DE102013209270B4 - Device for clamping a fiber arrangement - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (2) zum Einspannen einer Faseranordnung (10) und zum Anordnen der derartig eingespannten Faseranordnung (10) zwischen Werkzeugteilen eines Presswerkzeugs, aufweisend zwei rahmenförmig und formstabil ausgebildete Klemmeinheiten (1, 3), zwischen denen ein Teil der Faseranordnung (10) einklemmbar ist, wobei die einander zugewandten Seiten der beiden Klemmeinheiten (1, 3) jeweils als dreidimensionale Klemmfläche (4, 5) ausgebildet sind, wobei die beiden Klemmflächen (4, 5) komplementär zueinander ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Klemmeinheit (1, 3) eine die Klemmfläche (4, 5) dieser Klemmeinheit (1, 3) zumindest teilweise ausbildende, elastisch ausgebildete Klemmschicht (6, 7) und eine formstabil ausgebildete Stützeinheit (8, 9) aufweist, wobei die Klemmschicht (6, 7) an der Stützeinheit (8, 9) befestigt ist.Device (2) for clamping a fiber arrangement (10) and for arranging the fiber arrangement (10) clamped in this way between tool parts of a pressing tool, comprising two frame-shaped and dimensionally stable clamping units (1, 3), between which a part of the fiber arrangement (10) can be clamped , wherein the mutually facing sides of the two clamping units (1, 3) are each designed as a three-dimensional clamping surface (4, 5), the two clamping surfaces (4, 5) being designed to be complementary to one another, characterized in that at least one clamping unit (1, 3) has an elastic clamping layer (6, 7) which at least partially forms the clamping surface (4, 5) of this clamping unit (1, 3) and a dimensionally stable support unit (8, 9), the clamping layer (6, 7). the support unit (8, 9) is attached.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspannen einer Faseranordnung und zum Anordnen der derartig eingespannten Faseranordnung zwischen Werkzeugteilen eines Presswerkzeugs, aufweisend zwei rahmenförmig und formstabil ausgebildete Klemmeinheiten, zwischen denen ein Teil der Faseranordnung einklemmbar ist.The invention relates to a device for clamping a fiber arrangement and for arranging the fiber arrangement clamped in this way between tool parts of a pressing tool, comprising two frame-shaped and dimensionally stable clamping units, between which a part of the fiber arrangement can be clamped.
Um das Gewicht von dreidimensionalen Bauteilen, beispielsweise für Fahrzeuge und Flugzeuge, zu reduzieren, ist es bekannt, Bauteile aus Faserverbundwerkstoffen herzustellen. Solche Faserverbundwerkstoffe weisen üblicherweise eine aus Kohlenstofffasern oder Glasfasern gebildete Faserkomponente und eine Matrix aus einem Harz auf, wobei die Faserkomponente mit dem Harz imprägniert ist.In order to reduce the weight of three-dimensional components, for example for vehicles and aircraft, it is known to produce components from fiber composite materials. Such fiber composite materials usually have a fiber component formed from carbon fibers or glass fibers and a matrix made of a resin, the fiber component being impregnated with the resin.
Um aus einem Faserverbundwerkstoff ein dreidimensionales Bauteil herzustellen, wird die mit Harz imprägnierte Faserkomponente in einen Spannrahmen eingespannt und in diesem eingespannten Zustand zwischen Werkzeugteilen eines Presswerkzeugs einer Presse angeordnet. Mittels der Presse kann eine Umformung der Faserkomponente erfolgen, wodurch die Faserkomponente die Form des herzustellenden dreidimensionalen Bauteils annehmen kann. Alternativ kann eine noch nicht mit Harz imprägnierte Faserkomponente in einen Spannrahmen eingespannt werden, wobei die Imprägnierung der Faserkomponente in dem eingespannten Zustand vor oder nach der Umformung mittels der Presse erfolgen kann. Der Spannrahmen ist herkömmlich im Wesentlichen zweidimensional ausgebildet und erstreckt sich somit im Wesentlichen in einer Ebene.In order to produce a three-dimensional component from a fiber composite material, the fiber component impregnated with resin is clamped into a clamping frame and, in this clamped state, is arranged between tool parts of a pressing tool of a press. The press can be used to reshape the fiber component, whereby the fiber component can take the shape of the three-dimensional component to be produced. Alternatively, a fiber component that has not yet been impregnated with resin can be clamped in a clamping frame, with the fiber component being impregnated in the clamped state before or after forming using the press. The clamping frame is conventionally designed to be essentially two-dimensional and therefore extends essentially in one plane.
Bei der Umformung einer Faserkomponente mittels einer Presse werden außerhalb des Spannrahmens angeordnete Abschnitte der Faserkomponente, d. h. zunächst nicht von dem Spannrahmen eingespannte Abschnitte der Faserkomponente, in den Spannrahmen gezogen, um eine dreidimensionale Umformung der Faserkomponente zu ermöglichen. Die in den Spannrahmen eingezogenen und nach der Umformung zwischen dem Spannrahmen und der äußeren Kontur des dabei hergestellten dreidimensionalen Bauteils angeordneten Abschnitte der Faserkomponente werden üblicherweise nach der Umformung von dem Bauteil entfernt, beispielsweise von dem umgeformten Abschnitt der Faserkomponente abgeschnitten. Je nach Komplexität der Ausgestaltung des herzustellenden dreidimensionalen Bauteils und abhängig von der jeweiligen Stellung des Spannrahmens relativ zu dem Presswerkzeug fallen die entsprechend von dem umgeformten Abschnitt der Faserkomponente zu entfernenden Abschnitte der Faserkomponente relativ groß aus, was mit einem entsprechend hohen Materialverlust bzw. mit einem entsprechend hohen Materialaufwand bei der Herstellung eines entsprechenden dreidimensionalen Bauteils einhergeht.When forming a fiber component using a press, sections of the fiber component arranged outside the stenter frame, i.e. H. Sections of the fiber component that are not initially clamped by the stenter frame are pulled into the stenter frame in order to enable three-dimensional shaping of the fiber component. The sections of the fiber component drawn into the clamping frame and arranged after the forming between the clamping frame and the outer contour of the three-dimensional component produced are usually removed from the component after the forming, for example cut off from the formed section of the fiber component. Depending on the complexity of the design of the three-dimensional component to be produced and depending on the respective position of the clamping frame relative to the pressing tool, the sections of the fiber component to be removed from the formed section of the fiber component are relatively large, which results in a correspondingly high material loss or with a corresponding high material costs are associated with the production of a corresponding three-dimensional component.
Des Weiteren sind komplex ausgebildete dreidimensionale Bauteile unter Verwendung eines zweidimensionalen Spannrahmens nur mit eingeschränkter Qualität herstellbar, da es beim Umformen der Faserkomponente beispielsweise zu Faltenbildung, Verwerfungen oder dergleichen an der Faserkomponente kommen kann, insbesondere wenn die äußere Kontur des herzustellenden dreidimensionalen Bauteils stark von der zweidimensionale Spannebene des Spannrahmens abweicht, die nach der Umformung der Faserkomponente von dem dreidimensionalen Bauteil zu entfernenden Abschnitte der Faserkomponente also relativ groß sind.Furthermore, complex three-dimensional components can only be produced with limited quality using a two-dimensional clamping frame, since when the fiber component is formed, for example, folds, warping or the like can occur on the fiber component, especially if the outer contour of the three-dimensional component to be produced differs greatly from the two-dimensional one Clamping plane of the clamping frame deviates, which means that the sections of the fiber component to be removed from the three-dimensional component after the forming of the fiber component are relatively large.
Aus der
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung hochqualitativer dreidimensionaler Bauteile mit komplexer Formgebung unter geringem Materialaufwand zu ermöglichen.The object of the invention is to enable the production of high-quality three-dimensional components with complex shapes with little material expenditure.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben, welche jeweils für sich genommen oder in verschiedener Kombinationen miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.This task is achieved by a device with the features according to
Nach Patentanspruch 1 sind die einander zugewandten Seiten der beiden Klemmeinheiten jeweils als dreidimensionale Klemmfläche ausgebildet, wobei die beiden Klemmflächen komplementär zueinander ausgebildet sind.According to
Die dreidimensionalen Klemmflächen können jeweils einteilig ausgebildet oder aus mehreren einzelnen Klemmflächenabschnitten gebildet sein. Durch die komplementäre Ausbildung der beiden Klemmflächen zueinander ist eine Klemmfläche das Negativ der jeweilig anderen Klemmfläche.The three-dimensional clamping surfaces can each be made in one piece or can be formed from several individual clamping surface sections. Due to the complementary design of the two clamping surfaces to one another, one clamping surface is the negative of the other clamping surface.
Unter einer Faseranordnung im Sinne der Erfindung kann eine mit einem Harz imprägnierte oder eine nicht mit einem Harz imprägnierte Faserkomponente verstanden werden. Die Fasern können beispielsweise Kohlenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern oder dergleichen sein. Auch sind Mischungen von verschiedenen Faserarten möglich. Die Faserkomponente kann als Gewebe, Gelege, Gewirk, Geflecht, Gestrick, Vlies oder dergleichen gegeben sein. Ferner kann die Faseranordnung zwei oder mehrere Faserlagen aufweisen.A fiber arrangement in the sense of the invention can be understood as meaning a fiber component that is impregnated with a resin or a fiber component that is not impregnated with a resin. The fibers can be, for example, carbon fibers, glass fibers, aramid fibers or the like. Mixtures of different types of fibers are also possible. The fiber component can be in the form of a woven fabric, scrim, knitted fabric, braid, knitted fabric, fleece or the like. Furthermore, the fiber arrangement can have two or more fiber layers.
Dass die Klemmeinheiten formstabil ausgebildet sind, soll im Sinne der Erfindung insbesondere bedeuten, dass sich die Klemmeinheiten unter den beim Betrieb der Vorrichtung auf sie einwirkenden mechanischen Kräften nicht verformen. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können somit dreidimensionale Bauteil sehr exakt und mit gleichbleibend hoher Qualität hergestellt werden.In the sense of the invention, the fact that the clamping units are dimensionally stable means in particular that the clamping units do not deform under the mechanical forces acting on them during operation of the device. By using the device according to the invention, three-dimensional components can be produced very precisely and with consistently high quality.
Bei der Vorrichtung sind die durch die Klemmeinheiten gebildeten Klemmflächen dreidimensional und nicht, wie herkömmlich, zweidimensional ausgestaltet, so dass für die Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils eine insbesondere an die äußere Kontur des herzustellenden dreidimensionalen Bauteil angepasste Vorrichtung verwendet werden kann. Durch eine solche Anpassung der Vorrichtung an die äußere Kontur des dreidimensionalen Bauteils lässt sich die Entfernung zwischen den Klemmeinheiten und dem herzustellenden dreidimensionalen Bauteil bzw. dessen äußerer Kontur weitestgehend reduzieren, was mit einer Verringerung des zur Herstellung eines dreidimensionalen Bauteils erforderlichen Materialaufwandes und dadurch mit einer Verringerung von Herstellungskosten einhergeht. Zudem wird durch die Anpassung der Formgebung der Klemmeinheiten der Vorrichtung an die äußere Kontur des herzustellenden dreidimensionalen Bauteils die Herstellung eines hochqualitativen, insbesondere ohne Fehl oder Schwachstellen ausgebildeten, dreidimensionalen Bauteils möglich, wodurch die Vielfalt an herstellbaren hochqualitativen dreidimensionalen Bauteilen erhöht wird.In the device, the clamping surfaces formed by the clamping units are three-dimensional and not, as is conventional, two-dimensional, so that a device that is particularly adapted to the outer contour of the three-dimensional component to be produced can be used to produce a three-dimensional component. By adapting the device to the outer contour of the three-dimensional component in this way, the distance between the clamping units and the three-dimensional component to be produced or its outer contour can be largely reduced, which results in a reduction in the amount of material required to produce a three-dimensional component and thereby a reduction associated with manufacturing costs. In addition, by adapting the shape of the clamping units of the device to the outer contour of the three-dimensional component to be produced, the production of a high-quality three-dimensional component, in particular without defects or weak points, is possible, thereby increasing the variety of high-quality three-dimensional components that can be produced.
Bei der Vorrichtung weist wenigstens eine Klemmeinheit eine die Klemmfläche dieser Klemmeinheit zumindest teilweise ausbildende, elastisch ausgebildete Klemmschicht und eine formstabil ausgebildete Stützeinheit auf, wobei die Klemmschicht an der Stützeinheit befestigt ist. Die Dicke einer eingespannten Faseranordnung kann schwanken. Hierdurch würden Abschnitte der Faseranordnung, die eine größere Dicke aufweisen, mit größeren Klemmkräften beaufschlagt als Abschnitte der Faseranordnung, die eine geringere Dicke aufweisen. Es käme somit bei der Verwendung von Klemmflächen aus unnachgiebigem Material zu einer punktuellen bzw. inhomogenen Einleitung der Klemmkräfte in die Faseranordnung, was sich negativ auf die Qualität eines herzustellenden dreidimensionalen Bauteils auswirken kann. Durch die elastische Ausbildung der einen oder beider Klemmflächen können Dickeschwankungen der Faseranordnung hingegen kompensiert werden, so dass keine inhomogene Einleitung von Klemmkräften in die Faseranordnung erfolgt.In the device, at least one clamping unit has an elastic clamping layer which at least partially forms the clamping surface of this clamping unit and a dimensionally stable support unit, the clamping layer being attached to the support unit. The thickness of a clamped fiber arrangement can vary. As a result, sections of the fiber arrangement that have a greater thickness would be subjected to greater clamping forces than sections of the fiber arrangement that have a smaller thickness. When using clamping surfaces made of unyielding material, the clamping forces would be introduced selectively or inhomogeneously into the fiber arrangement, which can have a negative effect on the quality of a three-dimensional component to be produced. However, due to the elastic design of one or both clamping surfaces, fluctuations in the thickness of the fiber arrangement can be compensated for, so that there is no inhomogeneous introduction of clamping forces into the fiber arrangement.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an wenigstens einer Klemmeinheit eine rahmenförmig ausgebildete Umformeinheit aus einem elastischen Material angeordnet, deren Stellung relativ zu dieser Klemmein¬heit über Stellmittel derart veränderbar ist, dass die Umformeinheit zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in der die Umformeinheit im Wesentlichen zweidimensional ausgebildet ist, und einer eingefahrenen Stellung, in der die Umformeinheit in einer an der Klemmfläche der Klemmeinheit ausgebildeten Nut angeordnet ist, hin und her bewegbar an der Klemm¬einheit angeordnet ist. Durch die Ausbildung der Umformeinheit aus einem elastischen Material kann die Umformeinheit aus der zweidimensionalen ausgefahrenen Stellung mittels der Stellmittel in eine dreidimensionale eingefahrene Stellung überführt werden, und umgekehrt. Ist die Umformeinheit vollständig oder nahezu vollständig in der an der Klemmeinheit ausgebildeten Nut angeordnet, entspricht die Formgebung der Umformeinheit im Wesentlichen der Formgebung der Klemmfläche der Klemmeinheit. Bei der Klemmeinheit kann es sich beispielsweise um eine bei bestimmungsgemäßem Einsatz der Vorrichtung bodennäher angeordnete untere Klemmeinheit der Vorrichtung handeln, wodurch die Umformeinheit als untere Umformeinheit bezeichnet werden kann.According to a further advantageous embodiment, a frame-shaped forming unit made of an elastic material is arranged on at least one clamping unit, the position of which can be changed relative to this clamping unit via adjusting means in such a way that the forming unit is between an extended position in which the forming unit is essentially two-dimensional is, and a retracted position, in which the forming unit is arranged in a groove formed on the clamping surface of the clamping unit, is arranged on the clamping unit so that it can move back and forth. By designing the forming unit from an elastic material, the forming unit can be transferred from the two-dimensional extended position into a three-dimensional retracted position by means of the adjusting means, and vice versa. If the forming unit is arranged completely or almost completely in the groove formed on the clamping unit, the shape of the forming unit essentially corresponds to the shape of the clamping surface of the clamping unit. The clamping unit can, for example, be a lower clamping unit of the device that is arranged closer to the ground when the device is used as intended, whereby the forming unit can be referred to as a lower forming unit.
Das Einspannen einer Faseranordnung kann nach dieser Ausgestaltung der Vorrichtung beispielsweise wie folgt ablaufen. Um die Faseranordnung zu deren Einspannung zwischen den Klemmeinheiten der Vorrichtung zu platzieren, wird die untere Umformeinheit vorzugsweise in ihre zweidimensionale ausgefahrene Stellung gefahren, was das Aufbringen bzw. Auflegen der Faseranordnung auf die untere Umformeinheit einfacher macht, als es der Fall wäre, wenn die untere Umformeinheit eine dreidimensionale Formgebung aufweisen würde. Dies begünstigt insbesondere den Aufwand bei einer automatisierten Zuführung einer Faseranordnung zu der Vorrichtung. Die auf die untere Umformeinheit aufgelegte Faseranordnung wird durch das Überführen der unteren Umformeinheit in ihre dreidimensionale eingefahrene Stellung umgeformt, um an die Formgebung der Klemmfläche der unteren Klemmeinheit angepasst zu sein. Anschließend können die obere Klemmeinheit und/oder die untere Klemmeinheit bewegt werden, um die Faseranordnung wie gewünscht zwischen den Klemmflächen der Klemmeinheiten einzuklemmen.According to this embodiment of the device, the clamping of a fiber arrangement can proceed as follows, for example. In order to place the fiber arrangement between the clamping units of the device for its clamping, the lower forming unit is preferably in its two-dimensional extended position, which makes applying or placing the fiber arrangement on the lower forming unit easier than would be the case if the lower forming unit had a three-dimensional shape. This particularly increases the effort involved in automatically feeding a fiber arrangement to the device. The fiber arrangement placed on the lower forming unit is formed by moving the lower forming unit into its three-dimensional retracted position in order to be adapted to the shape of the clamping surface of the lower clamping unit. The upper clamping unit and/or the lower clamping unit can then be moved to clamp the fiber arrangement between the clamping surfaces of the clamping units as desired.
Es wird weiter als vorteilhaft erachtet, wenn an jeder Klemmeinheit eine rahmenförmig ausgebildete Umformeinheit aus einem elastischen Material angeordnet ist, deren Stellung relativ zu der jeweiligen Klemmeinheit über Stellmittel derart veränderbar ist, dass die Umformeinheit zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in der die Umformeinheit im Wesentlichen zweidimensional ausgebildet ist, und einer eingefahrenen Stellung, in der die Umformeinheit in einer an der Klemmfläche der jeweiligen Klemmeinheit ausgebildeten Nut angeordnet ist, hin und her bewegbar an der jeweiligen Klemmeinheit angeordnet ist. Durch die Ausbildung der Umformeinheiten aus einem elastischen Material können die Umformeinheiten aus ihrer jeweiligen zweidimensionalen ausgefahrenen Stellung mittels der Stellmittel in eine dreidimensionale eingefahrene Stellung überführt werden, und umgekehrt. Sind die Umformeinheiten vollständig oder nahezu vollständig in den an den Klemmeinheiten ausgebildeten Nuten angeordnet, entsprechen die Formgebungen der Umformeinheiten im Wesentlichen den Formgebungen der Klemmflächen der Klemmeinheiten. Bei einer der Klemmeinheiten kann es sich beispielsweise um eine bei bestimmungsgemäßem Einsatz der Vorrichtung bodennäher angeordnete untere Klemmeinheit der Vorrichtung handeln, wodurch die Umformeinheit dieser unteren Klemmeinheit als untere Umformeinheit bezeichnet werden kann. Des Weiteren kann es sich bei der anderen Klemmeinheit beispielsweise um eine bei bestimmungsgemäßem Einsatz der Vorrichtung bodenferner angeordnete obere Klemmeinheit der Vorrichtung handeln, wodurch die Umformeinheit dieser oberen Klemmeinheit als obere Umformeinheit bezeichnet werden kann.It is further considered advantageous if a frame-shaped forming unit made of an elastic material is arranged on each clamping unit, the position of which can be changed relative to the respective clamping unit via adjusting means in such a way that the forming unit can move between an extended position in which the forming unit is essentially two-dimensional is formed, and a retracted position, in which the forming unit is arranged in a groove formed on the clamping surface of the respective clamping unit, is arranged to be movable back and forth on the respective clamping unit. By designing the forming units from an elastic material, the forming units can be transferred from their respective two-dimensional extended position into a three-dimensional retracted position by means of the adjusting means, and vice versa. If the forming units are arranged completely or almost completely in the grooves formed on the clamping units, the shapes of the forming units essentially correspond to the shapes of the clamping surfaces of the clamping units. One of the clamping units can, for example, be a lower clamping unit of the device which is arranged closer to the ground when the device is used as intended, whereby the forming unit of this lower clamping unit can be referred to as a lower forming unit. Furthermore, the other clamping unit can, for example, be an upper clamping unit of the device which is arranged further from the floor when the device is used as intended, whereby the forming unit of this upper clamping unit can be referred to as an upper forming unit.
Das Einspannen einer Faseranordnung kann nach einer Kombination von dieser mit der unmittelbar vorhergehenden Ausgestaltung der Vorrichtung beispielsweise wie folgt ablaufen. Um die Faseranordnung zu deren Einspannung zwischen den Klemmeinheiten der Vorrichtung zu platzieren, wird die untere Umformeinheit vorzugsweise in ihre zweidimensionale ausgefahrene Stellung gefahren. Gleichzeitig wird die obere Umformeinheit in ihre ausgefahrene zweidimensionale Stellung gebracht, wo durch die auf die untere Umformeinheit aufgelegte Faseranordnung zwischen den beiden Umformeinheiten einklemmbar ist. Als nächstes kann die untere Umformeinheit in ihre eingefahrene dreidimensionale Stellung überführt werden. Gleichzeitig wird wenigstens eine der Klemmeinheiten in Richtung der jeweilig anderen Klemmeinheit bewegt und die obere Umformeinheit in eine dreidimensionale Formgebung überführt, die der Formgebung der oberen Umformeinheit in ihrer eingefahrenen Stellung entspricht, so dass die Faseranordnung während der Überführung der unteren Klemmeinheit in ihre eingefahrene dreidimensionale Stellung zwischen den beiden Umformeinheiten eingeklemmt bleibt. Hierdurch wird die Faseranordnung entsprechend umgeformt, um an die Formgebung der Klemmfläche der unteren Klemmeinheit angepasst zu sein. Anschließend wird wenigstens eine der Klemmeinheiten in Richtung der jeweilig anderen Klemmeinheit bewegt, während gleichzeitig die obere Umformeinheit in ihre eingefahrene dreidimensionale Stellung überführt wird, um die Faseranordnung wie gewünscht zwischen den Klemmflächen der Klemmeinheiten einzuklemmen.The clamping of a fiber arrangement can, for example, proceed as follows after a combination of this with the immediately preceding embodiment of the device. In order to place the fiber arrangement between the clamping units of the device in order to clamp it, the lower forming unit is preferably moved into its two-dimensional extended position. At the same time, the upper forming unit is brought into its extended two-dimensional position, where the fiber arrangement placed on the lower forming unit can be clamped between the two forming units. Next, the lower forming unit can be transferred to its retracted three-dimensional position. At the same time, at least one of the clamping units is moved in the direction of the other clamping unit and the upper forming unit is transferred into a three-dimensional shape which corresponds to the shape of the upper forming unit in its retracted position, so that the fiber arrangement during the transfer of the lower clamping unit into its retracted three-dimensional position remains clamped between the two forming units. As a result, the fiber arrangement is reshaped accordingly in order to be adapted to the shape of the clamping surface of the lower clamping unit. At least one of the clamping units is then moved in the direction of the other clamping unit, while at the same time the upper forming unit is transferred to its retracted three-dimensional position in order to clamp the fiber arrangement between the clamping surfaces of the clamping units as desired.
Vorteilhafterweise stützen sich die Stellmittel einerseits an der jeweiligen Klemmeinheit und andererseits an der der jeweiligen Klemmeinheit zugeordneten Umformeinheit ab. Vorzugsweise weisen die Stellmittel jeweils ein Stellglied und eine Antriebseinheit auf, über die das Stellglied und damit die jeweilige Umformeinheit bewegbar sind. Die Antriebseinheit kann elektromechanisch, hydraulisch oder pneumatisch ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Antriebseinheit platzsparend innerhalb der jeweiligen Klemmeinheit angeordnet.The adjusting means are advantageously supported on the one hand on the respective clamping unit and on the other hand on the forming unit assigned to the respective clamping unit. Preferably, the actuating means each have an actuator and a drive unit, via which the actuator and thus the respective forming unit can be moved. The drive unit can be designed electromechanically, hydraulically or pneumatically. The drive unit is preferably arranged to save space within the respective clamping unit.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens eine Klemmeinheit mit ihrer ihrer Klemmfläche abgewandte Seite an einer formstabilen Tragplatte befestigt. Dies dient der Unterstützung der Formstabilität der jeweiligen Klemmeinheit, um die Robustheit bzw. die Formstabilität der Vorrichtung insgesamt zu erhöhen.According to a further advantageous embodiment, at least one clamping unit is attached to a dimensionally stable support plate with its side facing away from its clamping surface. This serves to support the dimensional stability of the respective clamping unit in order to increase the robustness or dimensional stability of the device overall.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine die Klemmeinheiten umgebende, rahmenförmig ausgebildete Klemmeinrichtung mit zwei zusätzlichen Klemmeinheiten aufweist, zwischen denen ein Teil der Faseranordnung oder eine die Faseranordnung einschließende Umhüllung einklemmbar ist. Diese Ausgestaltung ist insbesondere von Vorteil, wenn die Faseranordnung in eine Umhüllung aus einem flexiblen Material eingeschlossen ist, was insbesondere die Handhabung einer mehrlagigen Faseranordnung vereinfacht. Zudem kann die Umhüllung größer als die Faseranordnung dimensioniert sein, so dass die Faseranordnung von einem Randabschnitt der Umhüllung, in den kein Abschnitt der Faseranordnung eingeschlossen ist, umgeben ist. Hierdurch wird eine Vergrößerung des der Umformung zuzuführenden Halbzeugs bewirkt, wobei der Randabschnitt zwischen den zusätzlichen Klemmeinheiten der Klemmeinrichtung eingeklemmt werden. Die Umhüllung kann beispielsweise aus einem Textil, einer Kunststofffolie, insbesondere einer Thermoplastfolie, oder dergleichen gebildet sein. Des Weiteren kann die Umhüllung zumindest abschnittweise kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Faseranordnung verbunden sein, um eine Kraftübertragung zwischen der Umhüllung und der Faseranordnung zu ermöglichen.Furthermore, it is proposed that the device has a frame-shaped clamping device surrounding the clamping units with two additional clamping units, between which a part of the fiber arrangement or a casing enclosing the fiber arrangement can be clamped. This configuration is particularly advantageous if the fiber arrangement is enclosed in a covering made of a flexible material, which in particular simplifies the handling of a multi-layer fiber arrangement. In addition, it can Covering can be dimensioned larger than the fiber arrangement, so that the fiber arrangement is surrounded by an edge section of the cover, in which no section of the fiber arrangement is enclosed. This causes an increase in the size of the semi-finished product to be supplied for forming, with the edge section being clamped between the additional clamping units of the clamping device. The covering can be formed, for example, from a textile, a plastic film, in particular a thermoplastic film, or the like. Furthermore, the casing can be connected to the fiber arrangement at least in sections in a force-fitting and/or cohesive manner in order to enable force transmission between the casing and the fiber arrangement.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils für sich genommen als auch in unterschiedlicher Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen
-
1 eine schematische und perspektivische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der unteren Klemmeinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, -
2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch die Klemmeinheiten einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, -
3 eine schematische und perspektivische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, -
4 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Abschnitts einer beispielhaften Ausführungsform der unteren Klemmeinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit ausgefahrener Umformeinheit, -
5 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Abschnitts einer beispielhaften Ausführungsform der unteren Klemmeinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit eingefahrener Umformeinheit, -
6a eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Ausgangszustand, -
6b eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Zwischenzustand -
6c eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Endzustand, -
7 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch ein Ausführungsbeispiel für eine in eine Umhüllung eingeschlossene Faseranordnung, -
8 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, -
9a eine schematische Darstellung der in8 gezeigten Vorrichtung in einem Ausgangszustand, -
9b eine schematische Darstellung der in8 gezeigten Vorrichtung in einem Zwischenzustand, -
9c eine schematische Darstellung der in8 gezeigten Vorrichtung in einem weiteren Zwischenzustand und -
9d eine schematische Darstellung der in8 gezeigten Vorrichtung in einem Endzustand.
-
1 a schematic and perspective representation of an exemplary embodiment of the lower clamping unit of a device according to the invention, -
2 a schematic representation of a cross section through the clamping units of an exemplary embodiment of a device according to the invention, -
3 a schematic and perspective representation of a further exemplary embodiment of a device according to the invention, -
4 a schematic and perspective representation of a section of an exemplary embodiment of the lower clamping unit of a device according to the invention with the forming unit extended, -
5 a schematic and perspective representation of a section of an exemplary embodiment of the lower clamping unit of a device according to the invention with a retracted forming unit, -
6a a schematic representation of a cross section of an exemplary embodiment of a device according to the invention in an initial state, -
6b a schematic representation of a cross section of an exemplary embodiment of a device according to the invention in an intermediate state -
6c a schematic representation of a cross section of an exemplary embodiment of a device according to the invention in a final state, -
7 a schematic representation of a longitudinal section through an exemplary embodiment of a fiber arrangement enclosed in a covering, -
8th a schematic representation of a further embodiment of a device according to the invention, -
9a a schematic representation of the in8th device shown in an initial state, -
9b a schematic representation of the in8th device shown in an intermediate state, -
9c a schematic representation of the in8th device shown in a further intermediate state and -
9d a schematic representation of the in8th Device shown in a final state.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- KlemmeinheitClamping unit
- 22
- Vorrichtungcontraption
- 33
- KlemmeinheitClamping unit
- 44
- KlemmflächeClamping surface
- 55
- KlemmflächeClamping surface
- 66
- Klemmschichtclamping layer
- 77
- Klemmschichtclamping layer
- 88th
- StützeinheitSupport unit
- 99
- StützeinheitSupport unit
- 1010
- FaseranordnungFiber arrangement
- 1111
- Faserfiber
- 1212
- PfeilArrow
- 1313
- Tragplattesupport plate
- 1414
- UmformeinheitForming unit
- 1515
- Stellmitteladjusting means
- 1616
- NutNut
- 1717
- UmformeinheitForming unit
- 1818
- Stellmitteladjusting means
- 1919
- NutNut
- 2020
- Tragplattesupport plate
- 2121
- Umhüllungwrapping
- 2222
- RandabschnittEdge section
- 2323
- Nahtseam
- 2424
- KlemmeinrichtungClamping device
- 2525
- zusätzliche Klemmeinheitadditional clamping unit
- 2626
- zusätzliche Klemmeinheitadditional clamping unit
Claims (6)
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DE102013209270.9A DE102013209270B4 (en) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | Device for clamping a fiber arrangement |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5264058A (en) | 1992-08-24 | 1993-11-23 | Monsanto | Forming a shaped prelaminate and bilayer glazing of glass and plastic |
DE10153035A1 (en) | 2001-10-26 | 2003-05-08 | Bayerische Motoren Werke Ag | Frame for controlled retention of fiber reinforcement mats during shaping on a press tool comprises elastic strips pressed onto both sides of the mat |
-
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- 2013-05-17 DE DE102013209270.9A patent/DE102013209270B4/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5264058A (en) | 1992-08-24 | 1993-11-23 | Monsanto | Forming a shaped prelaminate and bilayer glazing of glass and plastic |
DE10153035A1 (en) | 2001-10-26 | 2003-05-08 | Bayerische Motoren Werke Ag | Frame for controlled retention of fiber reinforcement mats during shaping on a press tool comprises elastic strips pressed onto both sides of the mat |
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DE102013209270A1 (en) | 2014-11-20 |
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