DE102013205360B4

DE102013205360B4 - Method and device for producing a near-net shape preform

Info

Publication number: DE102013205360B4
Application number: DE102013205360.6A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Heinrich; Christian Link; Frank Vettermann
Original assignee: Cetex Inst Ggmbh; Cetex Institut Ggmbh
Current assignee: CETEX INSTITUT GGMBH, DE
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2020-02-27
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: DE102013205360A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer endkonturnahen Preform für ein Faserverbundwerkstoff-Bauteil, bei dem faden- oder strangförmiges Verstärkungsmaterial einem ortsfesten Vorrat entnommen und in mindestens einer Schicht zueinander paralleler Abschnitte angeordnet wird, wobei das Verstärkungsmaterial mit einem linear bewegbaren Verlegemechanismus verlegt wird und das Verstärkungsmaterial auf einem drehbaren Tisch mit an die Endkontur angenähert angeordneten Fixierelementen fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass- jeder zu verlegende Abschnitt zunächst von einem einer Verlegestation zugehörigen Verlegemittel vom Vorrat abgezogen, in der für einen entsprechenden Verlegeort in der entstehenden Preform maßgeblichen Länge zwischen diesem und einem weiteren Verlegemittel temporär erfasst und zwischen dem weiteren Verlegemittel und dem Vorrat durchtrennt wird,- der im vorgehenden Schritt bedarfsgemäß abgelängte Abschnitt in gestreckter Form von den Verlegemitteln zum Verlegeort verfahren und abgelegt wird, wobei er temporär von einer feststehenden und zwei unabhängig voneinander translatorisch über dem Tisch bewegbaren Klemmen fixiert wird,- auf einem auf dem zusätzlich translatorisch bewegbaren Tisch angeordneten auswechselbaren Rahmen die Fixierelemente angenähert an die Endkontur der zu fertigenden Preform angeordnet werden,- die translatorisch bewegbaren und in einer von der Translationsbewegung verschiedenen Richtung beweglichen Klemmen das Verstärkungsmaterial an die Fixierelemente übergeben und- die entstehende Preform und die Verlegestation gegeneinander um mindestens eine der Breite des Verstärkungsmaterialabschnittes entsprechende Distanz versetzt werden.Method for producing a near-net-shape preform for a fiber composite component, in which filament-like or strand-like reinforcing material is taken from a fixed supply and arranged in at least one layer of mutually parallel sections, the reinforcing material being laid with a linearly movable laying mechanism and the reinforcing material on a rotatable one Table is fixed with fixing elements arranged approximately to the end contour, characterized in that each section to be installed is first deducted from the supply by an installation means belonging to a laying station, in the length relevant between a suitable installation location and the resulting preform between this and a further installation means is recorded and separated between the further laying means and the supply, experienced and stored, whereby it is temporarily fixed by one fixed and two translationally movable clamps above the table, - the fixation elements are arranged on an interchangeable frame arranged on the translationally movable table, approximating the final contour of the preform to be manufactured, the translationally movable clamps, which are movable in a direction different from the translational movement, transfer the reinforcing material to the fixing elements and the resulting preform and the laying station are offset from one another by at least a distance corresponding to the width of the reinforcing material section.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer endkonturnahen Preform für ein Faserverbundwerkstoff-Bauteil. Speziell bezweckt die Erfindung die Herstellung von multiaxialen trockenen Faserstrukturen (Preforms) mit abfalloptimiertem Gelegeaufbau.The invention relates to methods and a device for producing a near-net shape preform for a fiber composite component. In particular, the invention aims to produce multiaxial dry fiber structures (preforms) with waste-optimized fabric structure.

Hochleistungswerkstoffe wie Carbonfasern haben eine stetig steigende Bedeutung für die Herstellung von Bauteilen. Prognosen zufolge ist mit einer Vervielfachung des Verbrauches zu rechnen. Diesen positiven Erwartungen stehen die Bauteilkosten gegenüber, die beim Einsatz von Stahl order Aluminium nur einen Bruchteil der Kosten von kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) ausmachen. Daraus lässt sich der erforderliche Handlungsbedarf beim verstärkten Einsatz dieser für den Leichtbau und der damit verbundenen Energieeinsparung bestens geeigneten CFK-Halbzeuge ableiten. Insbesondere müssen durch verbesserte Verfahren und Verringerung des Abfalls die Kosten gesenkt werden.High-performance materials such as carbon fibers are becoming increasingly important for the manufacture of components. According to forecasts, consumption can be expected to multiply. Compared to these positive expectations are the component costs, which make up only a fraction of the costs of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) when using steel or aluminum. From this, the need for action can be derived in the increased use of these CFRP semi-finished products, which are ideally suited for lightweight construction and the associated energy savings. In particular, improved processes and reduced waste must reduce costs.

Diesem Ansinnen dient die Anpassung von Preforms an die spätere Endkontur des fertigen Faserverbundwerkstoff-Bauteils bereits während der Herstellung. Hierfür sind bereits Lösungen bekannt. So offenbart z. B. die DE 30 03 666 A1 eine Vorrichtung, die mit einem Tisch mit in der Form des herzustellenden Bauteiles ausgestatteten Erhebungen ausgestattet ist. Ein oberhalb der Tischfläche befindlicher Fadenführer führt eine hin- und hergehende Bewegung aus, mittels derer endlose Faserstränge um die Erhebungen herumgelegt und in ggf. mehreren Lagen zu einem Gelege geformt werden, die in geeigneter Weise verfestigt werden. Diese Vorrichtung ist jedoch ausschließlich für Faserstränge, also für fadenförmige Verstärkungsmaterialien geeignet. Die 180°-Umlenkung streifenförmiger Verstärkungsmaterialien an den Erhebungen würde zu erheblichen Aufwerfungen an den Gelegerändern führen, die sich außerdem noch bis in den Innenbereich des Geleges fortpflanzen würden. Das Gelege wäre damit für eine Preform untauglich.This suggestion serves the adaptation of preforms to the later final contour of the finished fiber composite component already during production. Solutions are already known for this. Thus, e.g. B. the DE 30 03 666 A1 a device which is equipped with a table with elevations in the form of the component to be produced. A thread guide located above the table surface executes a reciprocating movement, by means of which endless fiber strands are placed around the elevations and, if necessary, formed into a layer in several layers, which are solidified in a suitable manner. However, this device is only suitable for fiber strands, ie for thread-like reinforcing materials. The 180 ° deflection of strip-shaped reinforcement materials on the elevations would lead to considerable poses at the edges of the fabric, which would also propagate into the interior of the fabric. The clutch would be unsuitable for a preform.

Aus der DE 10 2004 060 674 B4 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines flächigen Faser-Vorformlings bekannt. Damit ist ebenfalls eine angepasste Kontur erreichbar, so dass eine bessere Ausnutzung des Faserwerkstoffs erzielt wird. Dazu besteht die Vorrichtung aus einer als Transportbandsystem ausgebildeten Ablegeeinrichtung, auf dem eine Faseranordnung lose abgelegt wird. Dem Transportbandsystem ist eine Fixierungseinrichtung zugeordnet, durch die die auf dem System abgelegten Faseranordnungen miteinander fixiert werden. Vorzugsweise ist dies eine Näheinrichtung, in deren Wirkbereich die Faseranordnung ohne Unterstützung geführt werden muss und demgemäß in ihrem Zusammenhalt und in ihrer Gestalt gefährdet ist.From the DE 10 2004 060 674 B4 a method and a device for producing a flat fiber preform is known. This also enables an adapted contour to be achieved, so that better utilization of the fiber material is achieved. For this purpose, the device consists of a laying device designed as a conveyor belt system, on which a fiber arrangement is loosely laid. A fixing device is assigned to the conveyor belt system, by means of which the fiber arrangements stored on the system are fixed to one another. This is preferably a sewing device, in the effective area of which the fiber arrangement must be guided without support and, accordingly, its cohesion and its shape are endangered.

Die Druckschrift DE 102 14 140 A1 beinhaltet ein Verfahren und eine Multiaxialmaschine zum Vorlegen und Fixieren von Filamentscharen zu einem Fadengelege sowie eine dabei genutzte Haltevorrichtung. Die als Klemmvorrichtung ausgebildete Haltevorrichtung ist beiderseits des Fadengeleges an Transportketten angebracht und klemmt die bereits abgelängten Filamentscharen, die in unterschiedlichen Richtungen nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sein können, an ihren Enden.The publication DE 102 14 140 A1 includes a method and a multiaxial machine for placing and fixing filament sheets to a laid scrim and a holding device used in the process. The holding device designed as a clamping device is attached to transport chains on both sides of the laid scrim and clamps the already cut filament coulters, which can be arranged next to one another and / or one above the other in different directions, at their ends.

Die Druckschrift DE 10 2009 042 384 A1 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zum Aufbringen einer unidirektionalen Faserlage auf eine sich bewegende Unterstützung sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Multiaxialgeleges. Die Unterstützung ist durch zwei Förderketten gebildet, zwischen welchen Fasersegmente mittels Klemmeinrichtungen aufgespannt werden. In der Bewegungsrichtung der Unterstützung sind nacheinander zwei Segment-Zuführstationen mit jeweils einer Vorratseinheit, einem Greifer und einer Verlegeeinrichtung vorgesehen. Mittels der Segment-Zuführstationen werden Fasern von einer Faserschar abgezogen, zu Segmenten abgelängt und auf der Unterstützung abgelegt.The publication DE 10 2009 042 384 A1 discloses a method and apparatus for applying a unidirectional fiber layer to a moving support and a method for manufacturing a multi-axial scrim. The support is formed by two conveyor chains, between which fiber segments are clamped using clamping devices. In the direction of movement of the support, two segment feed stations are provided one after the other, each with a supply unit, a gripper and a laying device. Using the segment feed stations, fibers are drawn off from a fiber sheet, cut into segments and placed on the support.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von multiaxialen trockenen Faserstrukturen (Preforms) zu schaffen, durch die bei hoher Mustermöglichkeit im Legeprozess den Abfall durch konturnahes Legen verringert und eine hohe Formstabilität des Geleges vor einem Verfestigungsprozess gewährleistet wird.The invention is therefore based on the object of providing a method and a device for producing multiaxial dry fiber structures (preforms) by means of which, with a high pattern possibility in the laying process, the waste is reduced by laying close to the contour and a high dimensional stability of the scrim is ensured before a consolidation process.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale enthalten die Ansprüche 2 bis 5. Die Erfindung stellt außerdem gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 6 eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zur Verfügung, die durch die Merkmale der Unteransprüche 7 bis 12 weiter ausgestaltet wird.This object is achieved by the method according to the invention in accordance with the characterizing part of the patent claim 1 solved. Claims 2 to 5 contain further advantageous features. The invention also provides, according to the characterizing part of claim 6, a device for carrying out this method, which is characterized by the features of the subclaims 7 to 12 is further developed.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in

1 einen Tisch zur Aufnahme eines Geleges zur Herstellung der Preform,
2 den Tisch mit einer bauteilgerecht aufgebrachten Kontur aus Fixierelementen,
3 eine Verlegestation für das Verstärkungsmaterial,
4 eine weitere Ausführung der Verlegestation,
5 einen Ausschnitt aus der Fixierelementkontur gemäß 2,
6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem bauteilgerechten, mit Fixierelementen und einem unterstützenden Formteil versehenen Rahmen und in
7 Rahmen und Formteil entsprechend 5 in einer detaillierten Darstellung.

The invention is described in more detail below using an exemplary embodiment. The associated drawings show in

1 a table for holding a scrim for the production of the preform,
2 the table with a contour of fixing elements that is applied to the component,
3 a laying station for the reinforcement material,
4 another version of the laying station,
5 a section of the fixing element contour according 2 .
6 a further embodiment of the invention with a component-specific, provided with fixing elements and a supporting molded part and in
7 Frame and molded part accordingly 5 in a detailed representation.

Ein Tisch 1 ist für die Aufnahme des Geleges zur Herstellung der Preform längsverschiebbar und drehbar gelagert (1). Über dem Tisch 1 ist im dargestellten Beispiel eine Verlegestation 2 für das Verstärkungsmaterial 3 angeordnet. Die Erfindung beinhaltet jedoch auch die Anordnung mehrerer Verlegestationen 2 über dem Tisch 1. Der Aufbau einer Verlegestation 2 besteht grundsätzlich aus einem feststehenden Längsträger 4, an welchem zwei Klemmen 5 und 6 translatorisch beweglich angeordnet sind. Der Verlegestation 2 ist außerdem eine feststehende Klemme 7 zugeordnet.A table 1 is rotatably and rotatably mounted to accommodate the fabric for the production of the preform ( 1 ). Above the table 1 is a laying station in the example shown 2 for the reinforcement material 3 arranged. However, the invention also includes the arrangement of several laying stations 2 above the table 1 , The construction of a laying station 2 basically consists of a fixed side member 4 on which two terminals 5 and 6 are arranged to be translationally movable. The laying station 2 is also a fixed clamp 7 assigned.

In einer ersten Ausführungsform weist der Tisch 1 eine Vielzahl von parallel nebeneinander in einem Rahmen 8 angeordneten Platinen 9 auf, zwischen denen hinreichend Abstand vorgesehen ist, um mit einer Fixiereinrichtung, bspw. mit einer Nähvorrichtung, operieren zu können, die eine Fixierung des trockenen Gelegeaufbaus ermöglicht. In den 1 und 2 sind diese Platinen nicht explizit dargestellt; sie sind in 5 zu sehen.In a first embodiment, the table 1 a variety of parallel side by side in a frame 8th arranged circuit boards 9 on, between which there is sufficient distance to be able to operate with a fixing device, for example with a sewing device, which enables the dry fabric structure to be fixed. In the 1 and 2 these boards are not shown explicitly; They are in 5 to see.

Auf den Platinen 9 sind Fixierelemente 10 mit Nadelreihen platzierbar. Ihre Anordnung ist konturgerecht entsprechend der Form der späteren Preform gewählt (2). Der gesamte Aufbau mit dem Rahmen 8 ist vom Tisch 1 abnehmbar. Die sich innerhalb der von den Fixierelementen 10 erstreckenden Abschnitte der Platinen 9 stützen außerdem die zu verlegenden Verstärkungsmaterialabschnitte 4 nach ihrer Aufbringung auf die Fixierelemente 10.On the boards 9 are fixing elements 10 can be placed with rows of needles. Their arrangement is chosen according to the shape of the later preform ( 2 ). The entire structure with the frame 8th is off the table 1 removable. Which is within the of the fixing elements 10 extending portions of the boards 9 also support the reinforcement material sections to be laid 4 after their application to the fixing elements 10 ,

Die Herstellung einer multiaxialen trockenen Faserstruktur (Preform) bedingt, dass Verstärkungsmaterialabschnitte 11 in mehreren Lagen und unterschiedlichen Winkeln zueinander übereinandergeschichtet abgelegt werden. Diesem Ziel dient die drehbare Anordnung des Tisches 1. Da außerdem entsprechend der Größe der späteren Preform stets mehrere Verstärkungsmaterialabschnitte 11 nebeneinander gelegt werden müssen, ist der Tisch 1 längsbeweglich angeordnet, um von Verstärkungsmaterialabschnitt 11 zu Verstärkungsmaterialabschnitt 11 einen Versatz des Tisches 1 bewirken zu können. Dies hat den Vorteil, dass eine noch zu beschreibende Verlegestation 1, ein Vorrat für das Verstärkungsmaterial 3 und die Aufbereitung wie z. B. Ausspreizung desselben ortsfest ausgeführt werden können.The production of a multiaxial dry fiber structure (preform) requires that reinforcement material sections 11 can be stacked on top of each other in several layers and at different angles. The rotating arrangement of the table serves this purpose 1 , Since there are always several reinforcement material sections depending on the size of the later preform 11 must be placed side by side is the table 1 longitudinally arranged to from reinforcing material section 11 to reinforcing material section 11 an offset of the table 1 to be able to effect. This has the advantage that a laying station to be described 1 , a supply for the reinforcement material 3 and the preparation such as B. spreading of the same can be performed stationary.

Die Verlegestation 2 besteht aus einem Längsträger 4 mit zwei Lineareinheiten 12 und 13, denen die zwei unabhängig voneinander positionierbaren Klemmen 5 und 6 zugeordnet sind. In einer Anfangsstellung befinden sich die beiden Klemmen 5; 6 nahe einer Auslasseinheit einer nicht dargestellten Bändchenaufbereitung, die u. a. die Aufgabe hat, das Verstärkungsmaterial 3 von einem Vorrat abzuziehen, auszubreiten und für die Übergabe an die Verlegestation 2 bereitzustellen.The laying station 2 consists of a side member 4 with two linear units 12 and 13 which the two independently positionable terminals 5 and 6 assigned. The two clamps are in an initial position 5 ; 6 near an outlet unit of a ribbon preparation, not shown, which among other things has the task of the reinforcing material 3 to be deducted from a supply, spread out and handed over to the laying station 2 provide.

Das zu verlegende Verstärkungsmaterial 3 muss vor dem Verlegeprozess in Form gebracht werden. Um bleibende Drehungen im Verstärkungsmaterial 3 zu verhindern, kann es nicht „ über Kopf “ von den nicht dargestellten Vorratsspulen abgezogen werden, sondern es müssen die Vorratsspulen in Drehung versetzt werden. Dazu dient ein Zugwerk, welches das Verstärkungsmaterial 3 in eine Einheit zum Spannungsausgleich für jedes Einzelbändchen liefert. Hier sorgen vertikal geführte Belastungsrollen dafür, dass jedes Bändchen vor der nachgeordneten Ausspreizeinheit gleiche Spannung hat. Dies ist für das Erzielen gleicher Spreizbreiten eine Grundvoraussetzung. Die erforderliche Spreizkraft wird durch das Zugwerk aufgebracht. Direkt vor einem Übergabeportal ist ein Bändchenspeicher positioniert, der einerseits den kontinuierlichen Spreizprozess ohne Stillstand ermöglicht und andererseits einen Vorrat für die diskontinuierliche Entnahme im Legeprozess bereithält.The reinforcement material to be installed 3 must be brought into shape before the laying process. For permanent twists in the reinforcement material 3 To prevent it, it cannot be pulled "overhead" from the supply spools, not shown, but the supply spools must be rotated. For this purpose a traction mechanism is used, which is the reinforcement material 3 in a unit for voltage equalization for each individual ribbon. Here, vertically guided load rollers ensure that each ribbon in front of the downstream spreading unit has the same tension. This is a basic requirement for achieving the same spread widths. The required spreading force is applied by the traction mechanism. A ribbon storage unit is positioned directly in front of a transfer portal, which on the one hand enables the continuous spreading process without standstill and on the other hand has a supply for discontinuous removal in the laying process.

Für die Fixierung des Verstärkungsmaterial 3 während des Verlegevorgangs dient die ortsfeste Klemme 7.For fixing the reinforcement material 3 The fixed clamp is used during the laying process 7 ,

Die Erfindung sieht vor, dass zunächst die Klemme 6 den Anfang des Verstärkungsmaterials 3 erfasst und klemmt (3). Hierbei kann die Klemme 5 auch seitlich aus dem Bereich des Verstärkungsmaterials 3 herausgefahren werden, um die Klemme 6 möglichst nahe an der ortsfesten Klemme 7 und einer dazwischen liegenden Schneideinrichtung 14 positionieren zu können. Danach bewegt sich die Klemme 6 auf dem Längsträger 4 so weit von der ortsfesten Klemme 7 weg, dass ein hinreichend langer Verstärkungsmaterialabschnitt 11 vom Vorrat abgezogen wird. Dessen Länge muss die Distanz zwischen den Fixierelementen 10 entsprechen, die sich in dem Bereich befinden, der von dem nunmehr zu verlegenden Verstärkungsmaterialabschnitt 11 abgedeckt werden soll. Hinzu kommen Überstände, die durch die Fixierung in den Klemmen 5; 6 bedingt sind. Den jeweiligen Wert entnimmt die Steuerung der Verlegestation 2 einem vorab festgelegten Wertevorrat, der entsprechend der Kontur der Preform in einem Speicher abgelegt wurde.The invention provides that first the clamp 6 the beginning of the reinforcement material 3 detected and jammed ( 3 ). Here the clamp 5 also laterally from the area of the reinforcement material 3 be pulled out to the clamp 6 as close as possible to the fixed terminal 7 and an intermediate cutting device 14 to be able to position. Then the clamp moves 6 on the side member 4 so far from the fixed clamp 7 away that a sufficiently long section of reinforcing material 11 is deducted from the stock. Its length must be the distance between the fixing elements 10 correspond to, which are in the area of the now to be laid reinforcing material section 11 to be covered. There are also protrusions due to the fixation in the clamps 5 ; 6 are conditional. The control of the laying station takes the respective value 2 a predefined set of values that was stored in a memory according to the contour of the preform.

Danach kommt die zweite Klemme 5 in Eingriff und fixiert das Ende des Verstärkungsmaterialabschnittes 11. Nach Schließen der ortsfesten Klemme 7 im Übergabeportal wird der Verstärkungsmaterialabschnitt 11 zwischen ortsfester Klemme 7 und Klemme 5 durch die Schneideinrichtung 14 geschnitten. Then the second clamp comes 5 engages and fixes the end of the reinforcing material section 11 , After closing the stationary clamp 7 the reinforcing material section is in the transfer portal 11 between fixed clamp 7 and clamp 5 through the cutting device 14 cut.

Die beiden Klemmen 5; 6 bewegen gemeinsam den Verstärkungsmaterialabschnitt 11 in gespannter Form in die erforderliche Position über dem Tisch 1. Durch Absenken der Klemmen 5; 6 und den Einsatz von nicht dargestellten Drückerelementen werden die Enden des Verstärkungsmaterialabschnittes 11 in die Nadelfelder der Fixierelemente 10 gedrückt.The two clamps 5 ; 6 together move the reinforcing material section 11 stretched into the required position above the table 1 , By lowering the clamps 5 ; 6 and the use of pusher elements, not shown, become the ends of the reinforcing material section 11 into the needle fields of the fixing elements 10 pressed.

Während oder nachdem die beiden Klemmen 5; 6 wieder in die beschriebene Ausgangsstellung fahren, um den nächsten Verstärkungsmaterialabschnitt 11 zu übernehmen, rückt der Tisch 1 um eine Teilung, die der Breite des Verstärkungsmaterials 3 entspricht, weiter.During or after the two clamps 5 ; 6 drive back to the described starting position to the next reinforcing material section 11 the table moves to take over 1 by a pitch equal to the width of the reinforcing material 3 corresponds, further.

Ist die durch die Fixierelemente 10 begrenzte Kontur komplett mit einer Schicht parallel nebeneinander verlegter Verstärkungsmaterialabschnitte 11 belegt, kann die Verlegung einer weiteren Schicht erfolgen. Hierzu wird der Tisch 1 in die dafür erforderliche Winkelstellung bezüglich der Verlegestation 2 gedreht und in einer Anfangsstellung an der Peripherie der Kontur positioniert.Is that through the fixing elements 10 limited contour complete with a layer of parallel reinforcement material sections 11 occupied, another layer can be laid. For this the table 1 in the required angular position with respect to the laying station 2 rotated and positioned in an initial position on the periphery of the contour.

Ist der Legeprozess abgeschlossen, wird der Rahmen 8 mit dem Gelege gegen einen leeren getauscht und der nächste Legeprozess kann beginnen. Damit ist es möglich, die Prozessschritte Gelegebildung und Gelegefixierung durch Vernähen getrennt voneinander durchzuführen.Once the laying process has been completed, the frame becomes 8th swapped the clutch for an empty one and the next laying process can begin. This makes it possible to carry out the process steps of fabric formation and fabric fixation separately by sewing.

Wie 3 zu entnehmen ist, bestehen die Klemmen 5 und 6 in diesem Fall aus zangenförmigen Elementen, deren Schenkel 5.1 und 5.2 bzw. 6.1 und 6.2 zum Zwecke des Öffnens und Schließens der Klemmen 5; 6 relativ zueinander bewegbar sind. Die Klemme 5 kann zusätzlich - wie bereits erwähnt - seitlich aus dem Bereich des Verstärkungsmaterials 3 herausbewegt werden, um der Klemme 6 entsprechend größere Bewegungsfreiheit einzuräumen.How 3 can be seen, the terminals exist 5 and 6 in this case made of pincer-shaped elements, whose legs 5.1 and 5.2 respectively. 6.1 and 6.2 for the purpose of opening and closing the clamps 5 ; 6 are movable relative to each other. the clamp 5 can additionally - as already mentioned - laterally from the area of the reinforcing material 3 be moved out to the clamp 6 to allow greater freedom of movement.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verlegestation 2, bei der die beweglichen Klemmen 15; 16 und die feststehende Klemme 17 anders gestaltetet sind. Diese weisen jeweils feststehende Klemmbacken 15.1, 16.1 und 17.1 und parallel geführte, an diese anpressbare Klemmbacken 15.2, 16.2 und 17.2 auf. Eine hier nicht dargestellte Schneideinrichtung ist wiederum zwischen der feststehenden Klemme 17 und der beweglichen Klemme 15 angeordnet bzw. in diese Position verfahrbar. Der Verlegevorgang ist bei dieser Variante gleich dem bereits beschriebenen Ablauf. 4 shows a further embodiment of the laying station 2 , where the movable clamps 15 ; 16 and the fixed clamp 17 are designed differently. These each have fixed jaws 15.1 . 16.1 and 17.1 and parallel jaws that can be pressed against them 15.2 . 16.2 and 17.2 on. A cutting device, not shown here, is in turn between the fixed clamp 17 and the movable clamp 15 arranged or movable into this position. In this variant, the laying process is the same as the procedure already described.

Die bisherige Beschreibung der Erfindung geht davon aus, dass über dem Tisch 1 lediglich eine Verlegestation 2 angeordnet ist und die Verlegung des Verstärkungsmaterials 3 Abschnitt für Abschnitt nacheinander erfolgt, wobei aufeinanderfolgende Verstärkungsmaterialabschnitte 11 auch unmittelbar benachbart abgelegt werden. Dies kann auch der Fall sein, wenn über dem Tisch 1 eine Verlegemechanismus angeordnet ist, der aus mehreren Verlegestationen 2 besteht. Um jedoch den Verlegestationen 2 eine höhere Bewegungsfreiheit einzuräumen, ist es - insbesondere bei kleineren Breiten des Verstärkungsmaterials 3 - vorteilhaft, die Verlegestationen 2 mit Abstand zueinander anzuordnen, wobei der Abstand ein ganzzahliges Vielfaches der Breite des zu verlegenden Verstärkungsmaterials 3 beträgt. Bei Vorhandensein zweier Verlegestationen 2 bedeutet dies z. B., dass zwischen zwei verlegten Verstärkungsmaterialabschnitten 11 zunächst eine Lücke von einer Verstärkungsmaterialbreite verbleibt. Diese wird geschlossen, wenn nach einem Versatz des Tisches 1 um eine Verstärkungsmaterialbreite eine der Verlegestationen 2 einen Verstärkungsmaterialabschnitt 11 in diese Lücke hinein und die andere Verlegestation 2 ihren Verstärkungsmaterialabschnitt 11 neben den bereits im vorhergehenden Schritt abgelegten Verstärkungsmaterialabschnitt 11 platziert. In analoger Weise kann der Abstand auch mehrere Verstärkungsmaterialbreiten betragen, so dass die zuerst verbleibende Lücke erst nach mehreren Verlegeschritten und Versatzbewegungen des Tisches 1 vollständig geschlossen wird. Danach erfolgt in jedem Fall ein größerer Versatz des Tisches 1, so dass der beschriebene Prozess neben einer vollständig geschlossenen Gelegefläche erneut beginnen kann, es sei den, die vorgesehene Gelegekontur ist bereits vollständig erreicht.The previous description of the invention assumes that over the table 1 just a laying station 2 is arranged and the laying of the reinforcing material 3 Section by section takes place in succession, with successive reinforcement material sections 11 also be placed immediately adjacent. This can also be the case when over the table 1 a laying mechanism is arranged, which consists of several laying stations 2 consists. However, around the laying stations 2 It is necessary to allow greater freedom of movement - especially with smaller widths of the reinforcement material 3 - advantageous, the laying stations 2 to be arranged at a distance from one another, the distance being an integral multiple of the width of the reinforcing material to be laid 3 is. If there are two laying stations 2 does this mean e.g. B. that between two laid reinforcement material sections 11 initially a gap of a reinforcing material width remains. This is closed if after an offset of the table 1 one of the laying stations by a width of reinforcing material 2 a reinforcing material section 11 into this gap and the other laying station 2 their reinforcing material section 11 in addition to the reinforcement material section already deposited in the previous step 11 placed. In an analogous manner, the distance can also be several reinforcement material widths, so that the gap that remains first only after several stages of movement and offset movements of the table 1 is completely closed. After that, the table will be offset in any case 1 , so that the process described can start again in addition to a completely closed fabric surface, unless the intended fabric contour has already been completely achieved.

In einer zweiten Ausführungsform (6 und 7) sind die Fixierelemente 10 auf einem eigens an die Kontur der zu erzeugenden Preform angepassten Rahmen 18 angeordnet, der wiederum auf dem dreh- und verfahrbaren Tisch 1 aufliegt. Ein im Inneren des Rahmen 18 befindliches Formteil 19 dient - wie in der bereits beschriebenen Variante die Platinen 9 - der vorübergehenden Unterstützung der verlegten Verstärkungsmaterialabschnitte 11.In a second embodiment ( 6 and 7 ) are the fixing elements 10 on a frame specially adapted to the contour of the preform to be created 18 arranged, which in turn on the rotating and movable table 1 rests. One inside the frame 18 molded part 19 serves - as in the variant already described, the boards 9 - temporary support for the installed reinforcement material sections 11 ,

Nach dem Abschluss des Verlegeprozesses wird der gesamte Rahmen 8 bzw. 18 mit dem Gelege vom Tisch 1 abgehoben und einer Fixierstation zugeführt, während das Formteil 19 im zweiten Ausführungsbeispiel auf dem Tisch 1 verbleiben kann. Bei beiden Varianten besteht die Möglichkeit, das auf die Fixierelemente 10 aufgebrachte Gelege durch zusätzliche Drücker vor und während des Fixierprozesses gegen ein unbeabsichtigtes Abheben zu sichern. After completing the laying process, the entire frame 8th respectively. 18 with the clutch of the table 1 lifted off and fed to a fixing station while the molding 19 in the second embodiment on the table 1 can remain. In both variants there is the possibility of this on the fixing elements 10 to secure the applied scrim against unintentional lifting before and during the fixing process.

In der Fixierstation wird das gefertigte Gelege durch Vernähen verfestigt. Dies geschieht erfindungsgemäß erst, wenn alle Schichten von Verstärkungsmaterialabschnitten auf die Fixierelemente aufgebracht sind, um die Schädigung der Verstärkungsmaterialabschnitte durch den Nähprozess so gering wie möglich zu halten.In the fusing station the fabric is fixed by sewing. This occurs according to the invention only when all layers of reinforcing material sections have been applied to the fixing elements in order to keep the damage to the reinforcing material sections as little as possible through the sewing process.

Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, zwischen einzelne Schichten von Verstärkungsmaterialabschnitten adhäsiv verfestigende Mittel wie Klebemittelspuren, der Kontur angepasste Formstücke aus thermoplastischer Folie oder abgepasste Klebegitterstücke einzubringen.As an alternative to this, however, it is also possible to introduce adhesively strengthening agents such as traces of adhesive, contour-matched molded pieces made of thermoplastic film or matched adhesive grid pieces between individual layers of reinforcing material sections.

In einer weiteren, nicht dargestellten Variante ist wie in den 6 und 7 ein gesonderter, austauschbarer Rahmen auf dem Tisch angeordnet, welcher anstelle des Formteils mit Platinen ausgestattet ist, die das entstehende Gelege stützen. Dieser Rahmen kann dabei dem Umriss der späteren Preform angepasst sein und die der Aufnahme der Verstärkungsmaterialabschnitte dienenden Fixierelemente tragen. Es ist jedoch ebenso möglich, den Rahmen unabhängig vom Umriss der Preform zu gestalten und die Fixierelemente umrissgemäß auf den Platinen anzuordnen.In a further variant, not shown, is as in FIGS 6 and 7 a separate, interchangeable frame is arranged on the table, which is equipped with boards instead of the molded part, which support the resulting scrim. This frame can be adapted to the outline of the later preform and can carry the fixing elements that serve to receive the reinforcing material sections. However, it is also possible to design the frame independently of the outline of the preform and to arrange the fixing elements on the boards according to the outline.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Tischtable
22: Verlegestationlaying station
33: Verstärkungsmaterialreinforcing material
44: Längsträgerlongitudinal beams
55: Klemmeclamp
66: Klemmeclamp
77: Klemmeclamp
88th: Rahmenframe
99: Platinecircuit board
1010: Fixierelementfixing
1111: VerstärkungsmaterialabschnittReinforcing material section
1212: Lineareinheitlinear unit
1313: Lineareinheitlinear unit
1414: Schneideinrichtungcutter
1515: Klemmeclamp
1616: Klemmeclamp
1717: Klemmeclamp
1818: Rahmenframe
1919: Formteilmolding

Claims

Method for producing a near-net-shape preform for a fiber composite component, in which filament-like or strand-like reinforcing material is taken from a fixed supply and arranged in at least one layer of mutually parallel sections, the reinforcing material being laid with a linearly movable laying mechanism and the reinforcing material on a rotatable one Table is fixed with fixing elements arranged approximately to the end contour, characterized in that - each section to be installed is first deducted from the supply by an installation means belonging to a laying station, temporarily in the length relevant for a corresponding installation location in the resulting preform between this and a further installation means is recorded and cut between the further laying means and the supply, - the section cut to length in the preceding step, as required, in an elongated form from the laying means to the laying point t is moved and stored, whereby it is temporarily fixed by a fixed clamp and two clamps that can be moved translationally above the table, - the fixation elements are arranged on an interchangeable frame on the additionally translatable table, approximating the end contour of the preform to be manufactured, - The clamps, which are movable in translation and movable in a direction different from the translational movement, transfer the reinforcing material to the fixing elements and - The resulting preform and the laying station are mutually offset by at least one distance corresponding to the width of the reinforcing material section.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that several sections of the reinforcing material are laid simultaneously or successively in correspondingly several laying stations of a laying mechanism in such a way that there is initially a distance of an integral multiple of the width of the reinforcing material and that the surface is offset by the resulting preform relative to the at least one laying station the preform is gradually completely filled with sections of the reinforcing material that have been cut to length.

Procedure according to the Claims 1 and 2 , characterized in that the reinforcing material is spread to a necessary width before being taken over by the laying stations.

Procedure according to the Claims 1 to 3 , characterized in that the clutch after Storage of all the intended layers of reinforcing material sections is solidified by sewing.

Procedure according to the Claims 1 to 4 , characterized in that adhesively connecting means are introduced between individual layers of reinforcing material sections.

Device for producing a near-net shape preform for a fiber composite component from at least one layer of parallel, mutually laid sections of a thread or strand-shaped reinforcing material, with a fixed supply for the reinforcing material, a linearly movable laying mechanism for the reinforcing material and a rotating table for the Inclusion of fixing elements arranged approximately to the end contour for the reinforcement material to be installed, in particular for carrying out the method according to Claim 1 , characterized in that - the laying mechanism consists of at least one laying station, which has a fixed and two translationally movable clamps above the table for the reinforcing material, - on the additionally translationally movable table there is an interchangeable frame on which the fixing elements for the reinforcing material is arranged approximately to the end contour of the preform to be manufactured and that - the translationally movable clamps for transferring the reinforcing material to the fixing elements are arranged to be movable in a direction different from the translational movement.

Device after Claim 6 , characterized in that the laying mechanism for each laying station is preceded by a delivery and spreading unit for the reinforcing material,

Device after Claim 6 or 7 , characterized in that the laying mechanism consists of several neighboring laying stations acting in the same direction.

Device after Claim 6 , characterized in that provided in the interchangeable frame with spaced-apart boards on which the fixing elements are arranged.

Device after Claim 8 , characterized in that the fixing elements are arranged on the boards in a contour approximated to the preform to be produced.

Device after Claim 6 , characterized in that a removable, the inner contour of the frame fitting is provided in the interchangeable frame.

Device after Claim 6 , characterized in that adjacent laying stations have an effective distance which corresponds to an integral multiple of the width of the expanded reinforcing material.

Device after Claim 6 , characterized in that the fixing elements for the reinforcing material are designed as needle fields.