DE102013108251A1 - Werkzeug zur Herstellung eines rohrförmigen Faserverbundkörpers und Verfahren hierzu - Google Patents

Werkzeug zur Herstellung eines rohrförmigen Faserverbundkörpers und Verfahren hierzu Download PDF

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Tobias Kleine-Büning
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung rohrförmiger Faserverbundkörper (1) und ein Verfahren hierzu mit einem sich in einer Axialrichtung (10) erstreckenden zylinderförmigen Kernkörper (11), auf dem Fasermaterial in einem kontinuierlichen Ablageverfahren ablegbar ist. Erfindungsgemäß weist der zylinderförmige Kernkörper (11) wenigstens zwei in Axialrichtung (10) lösbar aneinander anordbare Kernkörperelemente (12, 13, 14) auf, über die das Fasermaterial über der axialen Länge des Kernkörpers (11) unterbrechungsfrei ablegbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung rohrförmiger Faserverbundkörper mit einem sich in einer Axialrichtung erstreckenden zylinderförmigen Kernkörper, auf dem Fasermaterial in einem kontinuierlichen Ablageverfahren ablegbar ist.
  • STAND DER TECHNIK
  • Aus der DE 10 2011 109 362 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Faserverbundkörpers bekannt, und der rohrförmige Faserverbundkörper bildet ein Dämpferrohr für einen Schwingungsdämpfer, in dem ein Dämpferkolben gleitend geführt werden kann. Zur Herstellung wird ein Werkzeug in Form eines zylinderförmigen Kernkörpers vorgeschlagen, der als Wickeldorn bezeichnet ist und auf den Wickeldorn kann in einem kontinuierlichen Ablageverfahren ein Fasermaterial zum Schichtaufbau abgelegt werden. Durch den Schichtaufbau des Fasermaterials wird der rohrförmige Faserverbundkörper gebildet, und das Fasermaterial wird entweder nass gewickelt oder anschließend mit einer Matrix infiltriert. Nach einer Wärmebehandlung nimmt der rohrförmige Faserverbundkörper eine Formstabilität an und wird vom zylinderförmigen Kernkörper entformt.
  • Um mehrere rohrförmige Faserverbundkörper herzustellen, werden die notwendigen Arbeitsfolgen einzeln wiederholt. Somit müssen zur Herstellung mehrerer rohrförmiger Faserverbundkörper die Arbeitsschritte des kontinuierlichen Ablegens des Fasermaterials auf den zylinderförmigen Kernkörper, gegebenenfalls des Infiltrierens der Matrix, beispielsweise eines Epoxidharzes, das Härten des so gebildeten Faserverbundkörpers und das Entformen des Faserverbundkörpers vom zylinderförmigen Kernkörper wiederholt werden. Wünschenswert ist jedoch eine Vereinfachung eines Verfahrens zur Herstellung mehrerer rohrförmiger Faserverbundkörper.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Werkzeugs zur Herstellung rohrförmiger Faserverbundkörper, das die effiziente Herstellung mehrerer rohrförmiger Faserverbundkörper pro Zeit ermöglicht. Insbesondere soll das Werkzeug dabei flexibel bleiben hinsichtlich der spezifischen insbesondere geometrischen Ausgestaltung der rohrförmigen Faserverbundkörper.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Werkzeug zur Herstellung rohrförmiger Faserverbundkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung rohrförmiger Faserverbundkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der zylinderförmige Kernkörper wenigstens zwei in Axialrichtung lösbar aneinander anordbare Kernkörperelemente aufweist, über die das Fasermaterial über der axialen Länge des Kernkörpers unterbrechungsfrei ablegbar ist.
  • Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, den Kernkörper zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer rohrförmiger Faserverbundkörper einzurichten, sodass mit einer Arbeitsabfolge wenigstens des kontinuierlichen Ablageverfahrens mehrere rohrförmige Faserverbundkörper gemeinsam hergestellt werden können. Dadurch kann bei im Vergleich zur Prozesshauptzeit langen Prozessnebenzeiten die Produktivität des Werkzeugs erheblich verbessert werden, da in einer Aufspannung des zylinderförmigen Kernkörpers mehrere rohrförmige Faserverbundkörper, beispielsweise 2, 3, 4 oder mehr Faserverbundkörper, gleichzeitig gefertigt werden können.
  • Erst mit der Bildung des zylinderförmigen Kernkörpers durch mehrere in Axialrichtung lösbar aneinander angeordnete Kernkörperelemente können mehrere rohrförmige Faserverbundkörper einzeln hergestellt werden, indem diese nach einem Ablegen des Fasermaterials, insbesondere auch erst nach einem Infiltrieren eines Matrixmaterials, und nach einer Wärmebehandlung zur Aushärtung des Faserverbundmaterials, mechanisch voneinander getrennt werden. Das Trennen des rohrförmigen Faserverbundkörpers in mehrere einzelne Faserverbundkörper erfolgt dabei auf der Höhe der Verbindungsstellen zwischen den Kernkörperelementen, und erst wenn der Faserverbundkörper in axialer Richtung entsprechend der Anzahl der herzustellenden einzelnen rohrförmigen Faserverbundkörper durch ein Trennverfahren unterteilt wurde, können die einzelnen Kernkörperelemente voneinander gelöst werden. Anschließend können die rohrförmigen Faserverbundkörper von den Kernkörperelementen entformt werden.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung zur Verbindung der Kernkörperelemente können diese mit innenliegenden Verbindungsmitteln miteinander verbunden sein. Dadurch entsteht der Vorteil, dass die Außenkontur des zylinderförmigen Kernkörpers, die durch das auf der Außenkontur abgelegte Fasermaterial abgeformt wird, durch die Verbindungsmittel nicht abgefälscht wird. Folglich formen sich die innenliegenden Verbindungsmittel auf der Innenseite des rohrförmigen Faserverbundkörpers nicht ab, und die einzelnen Kernkörperelemente können eine Außenkontur aufweisen, die der geforderten Innenkontur des rohrförmigen Faserverbundkörpers entspricht.
  • Die innenliegenden Verbindungsmittel können wenigstens ein an der Kopplungsstelle zwischen zwei Kernkörperelementen angeordnetes Kupplungselement aufweisen. Das Kupplungselement kann dabei Zentrierabschnitte umfassen, um eine Zentrierung der mehreren Kernkörperelemente in der gemeinsamen Axialrichtung, die zugleich die Rotationsachse der Kernkörperelemente bildet, sicherzustellen.
  • Die innenliegenden Verbindungsmittel können weiterhin wenigstens ein Zugelement umfassen, wobei das Zugelement in Axialrichtung durch das Kernkörperelement hindurchgeführt ist und an das Kupplungselement angebunden ist. Insbesondere können mehrere Zugelemente vorgesehen sein, wobei sich durch jedes der Kernkörperelemente ein Zugelement hindurch erstreckt. Die Zugelemente können stangenförmig ausgebildet sein und endseitige Gewindeabschnitte aufweisen oder die Zugelemente sind durch Gewindestangen gebildet. Jedenfalls können die Zugelemente mit ihren Endseiten in Gewindebohrungen eingeschraubt werden, die sich stirnseitig in den Zentrierabschnitten des Kupplungselementes befinden.
  • Die rohrförmigen Faserverbundkörper können insbesondere zur Bildung von Dämpferrohren für Schwingungsdämpfer dienen, die an ihren Endseiten Lasteinleitungselemente erfordern, um den Rohrabschnitt des Schwingungsdämpfers beispielsweise mit dem Verschlusspaket zur Abdichtung des Innenraums des Dämpferrohres abzuschließen oder die Lasteinleitungselemente dienen zur Bildung eines Endstückes, mit dem der Schwingungsdämpfer beispielsweise an die Achse eines Fahrzeugs angebunden wird, wenn der Schwingungsdämpfer als Bestandteil des Fahrwerkes eines Fahrzeugs eingesetzt wird. Damit können mit besonderem Vorteil die Kernkörper zur Aufnahme von Lasteinleitungselementen ausgebildet sein, über die das Fasermaterial unter Bildung eines Schichtaufbaus ablegbar ist und die einen Bestandteil des herstellbaren Faserverbundkörpers bilden. Das Durchtrennen des zunächst einteilig hergestellten Faserverbund-Gesamtkörpers erfolgt dabei angrenzend oder neben den Lasteinleitungselementen außerhalb der freien Länge des rohrförmigen Faserverbundkörpers zur Bildung des Dämpferrohres, und die Lasteinleitungselemente sind dadurch, dass das Fasermaterial außenseitig über die Lasteinleitungselemente abgelegt wird, innenseitig im rohrförmigen Faserverbundkörper eingebunden. Die Lasteinleitungselemente können auf der Außenseite Vorsprünge aufweisen, und wird das Fasermaterial auf der Außenseite der Lasteinleitungselemente abgelegt, bilden die Vorsprünge einen Formschluss mit dem Fasermaterial, das vorzugsweise in den Zwischenräumen zwischen den Vorsprüngen abgelegt wird.
  • Die Lasteinleitungselemente können ring- oder hülsenartig ausgebildet sein und wenigstens abschnittsweise im Bereich der axialen Enden, insbesondere angrenzend an die axiale Position der Verbindungsmittel, auf dem Außenumfang der Kernkörperelemente angeordnet sein. Dabei kann der zylinderförmige Kernkörper zur Anordnung der Lasteinleitungselemente an den Kernkörperelementen Verschlusselemente aufweisen, die insbesondere angrenzend an das Kupplungselement angeordnet sind. Beispielsweise können die Verschlusselemente innenseitig in das Lasteinleitungselement eingeschraubt sein und das Verschlusselement kann außenseitig auf das Ende des Kernkörperelementes zentrierend aufgeschoben sein.
  • Insbesondere können die Kernkörperelemente derart zur Aufnahme der Lasteinleitungselemente ausgebildet sein, dass zwischen den an axial benachbarten Kernkörperelementen angeordneten Lasteinleitungselementen Übergangsbereiche im Faserverbundkörper entstehen. Dann, wenn der Faserverbund-Gesamtkörper zwischen den Lasteinleitungselementen mechanisch getrennt wird, beispielsweise durch ein Sägeverfahren, so erfolgt durch die entsprechende Anordnung Lasteinleitungselemente die Trennung des Faserverbundkörpers zwischen zwei Lasteinleitungselementen, die Bestandteil von zwei verschiedenen rohrförmigen Faserverbundkörpern sind. Erfolgt die Trennung des Faserverbundkörpers beispielsweise an einer axialen Position, die mit der Anordnung des Lasteinleitungselementes abschließt, so kann durch das aufgezeigte Verfahren ein rohrförmiger Faserverbundkörper bereitgestellt werden, der nach Entformung von den Kernkörperelementen keine weitere Nachbearbeitung erfordert.
  • Der zylinderförmige Kernkörper kann beispielsweise ein Kernkörperelement aufweisen, der einen Spanndorn bildet, an dem weitere Kernkörperelemente angeordnet sind und über den insbesondere eine Drehbewegung in den zylinderförmigen Kernkörper einleitbar ist. Dabei kann auf dem gegenüberliegenden Ende des Spanndorns das letzte Kernkörperelement abgestützt werden, beispielsweise durch eine Pinole oder eine Lünette, wie durch den Bau von Drehmaschinen zur Drehbearbeitung langer Werkstücke bekannt. Die freie Länge des aus mehreren Kernkörperelementen gebildeten zylinderförmigen Kernkörpers kann dabei derart gewählt werden, dass die Durchbiegung, die sich durch einen länger ausgebildeten zylinderförmigen Kernkörper ergibt, die Grenze bildet, die die Anzahl in einer Aufspannung herstellbarer rohrförmiger Faserverbundkörper begrenzt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung rohrförmiger Faserverbundkörper mittels einem sich in einer Axialrichtung erstreckenden zylinderförmigen Kernkörper, auf dem Fasermaterial in einem kontinuierlichen Ablageverfahren gelegt wird, und es ist vorgesehen, dass zunächst ein zylinderförmiger Kernkörper aus wenigstens zwei in Axialrichtung lösbar aneinander angeordnete Kernkörperelemente bereitgestellt wird, anschließend wird das Fasermaterial auf der Länge des zylinderförmigen Kernkörpers unter Bildung eines Faserverbund-Gesamtkörpers abgelegt, anschließend erfolgt ein Durchtrennen des Faserverbund-Gesamtkörpers zur Bildung von wenigstens zwei einzelnen Faserverbundkörpern, gefolgt von einem Lösen der Kernkörperelemente voneinander und schließlich dem Entformen der Faserverbundkörper.
  • Vor dem Durchtrennen des Faserverbund-Gesamtkörpers kann dieser einem Aushärtungsprozess zugeführt werden. Vor dem unterbrechungsfreien Ablegen des Fasermaterials kann eine Beschichtung, insbesondere aus einem Harz, bevorzugt aus einem Epoxidharz, auf dem zylinderförmigen Kernkörper aufgebracht werden. Die Beschichtung kann leicht angetrocknet werden, bevor eine nachfolgende Ablage eines Fasermaterials erfolgt. Insbesondere kann, um die Konsistenz und die Gleichmäßigkeit der Beschichtung beizubehalten, vor dem unterbrechungsfreien Ablegen des Fasermaterials eine Kopplungslage beispielsweise aus einem Vliesmaterial, insbesondere umfassend ein Glasfaservlies oder ein Kohlefaservlies, auf der Beschichtung aufgebracht werden.
  • Schließlich können vor dem Ablegen des Fasermaterials und insbesondere vor dem Aufbringen der Beschichtung auf den zylinderförmigen Kernkörper Lasteinleitungselemente angeordnet werden, über die das Fasermaterial abgelegt wird und die einen Bestandteil des herstellbaren Faserverbundkörpers bilden.
  • Die Beschichtung, die die spätere Innenoberfläche des rohrförmigen Faserverbundkörpers bildet, kann sich dabei zwischen zwei Lasteinleitungselementen erstrecken und die Lasteinleitungselemente bilden Abschlusselemente der rohrförmigen Faserverbundkörper in Axialrichtung. Zwischen den Lasteinleitungselementen kann sich auf der Innenoberfläche die Beschichtung befinden, und werden die rohrförmigen Faserverbundkörper als Dämpferrohre zur Bildung von Schwingungsdämpfern eingesetzt, so kann die Beschichtung insbesondere aus einem Epoxidharz den Gleitpartner zur gleitenden Führung des Kolbens im Schwingungsdämpfer bilden. Die Beschichtung weist dabei den Vorteil auf, keinen Faseranteil oder Vliesanteil zu umfassen, der zur Bildung einer glatten Gleitfläche zur Führung des Kolbens nachteilhaft wäre.
  • BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
  • 1 eine quer geschnittene Ansicht eines Faserverbundkörpers in Anordnung auf einem zylinderförmigen Kernkörper aus mehreren Kernkörperelementen,
  • 2 eine Detailansicht der innenliegenden Verbindungsmittel zur Verbindung von einem Kernkörperelement, das als ein Spanndorn ausgeführt ist, mit einem weiteren Kernkörperelement des zylinderförmigen Kernkörpers und
  • 3 eine schematisch dargestellte Abfolge von Verfahrensschritten gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 1 zeigt einen Faserverbundkörper 1, der als Faserverbund-Gesamtkörper hergestellt ist mit einem Werkzeug, das im Wesentlichen gebildet ist durch einen zylinderförmigen Kernkörper 11. Der zylinderförmige Kernkörper 11 erstreckt sich entlang einer Axialrichtung 10, und die Axialrichtung 10 bildet zugleich eine Rotationsachse des zylinderförmigen Kernkörpers 11. Der zylinderförmige Kernkörper 11 kann beispielsweise durch eine Wickelmaschine 27 aufgenommen und rotierend angetrieben werden, sodass der zylinderförmige Kernkörper 11 um die Axialrichtung 10 eine Rotation ausführt.
  • Der zylinderförmige Kernkörper 11 ist gebildet durch mehrere Kernkörperelemente 12, 13 und 14, wobei das Kernkörperelement 12 als Spanndorn ausgeführt ist, der aus der Wickelmaschine 27 herausgeführt ist.
  • Um die Kernkörperelemente 12, 13 und 14 miteinander zu verbinden, sind innenliegende Verbindungsmittel 15 gezeigt, durch die die Kernkörperelemente 12, 13 und 14 lösbar miteinander verbunden sind.
  • Die innenliegenden Verbindungsmittel 15 weisen Kupplungselemente 16 auf, in die Zugelemente 17 eingeschraubt sind, wobei sich durch jedes der Kernkörperelemente 12, 13 und 14 ein Zugelement 17 hindurch erstreckt, und sodass in ein Kupplungselement 16 von beiden Seiten jeweils ein Zugelement 17 eingeschraubt werden kann.
  • Außenseitig auf den Kernkörperelementen 13 und 14 sind Lasteinleitungselemente 18 angebracht, die einen Bestandteil des auf dem zylinderförmigen Kernkörper 11 hergestellten Faserverbundkörpers 1 bilden. Um die Lasteinleitungselemente 18, die im Wesentlichen ring- oder hülsenartig ausgebildet sind, im jeweiligen Endbereich der Kernkörperelemente 13 und 14 anzuordnen, sind Verschlusselemente 19 vorgesehen, sodass vor einem kontinuierlichen Ablegen des Fasermaterials zur Bildung des gezeigten Schichtaufbaus 20 die Lasteinleitungselemente 18 in gezeigter Position durch die Verschlusselemente 19 in Position gebracht und gehalten werden können.
  • Nach dem Einrichten des zylinderförmigen Kernkörpers 11 und der Anordnung der Lasteinleitungselemente 18 kann zwischen den Lasteinleitungselementen 18 eine Beschichtung auf die Außenseite der Kernkörperelemente 12, 13 und 14 aufgebracht werden und anschließend kann der Schichtaufbau 20 durch ein kontinuierliches Ablageverfahren eines Fasermaterials hergestellt werden. Dabei kann entweder der Kernkörper 11 in Rotation versetzt werden oder das Fasermaterial, das als Faden, als Garn, als Bandmaterial oder als sonstige Filamente oder als vortexturiertes Material auf dem Kernkörperelement 11 abgewickelt wird, kann als Garnrolle oder als Fadenrolle um einen ruhenden zylinderförmigen Kernkörper 11 rotieren. Das Fasermaterial kann beispielsweise Filamente umfassen und aus einem Kohlefasermaterial oder aus einem Glasfasermaterial aufgebaut sein.
  • Sind die mehreren Lagen des Schichtaufbaus 20 auf dem Kernkörper 11 und auf die Lasteinleitungselemente 18 aufgebracht, kann der Faserverbundkörper 1 gemeinsam mit dem zylinderförmigen Kernkörper 11 einem Wärmebehandlungsprozess zugeführt werden, um den Faserverbundkörper 1 auszuhärten. Das Fasermaterial kann dabei dem Wickelprozess nass zugeführt werden oder nach Ablage des Fasermaterials folgt ein Infiltrieren einer Matrix, beispielsweise ein Epoxidharz.
  • 2 zeigt in einer Detailansicht die innenliegenden Verbindungsmittel 15 zur Verbindung eines Kernkörperelementes 12, beispielhaft gezeigt als Spanndorn 12 mit einem weiteren Kernkörperelement 13, wobei sich beide Kernkörperelemente 12 und 13 entlang der Axialrichtung 10 im Wesentlichen rotationssymmetrisch erstrecken.
  • Die innenliegenden Verbindungsmittel 15 umfassen das Kupplungselement 16 und zwei Zugelemente 17, die als Gewindestangen ausgeführt sind und die jeweils endseitig in das Kupplungselement 16 eingeschraubt sind. Das Kupplungselement 16 weist einen Kragen auf, an dem Dichtelemente 22 aufgenommen sind, um ein Eindringen von Matrixmaterial, insbesondere Epoxidharz, zwischen die Stirnseite der Kernkörperelemente 12, 13 und dem Kupplungselement 16 zu vermeiden.
  • Auf dem Kernkörperelement 13 ist ein Lasteinleitungselement 18 aufgenommen, welches außenseitig Vorsprünge 23 aufweist. Die Vorsprünge 23 bilden mit dem auf der Außenseite des Lasteinleitungselementes 18 aufgebrachten Fasermaterial einen Formschluss, und das Lasteinleitungselement 18 bildet einen Bestandteil des hergestellten Faserverbundkörpers 1 und wird mit diesen vom Kernkörper 11 gemeinsam entformt.
  • Um das Lasteinleitungselement 18 am Kernkörperelement 13 zu fixieren, ist ein Verschlusselement 19 vorgesehen, und das Verschlusselement 19 nimmt das Lasteinleitungselement 18 über eine Gewindeverbindung 25 auf. Das Verschlusselement 19 kann gemeinsam mit dem Lasteinleitungselement 18 über eine Zentrierung 26 auf das Kernkörperelement 13 aufgeschoben werden und anschließend kann das Kernkörperelement 13 über die Verbindungsmittel 15 mit dem Kernkörperelement 12 verbunden werden. Das Innengewinde im Lasteinleitungselement 18 zur Bildung der Gewindeverbindung 25 kann mit besonderem Vorteil im späteren Gebrauch des Faserverbundkörpers 1 eine Verbindungsfunktion erfüllen, sodass das Innengewinde weiterverwendet werden kann.
  • Zur Zentrierung der Kernkörperelemente 12 und 13 zueinander weist das Kupplungselement 16 Zentrierabschnitte 24 auf, die in jeweiligen Zentrieraufnahmen in den Kernkörperelementen 12 und 13 aufgenommen sind. An den Zentrierabschnitten 24 können Schlüsselweiten angebracht sein, über die mit einem Werkzeug die Kupplungselemente 16 mit den Zugelementen 17 verschraubt und festgezogen werden können.
  • Auf nicht näher gezeigte Weise können Distanzelemente zusätzlich zu den Kernkörperelementen 12 und 13 vorgesehen werden, um beliebige, zusätzliche Längen zwischen die Kernkörperelemente 12, 13 und/oder 14 einzusetzen und um so verschieden lange Faserverbundkörper 1 herzustellen. Insbesondere kann über Distanzelemente die freie Länge zwischen zwei Lasteinleitungselementen 18 eingestellt werden, indem entsprechend bemaßte Distanzelemente vorgesehen werden. Auch besteht die Möglichkeit, verschieden lange Kernkörperelemente 13, 14 bereitzustellen, sodass der Kernkörper 11 durch eine entsprechende Montage verschieden langer Kernkörperelemente 13 so konfektioniert werden kann, dass die Faserverbundkörper 1 in der geforderten Länge hergestellt werden können.
  • Schließlich zeigt 3 eine Abfolge mehrerer Verfahrensschritte, beginnend mit einer Bereitstellung 100 eines zylinderförmigen Kernkörpers 1, dem unterbrechungsfreien Ablegen 101 des Fasermaterials, dem Durchtrennen 102 des Faserverbund-Gesamtkörpers, dem Lösen 103 der Kernkörperelemente voneinander und schließlich dem Entformen 104 der Faserverbundkörper. Vor dem Ablegen 101 des Fasermaterials kann die Außenseite des Kernkörpers 11 noch mit einer Beschichtung versehen werden, ferner kann vor dem Durchtrennen des Faserverbund-Gesamtkörpers eine Wärmebehandlung des Gesamtkörpers erfolgen.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung, auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführung Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Faserverbundkörper
    10
    Axialrichtung
    11
    zylinderförmiger Kernkörper
    12
    Kernkörperelement, Spanndorn
    13
    Kernkörperelement
    14
    Kernkörperelement
    15
    innenliegende Verbindungsmittel
    16
    Kupplungselement
    17
    Zugelement
    18
    Lasteinleitungselement
    19
    Verschlusselement
    20
    Schichtaufbau
    21
    Übergangsbereich
    22
    Dichtelement
    23
    Vorsprung
    24
    Zentrierabschnitt
    25
    Gewindeverbindung
    26
    Zentrierung
    27
    Wickelmaschine
    100
    Bereitstellen des zylinderförmigen Kernkörpers
    101
    unterbrechungsfreies Ablegen des Fasermaterials
    102
    Durchtrennen des Faserverbund-Gesamtkörpers
    103
    Lösen der Kernkörperelemente voneinander
    104
    Entformen der Faserverbundkörper
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011109362 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Werkzeug zur Herstellung rohrförmiger Faserverbundkörper (1) mit einem sich in einer Axialrichtung (10) erstreckenden zylinderförmigen Kernkörper (11), auf dem Fasermaterial in einem kontinuierlichen Ablageverfahren ablegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Kernkörper (11) wenigstens zwei in Axialrichtung (10) lösbar aneinander anordbare Kernkörperelemente (12, 13, 14) aufweist, über die das Fasermaterial über der axialen Länge des Kernkörpers (11) unterbrechungsfrei ablegbar ist.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernkörperelemente (12, 13, 14) mit innenliegenden Verbindungsmitteln (15) miteinander verbunden sind.
  3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegenden Verbindungsmittel (15) wenigstens ein an der Kopplungsstelle zwischen zwei Kernkörperelementen (12, 13, 14) angeordnetes Kupplungselement (16) aufweisen.
  4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegenden Verbindungsmittel (15) wenigstens ein Zugelement (17) umfassen, wobei das Zugelement (17) in Axialrichtung (10) durch das Kernkörperelement (1, 13, 14) hindurchgeführt ist und an das Kupplungselement (16) angebunden ist.
  5. Werkzeug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernkörper (11) zur Aufnahme von Lasteinleitungselementen (18) ausgebildet sind, über die das Fasermaterial unter Bildung eines Schichtaufbaus (20) ablegbar ist und die einen Bestandteil des herstellbaren Faserverbundkörpers (1) bilden.
  6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasteinleitungselemente (18) ring- oder hülsenartig ausgebildet sind und wenigstens abschnittsweise im Bereich der axialen Enden, insbesondere angrenzend an die axiale Position der Verbindungsmittel (15), auf dem Außenumfang der Kernkörperelemente (12, 13, 14) anordbar sind.
  7. Werkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Kernkörper (11) zur Anordnung der Lasteinleitungselemente (18) an den Kernkörperelementen (12, 13, 14) Verschlusselemente (19) aufweist, die insbesondere angrenzend an das Kupplungselement (16) angeordnet sind.
  8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (19) innenseitig in das Lasteinleitungselement (18) einschraubbar ist und/oder dass das Verschlusselement (19) außenseitig auf das Ende des Kernkörperelementes (12, 13, 14) aufschraubbar ist.
  9. Werkzeug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernkörperelemente (12, 13, 14) derart zur Aufnahme der Lasteinleitungselemente (18) ausgebildet sind, dass zwischen den an axial benachbarten Kernkörperelementen (12, 13, 14) angeordneten Lasteinleitungselementen (18) Übergangsbereiche (21) im Faserverbundkörper (1) entstehen.
  10. Werkzeug nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Kernkörper (11) zumindest ein Kernkörperelement (12) aufweist, der einen Spanndorn (12) bildet, an dem weitere Kernkörperelemente (13, 14) angeordnet sind und über den insbesondere eine Drehbewegung in den zylinderförmigen Kernkörper (11) einleitbar ist.
  11. Verfahren zur Herstellung rohrförmiger Faserverbundkörper (1) mittels einem sich in einer Axialrichtung (10) erstreckenden zylinderförmigen Kernkörper (11), auf dem Fasermaterial in einem kontinuierlichen Ablageverfahren gelegt wird, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte umfasst: – Bereitstellen (100) des zylinderförmigen Kernkörpers (11) aus wenigstens zwei in Axialrichtung (10) lösbar aneinander angeordnete Kernkörperelemente (12, 13, 14), – unterbrechungsfreies Ablegen (101) des Fasermaterials auf der Länge des zylinderförmigen Kernkörpers (11) unter Bildung eines Faserverbund-Gesamtkörpers, – Durchtrennen (102) des Faserverbund-Gesamtkörpers zur Bildung von wenigstens zwei einzelnen Faserverbundkörpern (1) und – Lösen (103) der Kernkörperelemente (12, 13, 14) voneinander und – Entformen (104) der Faserverbundkörper (1).
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbund-Gesamtkörper vor dem Durchtrennen (102) einem Aushärtungsprozess zugeführt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem unterbrechungsfreien Ablegen (101) des Fasermaterials eine Beschichtung insbesondere aus einem Harz, bevorzugt aus einem Epoxidharz, auf dem zylinderförmigen Kernkörper (11) aufgebracht wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem unterbrechungsfreien Ablegen (101) des Fasermaterials eine Kopplungslage wie ein Vliesmaterial, insbesondere umfassend ein Glasfaservlies, auf der Beschichtung aufgebracht wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ablegen des Fasermaterials Lasteinleitungselemente (18) auf den Kernkörper (11) angeordnet werden, über die das Fasermaterial abgelegt wird und die einen Bestandteil des herstellbaren Faserverbundkörpers (1) bilden.
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