of the draping body.
Unter dem Begriff „horizontale Richtung” soll in diesem Zusammenhang generell eine Richtung verstanden werden, die in einer durch das Faserhalbzeug vor dem Anlegen an die Oberfläche des Drapierkörpers definierten Ebene liegt. Unter dem Begriff „vertikale Richtung” soll generell eine Richtung verstanden werden, die senkrecht auf dieser Ebene steht und insbesondere einer Verlagerungsrichtung des Faserhalbzeugs auf die Oberfläche des Drapierkörpers zu entspricht.In this context, the term "horizontal direction" should generally be understood as meaning a direction which lies in a plane defined by the semifinished fiber product prior to application to the surface of the drapery body. The term "vertical direction" should generally be understood to mean a direction which is perpendicular to this plane and in particular corresponds to a direction of displacement of the semifinished fiber product towards the surface of the draping body.
Es wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Spannelemente lokal zumindest zum Teil um verschiedene Strecken in vertikaler Richtung verlagert werden, wobei das Faserhalbzeug konturnah an die Oberfläche des Drapierkörpers angeschmiegt wird. Die Verlagerungsstrecken für die einzelnen Spannelemente werden dabei lokal so bestimmt, dass sie quasi der Kontur der Oberfläche des Drapierkörpers folgen, sodass sich das Faserhalbzeug im Bereich jedes Spannelements mit einer maximalen Kontaktfläche beziehungsweise einer maximalen Zahl von Kontaktpunkten an die Oberfläche anlegt. Das Faserhalbzeug wird also nicht, wie dies bei herkömmlichen Spannrahmen bekannt ist, global über den Drapierkörper gestülpt, sondern vielmehr formgenau an diesen angelegt. A method is preferred which is characterized in that the clamping elements are displaced locally, at least in part, by different distances in the vertical direction, with the semifinished fiber product fitting close to the surface of the draping body. The displacement distances for the individual clamping elements are locally determined so that they virtually follow the contour of the surface of the draping body, so that the semi-finished fiber in the region of each clamping element with a maximum contact surface or a maximum number of contact points to the surface applies. The semifinished fiber product is therefore not, as is known in conventional tenter, globally slipped over the draping body, but rather accurately applied to this.
Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass eine Vielzahl lokal verschieden ausgebildeter Drapierstempel sequenziell verlagert wird, um das Faserhalbzeug auf die Oberfläche zu drapieren. Die Drapierung wird insbesondere in verschiedenen, aufeinanderfolgenden Umformschritten durchgeführt, wobei verschiedene Drapierstempel nacheinander verlagert werden, sodass das Faserhalbzeug sequenziell in verschiedenen Bereichen auf die Oberfläche des Drapierkörpers drapiert wird. Dabei umfasst eine Bestimmung einer für eine konkrete Drapieraufgabe geeigneten Drapierstrategie insbesondere die Auswahl der Anzahl, Form und Wirkrichtung der einzelnen Drapierstempel, sowie die Bestimmung der Reihenfolge, in der die einzelnen Drapierstempel verlagert werden.A method is also preferred which is characterized in that a multiplicity of locally differently formed draping dies are sequentially displaced in order to drape the semifinished fiber product onto the surface. In particular, the draping is carried out in various, successive forming steps, with different draping dies being displaced one after the other so that the semifinished fiber product is draped sequentially in different areas onto the surface of the drapery body. In this case, a determination of a draping strategy suitable for a specific draping task comprises, in particular, the selection of the number, shape and effective direction of the individual draping dies as well as the determination of the sequence in which the individual draping dies are displaced.
Bevorzugt wird eine Verlagerung der Spannelemente auf die Verlagerung der Drapierstempel zeitlich und bezüglich der Verlagerungsstrecken abgestimmt. Dies bedeutet insbesondere, dass die Verlagerung der Spannelemente mit der Verlagerung der Drapierstempel synchronisiert wird. Insbesondere ist es möglich, dass das Faserhalbzeug vor jedem Umformschritt mit maximalem Kontakt an die lokale Geometrie der Oberfläche des Drapierkörpers angelegt wird, in deren Bereich in dem folgenden Umformschritt eine Umformung beziehungsweise Drapierung erfolgt. Auf diese Weise werden lokal die Umformwege und Materialeinzüge des Faserhalbzeugs minimiert, sodass das Risiko für die Faltenbildung deutlich verringert wird. Letztlich stellt sich das Verfahren dabei bevorzugt als Abfolge von Verlagerungen verschiedener Spannelemente sowie verschiedener Drapierstempel dar, wobei bevorzugt jeweils zunächst lokal die Spannelemente verlagert werden, wobei daraufhin die Drapierstempel verlagert werden, um das Faserhalbzeug lokal zu drapieren. Diese Vorgehensweise wird wiederholt, bis das Faserhalbzeug vollständig auf der Oberfläche des Drapierkörpers drapiert ist.Preferably, a displacement of the clamping elements is adjusted to the displacement of the Drapierstempel time and with respect to the displacement distances. This means in particular that the displacement of the clamping elements is synchronized with the displacement of the Drapierstempel. In particular, it is possible for the semi-finished fiber product to be applied to the local geometry of the surface of the drape body before each forming step with maximum contact, in the region of which a shaping or draping takes place in the following forming step. In this way, the forming paths and material feeds of the semi-finished fiber are minimized locally, so that the risk of wrinkling is significantly reduced. Ultimately, the method is preferably as a sequence of displacements of different clamping elements and different Drapierstempel, preferably preferably first locally the clamping elements are displaced, and then the Drapierstempel be moved to drape the semi-finished fiber locally. This procedure is repeated until the semifinished fiber product is completely draped on the surface of the drape body.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist es auch möglich, dass mindestens ein Spannelement verlagert wird, während mindestens ein Drapierstempel verlagert wird. Hierdurch ist es möglich, lokal Spannungen in dem Faserhalbzeug beim Drapieren zu beeinflussen, um eine Faltenbildung zu vermeiden oder entstehende Falten zu eliminieren. Insbesondere ist es möglich, dass die Spannelemente während der Umformung des Faserhalbzeugs den lokalen Umformbewegungen folgen. Dabei kann die Spannung in dem Faserhalbzeug konstant gehalten oder variiert werden. Es ist so möglich, während des Drapierens eine gezielte lokale Nachführung des Faserhalbzeugs zu gewährleisten.In a preferred embodiment of the method, it is also possible that at least one tensioning element is displaced while at least one draping punch is displaced. This makes it possible to locally influence stresses in the semifinished fiber product during draping, in order to avoid wrinkling or eliminate wrinkles that arise. In particular, it is possible that the clamping elements follow the local forming movements during the deformation of the semifinished fiber product. In this case, the tension in the semi-finished fiber can be kept constant or varied. It is thus possible to ensure a targeted local tracking of the semifinished fiber product during draping.
Schließlich wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass ein Faserhalbzeug verwendet wird, welches mindestens zwei Faserlagen umfasst. Dabei werden verschiedene Faserlagen des Faserhalbzeugs in verschiedene Spannelemente eingespannt. Das Verfahren ist demnach nicht nur für einlagige Faserhalbzeuge, sondern ebenso für mehrlagige Faserhalbzeuge durchführbar, wobei vorzugsweise den verschiedenen Faserlagen eines mehrlagigen Faserhalbzeugs verschiedene Spannelemente zugeordnet werden, sodass die einzelnen Faserlagen unabhängig voneinander mithilfe der ihnen jeweils zugeordneten Spannelemente manipuliert werden können. Insbesondere ist es möglich, die verschiedenen Faserlagen in verschiedener Weise oder zu verschiedenen Zeiten an die Oberfläche des Drapierkörpers mittels der ihnen zugeordneten Spannelemente anzulegen.Finally, a method is preferred which is characterized in that a semi-finished fiber product is used which comprises at least two fiber layers. Different fiber layers of the semi-finished fiber are clamped in different clamping elements. The method is therefore not only for single-layer semi-finished fiber products, but also for multi-layer semifinished fiber products feasible, preferably the various fiber layers of a multi-layer fiber semi-finished different clamping elements are assigned, so that the individual fiber layers can be manipulated independently of each other using their respective associated clamping elements. In particular, it is possible to apply the different fiber layers in different ways or at different times to the surface of the draping body by means of their associated clamping elements.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Vorrichtung zum Herstellen eines Vorformlings aus einem Faserhalbzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 6 geschaffen wird. Dabei ist die Vorrichtung insbesondere ausgebildet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5. Die Vorrichtung umfasst eine Spanneinrichtung, die eine Mehrzahl von zumindest teilweise unabhängig voneinander vertikal verlagerbaren Spannelementen zum Einspannen eines Faserhalbzeugs umfasst. Sie umfasst außerdem einen Drapierkörper mit einer Oberfläche, die eine an dem Vorformling auszubildende Geometrie aufweist. Es ist eine Mehrzahl von Drapierstempeln vorgesehen, die in Richtung auf die Oberfläche des Drapierkörpers verlagerbar angeordnet sind, wobei sie jeweils eine lokal zu der Oberfläche komplementäre Drapierfläche aufweisen. Mithilfe der Drapierstempel ist es somit möglich, das Faserhalbzeug lokal auf die Oberfläche des Drapierkörpers zu Drapieren. Sind die Drapierstempel maximal auf die Oberfläche des Drapierkörpers zu verlagert, ist eine Kavität zwischen der Oberfläche und der lokal komplementär ausgebildeten Drapierfläche ausgebildet, in der das Faserhalbzeug angeordnet und geformt wird.The object is also achieved by providing an apparatus for producing a preform from a semi-finished fiber product having the features of claim 6. In this case, the device is in particular designed for carrying out a method according to one of
Die Spannelemente sind zumindest zum Teil, vorzugsweise alle, unabhängig voneinander vertikal verlagerbar. Anders als bei einem herkömmlichen Spannrahmen sind sie also nicht nur gemeinsam in einer durch den Spannrahmen vorgegebenen Ebene verlagerbar, um das Faserhalbzeug über die Oberfläche des Drapierkörpers zu stülpen, sondern sie können vielmehr relativ zueinander verlagert werden, sodass das Faserhalbzeug konturnah auf die Oberfläche abgelegt, insbesondere an diese angeschmiegt werden kann. Hierdurch ergeben sich lokal minimale Umformwege, ein minimaler Materialeinzug und somit ein äußerst geringes Risiko für eine Faltenbildung beim Drapieren. The clamping elements are at least partially, preferably all, independently of each other vertically displaceable. Unlike a conventional clamping frame, they are thus not only displaceable together in a predetermined by the clamping frame level to put the semi-finished fiber over the surface of the drape body, but they can rather be displaced relative to each other, so that the semi-finished fiber contour deposited on the surface, in particular can be nestled on this. This results in locally minimal forming paths, a minimal material feed and thus an extremely low risk of wrinkling during draping.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Drapierkörper Teil eines Unterwerkzeugs ist. Alternativ ist es möglich, dass der Drapierkörper selbst als Unterwerkzeug ausgebildet ist.In one embodiment of the device it is provided that the draping body is part of a lower tool. Alternatively, it is possible that the Drapierkörper itself is designed as a lower tool.
Bevorzugt wird auch eine Vorrichtung, bei welcher die Drapierstempel als Werkzeugsegmente eines Oberwerkzeugs ausgebildet sind. Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise insgesamt ein Unterwerkzeug und ein Oberwerkzeug, die relativ zueinander verlagerbar sind, um eine Kavität zu schließen, in der das Faserhalbzeug umgeformt wird. Besonders bevorzugt ist das Oberwerkzeug verlagerbar ausgebildet, während das Unterwerkzeug raumfest ausgebildet ist. Ist das Oberwerkzeug segmentiert ausgebildet, weist es also mehrere Werkzeugsegmente in Form von Drapierstempeln auf, ist vorzugsweise ein Verlagerungswinkel für jeden Drapierstempel beziehungsweise jedes Werkzeugsegment unabhängig von den anderen Werkzeugsegmenten beziehungsweise Drapierstempeln einstellbar. Hierzu sind die Drapierstempel vorzugsweise um eine senkrecht auf der Verlagerungsrichtung stehende Achse schwenkbar gelagert. Weiterhin sind die einzelnen Werkzeugsegmente beziehungsweise Drapierstempel vorzugsweise unabhängig voneinander in der durch den Verlagerungswinkel vorgegebenen Richtung verlagerbar. Dadurch ist es möglich, die verschiedenen Werkzeugsegmente in beliebiger, auf die konkrete Drapieraufgabe angepasster Richtung und Reihenfolge zu verlagern, somit die Kavität zwischen Oberwerkzeug und Unterwerkzeug sequenziell zu schließen und das Faserhalbzeug sequenziell auf dem Unterwerkzeug zu drapieren. Entsprechend sind auch die Spannelemente zumindest zum Teil unabhängig voneinander und sequenziell vertikal verlagerbar, wobei eine Verlagerung der verschiedenen Spannelemente auf die Verlagerung der verschiedenen Drapierstempel zeitlich und bezüglich der Verlagerungsstrecken abgestimmt wird.Also preferred is a device in which the draping punches are formed as tool segments of an upper tool. The device preferably comprises a total of a lower tool and an upper tool, which are displaceable relative to each other to close a cavity in which the semi-finished fiber is formed. Particularly preferably, the upper tool is designed to be displaceable, while the lower tool is designed to be fixed in space. If the upper tool has a segmented design, that is to say it has a plurality of tool segments in the form of draping punches, a displacement angle for each draping punch or each tool segment is preferably adjustable independently of the other tool segments or draping punches. For this purpose, the draping punches are preferably pivotably mounted about an axis perpendicular to the direction of displacement. Furthermore, the individual tool segments or draping punches are preferably displaceable independently of one another in the direction predetermined by the displacement angle. This makes it possible to shift the various tool segments in any direction and sequence adapted to the specific draping task, thus sequentially closing the cavity between the upper tool and the lower tool and sequentially draping the semifinished fiber product onto the lower tool. Accordingly, the clamping elements are at least partially independently and sequentially vertically displaceable, with a shift of the various clamping elements is tuned to the displacement of the various Drapierstempel time and with respect to the displacement distances.
Es wird eine Vorrichtung bevorzugt, bei welcher mindestens eines der Spannelemente eine Klemmbacke aufweist, in der das Faserhalbzeug randseitig an seinem Umfang klemmbar ist. Vorzugsweise weisen alle Spannelemente jeweils eine solche Klemmbacke auf, sodass das Faserhalbzeug insgesamt randseitig entlang seines Umfangs durch die Klemmbacken klemmbar ist. Dabei ist es möglich, dass entlang des Umfangs des Faserhalbzeugs Spannelemente mit Klemmbacken vorgesehen sind, die verschiedene Klemmbreiten aufweisen. Durch gezielte Wahl der verschiedenen Klemmbreiten und deren Anordnung entlang des Umfangs des Faserhalbzeugs kann die genaue Anlage desselben an der Oberfläche des Drapierkörpers weiter verbessert werden. Die Klemmbreite der Klemmbacken spricht dabei deren Erstreckung in Richtung einer Umfangslinie des Faserhalbzeugs an.A device is preferred in which at least one of the clamping elements has a clamping jaw, in which the semifinished fiber product can be clamped at the edge on its circumference. Preferably, all the clamping elements each have such a clamping jaw, so that the semi-finished fiber product is peripherally clamped along its circumference by the clamping jaws. It is possible that along the circumference of the semi-finished fiber clamping elements are provided with jaws having different clamping widths. By a specific choice of the different clamping widths and their arrangement along the circumference of the semifinished fiber product, the exact system of the same can be further improved on the surface of the draping body. The clamping width of the jaws responds to their extension in the direction of a circumferential line of the semifinished fiber product.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Spannelemente bezüglich ihrer Position entlang der Umfangslinie des Faserhalbzeugs verlagerbar an der Vorrichtung angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, Angriffspunkte der Spannelemente, in denen Spannkräfte in das Faserhalbzeug eingeleitet werden, bedarfsgerecht und abgestimmt auf die konkrete Drapieraufgabe zu variieren.In a preferred embodiment of the device is provided that the clamping elements are arranged with respect to their position along the circumferential line of the semifinished fiber product displaced on the device. This makes it possible, points of attack of the clamping elements in which clamping forces are introduced into the semifinished fiber, as needed and tailored to the specific Drapieraufgabe to vary.
Schließlich wird eine Vorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass mindestens ein Spannelement eine Verlagerungseinrichtung aufweist. Mithilfe der Verlagerungseinrichtung ist die vertikale Verlagerung des Spannelements bewirkbar. Die Verlagerungseinrichtung ist vorzugsweise als Linearantrieb ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Verlagerungseinrichtung als elektrischer Linearantrieb, als Pneumatikzylinder oder als Hydraulikzylinder ausgebildet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung weist jedes Spannelement eine entsprechende Verlagerungseinrichtung auf. Dabei sind die Verlagerungseinrichtungen bevorzugt unabhängig voneinander ansteuerbar.Finally, a device is preferred, which is characterized in that at least one clamping element has a displacement device. By means of the displacement device, the vertical displacement of the clamping element is effected. The displacement device is preferably designed as a linear drive. Particularly preferably, the displacement device is designed as an electric linear drive, as a pneumatic cylinder or as a hydraulic cylinder. In a preferred embodiment of the device, each clamping element has a corresponding displacement device. In this case, the displacement devices are preferably independently controllable.
Die Beschreibung des Verfahrens einerseits und der Vorrichtung andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Merkmale, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander auch Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung. Umgekehrt sind Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander auch Verfahrensschritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens.The description of the method on the one hand and the device on the other hand are to be understood as complementary to each other. In particular, features that have been explicitly or implicitly described in connection with the method, preferably individually or in combination with each other, also features of a preferred embodiment of the device. Conversely, method steps which have been described explicitly or implicitly in connection with the apparatus are preferably also individually or in combination with one another also method steps of a preferred embodiment of the method.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing.
Dabei zeigen:Showing:
In
Aus der Prinzipdarstellung gemäß
Die Spannelemente
Vorzugsweise sind die Spannelemente
Alternativ oder zusätzlich weisen die Klemmbacken
Die Klemmelemente
Die Prinzipskizze gemäß
Um das Verfahren anschaulicher beschreiben zu können, umfasst
Entsprechend dieser vereinfachten Geometrie der Oberfläche
Wie in
Es ist nun möglich, dass bereits in diesem Zustand nicht dargestellte, vorzugsweise als Werkzeugsegmente eines Oberwerkzeugs ausgebildete Drapierstempel auf das Faserhalbzeug
In einem dritten Schritt werden bei der hier dargestellten Ausführungsform des Verfahrens die Spannelemente
Es zeigt sich, dass bei der dargestellten, vereinfachten Geometrie des Drapierkörpers
Jedenfalls wird anhand von
Damit zeigt sich insgesamt, dass es mithilfe des Verfahrens und der Vorrichtung möglich ist, einen mehrdimensional profilierten Vorformling zu schaffen, der insbesondere unter Vermeidung eines Faltenbildungsrisikos unter geringer Lageverschiebung verzugs- und verschiebungsarm dreidimensional umgeformt wird.Overall, this shows that it is possible with the aid of the method and the device to create a multi-dimensionally profiled preform, which is deformed in three dimensions in particular, avoiding a risk of wrinkling with little shift in position, with little distortion.
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