DE102014014788A1 - Method and device for producing a preform from at least two fiber layers - Google Patents

Method and device for producing a preform from at least two fiber layers Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings aus mindestens zwei Faserlagen (3, 5), mit folgenden Schritten: Anordnen eines Trennelements (11, 13, 37) zwischen einer ersten Faserlage (3) und einer zweiten Faserlage (5), Umformen der Faserlagen (3, 5) zu einem Vorformling, wobei das Trennelement (11, 13, 37) eine Mehrzahl von Piezo-Aktoren (17) aufweist, die zu Schwingungen angeregt werden.The invention relates to a method for producing a preform from at least two fiber layers (3, 5), comprising the following steps: arranging a separating element (11, 13, 37) between a first fiber layer (3) and a second fiber layer (5), forming the Fiber layers (3, 5) to form a preform, wherein the separating element (11, 13, 37) has a plurality of piezo actuators (17), which are excited to oscillate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings aus mindestens zwei Faserlagen gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zum Umformen von mindestens zwei Faserlagen zu einem Vorformling gemäß Anspruch 5.The invention relates to a method for producing a preform from at least two fiber layers according to claim 1 and to an apparatus for forming at least two fiber layers into a preform according to claim 5.

Verfahren und Vorrichtungen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Insbesondere im Automobilbau werden vermehrt Bauteile aus faserverstärktem Kunststoff als Karosserieteile verwendet, die zugleich leicht und sehr belastbar sind. Dabei werden Faserlagen als textile Halbzeuge hergestellt und typischerweise mit einem Binder versehen. Die Faserlagen werden zu einem mehrlagigen textilen Halbzeug übereinandergelegt und zu einem dreidimensionalen Vorformling drapiert beziehungsweise umgeformt. Typischerweise fixiert der Binder die Einzellagen, sodass der Vorformling seine Geometrie hält. Anschließend erfolgt eine thermoplastische oder duromere Konsolidierung, wobei ein faserverstärktes Kunststoffteil aus dem Vorformling beispielsweise durch Harzinfusion und Aushärten gebildet wird. Insbesondere bei der Herstellung von Vorformlingen mit hoher Formkomplexität können Formgebungsfehler auftreten, welche die Qualität des daraus gefertigten Faserverbundbauteils reduzieren. Solche Formgebungsfehler können insbesondere Falten, Faserverschiebungen oder Ausbeulungen von Verstärkungsfaserbündeln sein. Beim Umformen eines mehrlagigen textilen Halbzeugs ergibt sich zusätzlich das Problem einer Relativverlagerung zwischen den verschiedenen Faserlagen. Diese reiben aneinander, wobei reibungsbedingte Schädigungen der Faserlagen und/oder der Gewebe auftreten können.Methods and devices of the type discussed here are known. In particular, in the automotive industry increasingly components made of fiber-reinforced plastic are used as body parts, which are both lightweight and very durable. This fiber layers are produced as semi-finished textile products and typically provided with a binder. The fiber layers are superimposed into a multi-layer textile semifinished product and draped or reshaped into a three-dimensional preform. Typically, the binder fixes the individual layers so that the preform holds its geometry. Subsequently, a thermoplastic or thermosetting consolidation takes place, wherein a fiber-reinforced plastic part is formed from the preform, for example by resin infusion and curing. In particular, in the manufacture of preforms with high shape complexity may occur forming errors, which reduce the quality of the fiber composite component made therefrom. Such shaping errors may be, in particular, wrinkles, fiber displacements or bulges of reinforcing fiber bundles. When forming a multi-layer textile semifinished product, the additional problem arises of a relative displacement between the different fiber layers. These rub against each other, whereby friction-induced damage to the fiber layers and / or the tissues can occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher die genannten Nachteile nicht auftreten.The invention has for its object to provide a method and an apparatus in which the disadvantages mentioned do not occur.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by providing the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings aus mindestens zwei Faserlagen geschaffen wird, welches folgende Schritte aufweist: Es wird ein Trennelement zwischen einer ersten Faserlage und einer zweiten Faserlage angeordnet. Die Faserlagen werden zu einem Vorformling umgeformt, wobei das Trennelement – insbesondere mittels einer Mehrzahl von Piezo-Aktoren, die bevorzugt das Trennelement aufweist –, zu Schwingungen angeregt wird. Durch die Anordnung des Trennelements zwischen den Faserlagen kann eine zwischen diesen auftretende Reibung während der Umformung reduziert werden. Dabei zeigt sich, dass ein Haftreibungskoeffizient zwischen einer Faserlage und dem Trennelement geringer ist als ein Haftreibungskoeffizient zwischen den Faserlagen. Darüber hinaus wird eine formbedingte Interaktion der Faserlagen entkoppelt, was einen weitestgehend unbeschädigten Einzug in den Umformbereich erlaubt. Darüber hinaus führt allerdings die Anregung der Piezo-Aktoren zu Schwingungen dazu, dass sich diese Schwingungen auf das Trennelement übertragen. Dabei wird das Trennelement insbesondere lokal gebogen und in Schwingungen versetzt, wodurch die Reibung zwischen den einzelnen Faserlagen weiter reduziert wird. Auf diese Weise kann ein leichteres Gleiten der Faserlagen relativ zueinander sichergestellt werden.The object is achieved in particular by providing a method for producing a preform from at least two fiber layers, which has the following steps: A separating element is arranged between a first fiber layer and a second fiber layer. The fiber layers are formed into a preform, wherein the separating element - in particular by means of a plurality of piezo actuators, which preferably has the separating element - is excited to vibrate. The arrangement of the separating element between the fiber layers, a friction occurring between them can be reduced during the forming. It shows that a coefficient of static friction between a fiber layer and the separating element is less than a static coefficient of friction between the fiber layers. In addition, a form-related interaction of the fiber layers is decoupled, which allows a largely undamaged entry into the forming area. In addition, however, the excitation of the piezo actuators leads to vibrations that these vibrations transmitted to the separating element. In this case, the separating element is bent in particular locally and vibrated, whereby the friction between the individual fiber layers is further reduced. In this way, an easier sliding of the fiber layers relative to each other can be ensured.

Bevorzugt werden die Piezo-Aktoren hochfrequent schwingend angeregt. Insbesondere mittels geeigneter Funktionsgeneratoren ist es möglich, die Piezio-Aktoren hochfrequent zu Schwingungen anzuregen.Preferably, the piezo actuators are excited high frequency oscillating. In particular, by means of suitable function generators, it is possible to stimulate the piezo actuators high-frequency oscillations.

Als Trennelement wird vorzugsweise ein metallisches Blech verwendet. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass ein Trennelement verwendet wird, welches Kunststoff, insbesondere carbonfaserverstärkten Kunststoff, aufweist oder aus Kunststoff, insbesondere aus carbonfaserverstärktem Kunststoff besteht. Faserverstärkten Kunststoffe haben einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als Metalle, weswegen die Verwendung eines solchen faserverstärkten Kunststoff-Trennelements vorteilhafter ist als die Verwendung eines Trennelements, welches als metallisches Blech ausgebildet ist. Das Trennelement weist bevorzugt eine – insbesondere zentrale – Vorformausnehmung auf, welche einen Umformbereich definiert. Die Faserlagen werden im Bereich der Vorformausnehmung umgeformt, während um die Vorformausnehmung herum ein Einzugsbereich vorgesehen ist, in dem die Faserlagen durch das Trennelement voneinander separiert sind.As a separating element, a metallic sheet is preferably used. Alternatively or additionally, it is also possible for a separating element to be used which has plastic, in particular carbon-fiber-reinforced plastic, or consists of plastic, in particular of carbon-fiber-reinforced plastic. Fiber-reinforced plastics have a lower coefficient of thermal expansion than metals, which is why the use of such a fiber-reinforced plastic separating element is more advantageous than the use of a separating element, which is designed as a metal sheet. The separating element preferably has a preforming recess, in particular a central one, which defines a forming area. The fiber layers are deformed in the region of the preforming recess, while a feed zone is provided around the preforming recess, in which the fiber layers are separated from one another by the separating element.

Vorzugsweise wird im Rahmen des Verfahrens ein Vorformling aus mehr als zwei Faserlagen hergestellt, wobei besonders bevorzugt zwischen jeweils zwei benachbarten Faserlagen jeweils ein Trennelement angeordnet ist, sodass eine Mehrzahl von Trennelementen verwendet wird. Es ist möglich, dass über und/oder unter einem Faserlagenstapel ein Trennelement als Deck- und/oder Bodenelement angeordnet wird/werden. Insbesondere ist möglich, dass unter dem Faserlagenstapel ein Tragblech angeordnet wird, welches größere Abmessungen aufweisen kann als die übrigen Trennelemente und diese umfangsseitig überragen kann. Das Tragblech dient zu einer vereinfachten Handhabung des Faserlagenstapels.Preferably, in the context of the method, a preform is produced from more than two fiber layers, with one separating element being particularly preferably arranged between each two adjacent fiber layers, so that a plurality of separating elements is used. It is possible for a separating element to be arranged above and / or below a fiber layer stack as a cover and / or floor element. In particular, it is possible that under the fiber layer stack a support plate is arranged, which may have larger dimensions than the other separating elements and this may extend beyond the circumference. The support plate serves for a simplified handling of the fiber layer stack.

Das Verfahren ist in verschiedenen Anwendungen zur Herstellung von Vorformlingen beziehungsweise Faserverbundstrukturen einsetzbar, insbesondere in einer Vielzahl verschiedener Fertigungsverfahren, wobei das Verfahren besonders bevorzugt zur Herstellung eines Vorformlings für eine anschließende Harzinfiltration im Zuge eines RTM-Prozesses (Resin Transfer Molding) unter anschließender Aushärtung, zur Umformung von Organoblechen, im Rahmen des Hybridgarnheißpressens, des Nasspressens, insbesondere mit Duromermatrix, und/oder zum Pressformen von Hybridhalbzeugen, verwendet wird. Besonders bevorzugt wird im Rahmen des Verfahrens das Faserhalbzeug, insbesondere der Faserlagenstapel, mit einem Harz-Härtergemisch infiltriert, welches anschließend ausgehärtet wird.The process can be used in various applications for the production of preforms or fiber composite structures, In particular, in a variety of different manufacturing processes, the method particularly preferred for producing a preform for subsequent resin infiltration in the course of a RTM process (Resin Transfer Molding) with subsequent curing, for forming organo sheets, in the context of hybrid hot pressing, wet pressing, in particular with Duromermatrix, and / or for compression molding of hybrid semi-finished products is used. In the context of the method, the semi-finished fiber product, in particular the fiber layer stack, is particularly preferably infiltrated with a resin-hardener mixture, which is subsequently cured.

Im Rahmen des Verfahrens werden insbesondere zwei dominante Formgebungsfehler reduziert, nämlich eine Faltenbildung und/oder eine Faserquerverschiebung oder Faserausbeulung. Das Verfahren ist einfach umsetzbar, insbesondere in zur Umformung vorgesehenen Pressen, wodurch eine taktzeitgerechte und kostengünstige Formgebung möglich ist.In the context of the method, in particular two dominant shaping errors are reduced, namely a wrinkling and / or a fiber transverse displacement or Faserausbeulung. The method is easy to implement, especially in forming intended for forming presses, whereby a tact time-oriented and cost-effective design is possible.

Wenigstens eine der Faserlagen ist vorzugsweise als Gestrick, Gewirk, Gewebe, Gelege oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet. Eine solche Faserlage kann aus Einzelfasern und/oder aus Faserbündeln, sogenannten Rovings, gebildet sein. Besonders bevorzugt weist die Faserlage Glasfasern, Naturfasern, Kunststofffasern, Kohlefasern, Stahlfasern und/oder andere geeignete Fasern oder Faserbündel auf.At least one of the fiber layers is preferably formed as a knitted fabric, knitted fabric, fabric, scrim or in any other suitable manner. Such a fiber layer can be formed from individual fibers and / or from fiber bundles, so-called rovings. Particularly preferably, the fiber layer comprises glass fibers, natural fibers, synthetic fibers, carbon fibers, steel fibers and / or other suitable fibers or fiber bundles.

Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass ein Trennelement verwendet wird, auf welchem die Piezo-Aktoren in segmentierter Anordnung angeordnet sind, wobei das Trennelement bereichsweise durch Ansteuerung der Piezo-Aktoren gebogen wird. Durch die segmentierte Anordnung der Piezo-Aktoren – insbesondere um die zentrale Vorformausnehmung herum – ergeben sich lokal zu Schwingungen angeregte Segmente, wobei das Trennelement lokal durch Ansteuern der Piezo-Aktoren zu Schwingungen angeregt werden kann. Die Piezo-Aktoren werden vorzugsweise separat angesteuert. Durch eine verschiedene Ansteuerung verschiedener Piezo-Aktoren kann die Schwingungsanregung lokal bedarfsgerecht gesteuert werden.An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that a separating element is used on which the piezo actuators are arranged in a segmented arrangement, wherein the separating element is bent in regions by controlling the piezo actuators. Due to the segmented arrangement of the piezoelectric actuators, in particular around the central preforming recess, segments that are excited locally to vibrations result, wherein the separating element can be locally excited by activating the piezoactuators to oscillate. The piezo actuators are preferably controlled separately. By a different control of different piezo actuators, the vibration excitation can be controlled locally as needed.

Besonders bevorzugt wird ein Trennelement verwendet, welches zwischen den segmentartig um die zentrale Vorformausnehmung herum angeordneten Piezo-Aktoren eingeschnitten ist, sodass quasi Zungen ausgebildet sind, welche durch Ansteuern der Piezo-Aktoren weitestgehend separat zu Schwingungen angeregt werden können.Particularly preferred is a separating element is used, which is cut between the segment-like around the central Vorformausnehmung arranged around piezo actuators, so quasi tongues are formed, which can be largely excited separately by driving the piezo actuators to vibrate.

Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass ein Einzug der Faserlagen beim Umformen mithilfe einer Niederhalteeinrichtung gesteuert wird, wobei die Niederhalteeinrichtung eine Mehrzahl von lokalen Klemmelementen als Aktoren aufweist. Vorzugsweise sind die lokalen Klemmelemente separat voneinander ansteuerbar und werden auch bevorzugt separat voneinander angesteuert. Auf diese Weise ist es möglich, einen Materialeinzug der Faserlagen beim Umformen weitgehend zu kontrollieren und so auch einer hohen Formkomplexität zu begegnen. Insbesondere eine Einzugsrichtung des Materials der Faserlagen in den Umformbereich kann hierbei über die aktiv und separat ansteuerbaren, lokalen Klemmelemente kontrolliert werden. Dadurch ist ein Materialfluss und somit auch eine Scherbildverteilung vorzugsweise in jeder Faserlage aktiv steuerbar. Die erreichbare Formgebungskomplexität kann so noch erhöht werden.An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that a retraction of the fiber layers during forming is controlled by means of a hold-down device, wherein the hold-down device has a plurality of local clamping elements as actuators. Preferably, the local clamping elements are controlled separately from each other and are also preferably driven separately from each other. In this way it is possible to largely control a material feed of the fiber layers during forming and thus also to counter a high shape complexity. In particular, a feed direction of the material of the fiber layers in the forming area can be controlled via the active and separately controllable, local clamping elements. As a result, a material flow and thus also a shear pattern distribution is preferably actively controllable in each fiber layer. The achievable shaping complexity can be further increased.

Es ist möglich, dass – von der zentralen Vorformausnehmung des Trennelements aus gesehen – radial außerhalb des Trennelements separate Niederhalter und/oder Manipulatoren vorgesehen sind, mit denen lokal Membranspannungen in dem Faserhalbzeug verändert werden können. Dabei ist es möglich, dass die Membranspannungen durch die Niederhalter selbst und/oder durch die vor oder hinter den Niederhaltern angeordneten, verlagerbaren Manipulatoren verändert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass vertikal verlagerbar Spannelemente vorgesehen sind, die parallel zu einer Hauptumformrichtung verlagerbar sind. Dabei ist es möglich, dass die Spannelemente während der Umformung der lokalen Umformbewegung folgen. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Formgebung weiter erhöht werden.It is possible that - seen from the central Vorformausnehmung of the separating element - are provided radially outwardly of the separating element separate hold-down and / or manipulators with which locally membrane stresses in the semifinished fiber can be changed. In this case, it is possible for the membrane stresses to be changed by the hold-downs themselves and / or by the displaceable manipulators arranged in front of or behind the hold-downs. Alternatively or additionally, it is possible that vertically displaceable clamping elements are provided, which are displaceable parallel to a Hauptumformrichtung. It is possible that the clamping elements follow during the forming of the local forming movement. In this way, the accuracy of the shaping can be further increased.

Durch die lokalen Klemmelemente werden bei der Umformung Zugkräfte und/oder Haltekräfte lokal in eine Faserlage eingeleitet. Diese werden allerdings bei der Umformung zum Teil in Normalkräfte umgesetzt, die dann auf eine benachbarte Faserlage wirken. Diese Normalkräfte führen bei einer Relativbewegung der Faserlagen zu einer erhöhten Reibung und damit zur Schädigung der Faserlagen, sofern die Normalkräfte in gewisses Maß überschreiten. Beispielsweise ist es möglich, dass Fasern auseinandergezogen oder geschert werden. Insoweit besteht also ein Interessenkonflikt: Um eine Faltenbildung zu vermeiden, müssen Zugkräfte durch die lokalen Klemmelemente ausgeübt werden. Diese führen jedoch zur Ausbildung von Normalkräften, die bei der Umformung die Faserlagen schädigen. Dies wird allerdings bei der vorliegenden Ausgestaltung des Verfahrens dadurch weitgehend reduziert oder ganz vermieden, indem das wenigstens eine Trennelement mithilfe der Piezo-Aktoren lokal zu Schwingungen angeregt wird, sodass die Reibung zwischen benachbarten Faserlagen reduziert wird.By the local clamping elements tensile forces and / or holding forces are introduced locally in a fiber layer during the transformation. However, during the forming process, these are partly converted into normal forces, which then act on an adjacent fiber layer. These normal forces result in a relative movement of the fiber layers to increased friction and thus damage to the fiber layers, provided that exceed the normal forces to some extent. For example, it is possible for fibers to be pulled apart or sheared. In that regard, there is a conflict of interest: To avoid wrinkling, tensile forces must be exerted by the local clamping elements. However, these lead to the formation of normal forces that damage the fiber layers during forming. In the present embodiment of the method, however, this is largely reduced or completely avoided by locally inducing the at least one separating element to vibrate with the aid of the piezoactuators, so that the friction between adjacent fiber layers is reduced.

Vorzugsweise sind die lokalen Klemmelemente segmentartig um die zentrale Vorformausnehmung herum angeordnet. Auf diese Weise kann besonders effizient ein Einzug der Faserlagen beim Umformen lokal bedarfsgerecht gesteuert werden.The local clamping elements are preferably arranged in segments around the central preforming recess. In this way, a collection of fiber layers during forming can be controlled locally as needed particularly efficient.

Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher die Piezo-Aktoren als Aktoren der Niederhalteeinrichtung, insbesondere als lokale Klemmelemente verwendet werden. In diesem Fall wird das Trennelement bereichsweise durch Ansteuern der Piezo-Aktoren gebogen. Durch die bevorzugt segmentierte Anordnung der Piezo-Aktoren – insbesondere um die zentrale Vorformausnehmung herum – ergeben sich Niederhaltesegmente, wobei das Trennelement lokal durch Ansteuern Piezo-Aktoren gebogen wird, wodurch wiederum lokal im Bereich eines aktiven Niederhaltesegments Rückhaltekräfte in die Faserlagen einleitbar sind. Auf diese Weise kann der Materialeinzug lokal bedarfsgerecht gesteuert werden. Die bereits zuvor beschriebenen Zungen, welche das Trennelement bevorzugt aufweist, dienen dann als Niederhaltezungen, welche durch Ansteuern der Piezo-Aktoren gebogen werden.An embodiment of the method is preferred in which the piezoactuators are used as actuators of the hold-down device, in particular as local clamping elements. In this case, the separator is partially bent by driving the piezo actuators. The preferred segmented arrangement of the piezoactuators - in particular around the central preforming recess - results in hold-down segments, wherein the separating element is bent locally by driving piezoactuators, which in turn can be introduced locally in the region of an active hold-down retaining forces in the fiber layers. In this way, the material feeder can be controlled locally as needed. The previously described tongues, which preferably has the separating element, then serve as hold-down tongues, which are bent by activating the piezoactuators.

Werden mehr als zwei Faserlagen und damit auch mehr als ein Trennelement verwendet, ist insbesondere durch eine lagenselektive Ansteuerung der Piezo-Aktoren ein Materialfluss und damit auch eine Scherbildverteilung jeder Einzellage auch über die gesamte Schichtung aktiv steuerbar. Dies ermöglicht eine besonders genaue und formgebungsfehlerfreie Umformung sowie eine Erhöhung der Formgebungskomplexität durch volle Kontrolle über den Materialeinzug in allen Lagen sowie in allen Richtungen innerhalb einer Lage.If more than two fiber layers and thus also more than one separating element is used, a material flow and therefore also a shear pattern distribution of each individual layer can be actively controlled even over the entire layering, in particular by a position-selective actuation of the piezoactuators. This allows a particularly accurate deformation without deformation and an increase in the shaping complexity by full control of the material feed in all layers and in all directions within a layer.

Die Piezo-Aktoren werden bevorzugt zur Ausübung ihrer Niederhaltefunktion mit einer Gleichspannung angesteuert. Diese kann zur Ausübung der schwingungsanregenden Funktion der Piezo-Aktoren mit einer – insbesondere hochfrequenten – Wechselspannung überlagert werden. Auf diese Weise ist es einfach und auch kostengünstig möglich, sowohl die Niederhaltefunktion als auch die Schwingungsanregungsfunktion durch die gleichen Elemente darzustellen. Insbesondere können ein- und dieselben Piezo-Aktoren einerseits zum Klemmen und andererseits zum Einleiten von Schwingungen verwendet werden.The piezo actuators are preferably driven to exercise their hold-down function with a DC voltage. This can be superimposed to exercise the vibration-stimulating function of the piezo actuators with a - especially high-frequency - AC voltage. In this way, it is simple and also cost-effective to represent both the hold-down function as well as the vibration excitation function by the same elements. In particular, one and the same piezo actuators can be used on the one hand for clamping and on the other hand for introducing vibrations.

Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass wenigstens ein lokales Klemmelement einen Zuganker als Betätigungselement aufweist. Der Wirkmechanismus liegt hierbei in einer außermittigen Einleitung einer Zugkraft in der Ebene, die in einer Biegung und somit in einer Klemmung resultiert. Das lokale Klemmelement kann mittels des Zugankers unabhängig von der Ansteuerung der Piezo-Aktoren angesteuert werden. Diese Ausgestaltung hat den weiteren Vorteil, dass über den Zuganker größere Klemmkräfte ausgeübt werden können, als dies mit derzeit bekannten Piezo-Aktoren möglich ist. Der Zuganker ist vorzugsweise mit dem Trennelement verbunden, insbesondere mit dem Trennelement verklebt. Als Betätigungseinrichtung wird bevorzugt eine Pneumatik verwendet, welche – vermittelt über den Zuganker – in das Trennelement Zug- und/oder Haltekräfte einleitet. Bei Ausübung der Zugkräfte verbiegt sich das Trennelement. Insbesondere ist der Zuganker vorzugsweise mit einer Zunge des Trennelements verbunden, insbesondere an eine Spitze einer Zunge des Trennelements angeklebt. Wird dann eine Zugkraft in den Zuganker eingeleitet, wird die Zunge insbesondere im Bereich ihrer Spitze verbogen, sodass Klemmkräfte in eine unter dem Trennelement angeordnete Faserlage eingeleitet werden können.Alternatively or additionally, it is preferably provided that at least one local clamping element has a tie rod as an actuating element. The mechanism of action lies in an off-center introduction of a tensile force in the plane, which results in a bend and thus in a clamping. The local clamping element can be controlled by means of the tie rod independent of the control of the piezo actuators. This embodiment has the further advantage that greater clamping forces can be exerted via the tie rod than is possible with currently known piezo actuators. The tie rod is preferably connected to the separating element, in particular adhesively bonded to the separating element. As an actuating device preferably a pneumatic is used, which - mediated by the tie rod - initiates tensile and / or holding forces in the separating element. When exercising the tensile forces, the separating element bends. In particular, the tie rod is preferably connected to a tongue of the separating element, in particular glued to a tip of a tongue of the separating element. If a tensile force is then introduced into the tie rod, the tongue is bent, in particular in the region of its tip, so that clamping forces can be introduced into a fiber layer arranged below the separating element.

Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Piezo-Aktoren als Sensoren zur Erfassung von Formgebungsfehlern beim Umformen verwendet werden. Insbesondere durch Auswahl geeigneter, sensibler Keramiken für die Piezo-Aktoren ist es möglich, diese als Sensor einzusetzen und Normalkräfte auf die Piezo-Aktoren während der Umformung zu detektieren. Diese Normalkräfte können ausgewertet werden, wodurch Formgebungsfehler und insbesondere eine Faltenbildung feststellbar ist. Mithilfe dieser Information ist es möglich, ein selbstgeregeltes System vorzusehen, wobei die Piezo-Aktoren aktiv auf der Grundlage der detektierten Normalkräfte auf Formgebungsfehler reagieren, die sich ausbilden. Auf diese Weise wird eine Rückkopplung implementiert, sodass der Materialfluss beziehungsweise Materialeinzug lokal bedarfsgerecht regelbar ist.An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the piezo actuators are used as sensors for detecting shaping errors during forming. In particular, by selecting suitable, sensitive ceramics for the piezo actuators, it is possible to use these as a sensor and to detect normal forces on the piezo actuators during the forming. These normal forces can be evaluated, whereby shaping errors and in particular a wrinkle formation can be determined. Using this information, it is possible to provide a self-regulating system, the piezo actuators actively responding to shaping errors that form on the basis of the detected normal forces. In this way, a feedback is implemented, so that the material flow or material intake is locally adjustable as needed.

Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei welcher die Faserlagen während des Umformens lokal angeschnitten werden, um bereichsweise Membranspannungen abzubauen und Formgebungsfehler verhindern zu können.It is also preferred an embodiment of the method in which the fiber layers are locally cut during the forming, in order to partially reduce membrane stresses and to prevent shaping errors can.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Vorrichtung geschaffen wird, die eingerichtet ist zum Umformen von mindestens zwei Faserlagen zu einem Vorformling. Bevorzugt ist die Vorrichtung eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Die Vorrichtung weist ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug auf, die gemeinsam eine Kavität zum Umformen der Faserlagen einschließen. Weiterhin ist eine Vorrichtung zur Erwärmung der Lagen und somit zur Binderaktivierung vorgesehen. Zusätzlich weist die Vorrichtung wenigstens ein Trennelement auf, das eingerichtet zur Anordnung zwischen den Faserlagen während der Umformung. Insbesondere sind das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug relativ zueinander in einer Offenstellung und in eine Schließstellung verlagerbar, wobei die Kavität durch Relativverlagerung des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs von der Offenstellung in die Schließstellung geschlossen wird, wobei die Faserlagen umgeformt werden. Das Trennelement weist eine Mehrzahl von Piezo-Aktoren auf, die zu Schwingungen anregbar sind. Durch das Trennelement und insbesondere auch durch die Piezo-Aktoren ergeben sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden. Die Piezo-Aktoren sind vorzugsweise separat ansteuerbar.The object is also achieved by providing a device which is adapted for forming at least two fiber layers into a preform. Preferably, the device is set up to carry out a method according to one of the previously described embodiments. The device has an upper tool and a lower tool, which together enclose a cavity for forming the fiber layers. Furthermore, a device for heating the layers and thus for binder activation is provided. In addition, the device has at least one separating element which is arranged to be arranged between the Fiber layers during forming. In particular, the upper tool and the lower tool are displaceable relative to one another in an open position and in a closed position, wherein the cavity is closed by relative displacement of the upper tool and the lower tool from the open position to the closed position, wherein the fiber layers are reshaped. The separating element has a plurality of piezoactuators which can be excited to oscillate. By the separating element and in particular by the piezo actuators, the advantages that have already been explained in connection with the method. The piezo actuators are preferably separately controllable.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist es möglich, dass das Unterwerkzeug raumfest angeordnet ist, wobei das Oberwerkzeug verlagerbar gehalten ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass das Oberwerkzeug raumfest angeordnet ist, wobei das Unterwerkzeug verlagerbar gehalten ist. Es ist auch ein Ausführungsbeispiel möglich, bei dem sowohl das Oberwerkzeug als auch das Unterwerkzeug verlagerbar gehalten und aufeinander zu beziehungsweise voneinander weg verlagerbar sind.In one embodiment of the device, it is possible that the lower tool is arranged fixed in space, wherein the upper tool is held displaceable. In another embodiment, it is possible that the upper tool is arranged fixed in space, wherein the lower tool is held displaceable. It is also an embodiment possible in which both the upper tool and the lower tool are held displaceable and mutually displaceable away from each other or away.

Die Vorrichtung weist als Trennelement bevorzugt ein metallisches Blech auf. Das Trennelement kann auf diese Weise einfach und bauraumsparend, insbesondere ohne aufzutragen, zwischen den Faserlagen positioniert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Vorrichtung ein Trennelement aufweist, das Kunststoff, insbesondere carbonfaserverstärkten Kunststoff, aufweist oder aus Kunststoff, insbesondere aus carbonfaserverstärktem Kunststoff, besteht. Dies hat Gewichtsvorteile im Vergleich zu einem Trennelement, welches als metallisches Blech ausgebildet ist.The device preferably has a metallic sheet as the separating element. The separating element can be positioned in this way simple and space-saving, in particular without applying, between the fiber layers. Alternatively or additionally, it is possible for the device to have a separating element which comprises plastic, in particular carbon-fiber-reinforced plastic, or consists of plastic, in particular of carbon-fiber-reinforced plastic. This has weight advantages compared to a separator, which is designed as a metallic sheet.

Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, bei welcher die Piezo-Aktoren in das Trennelement eingelassen oder eingebettet sind. Dabei ist jeder Piezo-Aktor höchstens bündig mit einer Oberfläche des Trennelements ausgebildet, oder er liegt geodätisch tiefer als diese Oberfläche, sodass kein Piezo-Aktor über die Oberfläche des Trennelements hinausragt. Dadurch wird das reibungsarme Gleiten der Faserlagen auf dem Trennelement nicht durch Störgeometrien der Piezo-Aktoren beeinträchtigt.Preferred is an embodiment of the device in which the piezo actuators are embedded or embedded in the separator. In this case, each piezoactuator is formed at most flush with a surface of the separating element, or it is geodetically lower than this surface, so that no piezoelectric actuator protrudes beyond the surface of the separating element. As a result, the low-friction sliding of the fiber layers on the separating element is not impaired by disturbing geometries of the piezo actuators.

Die Vorrichtung weist bevorzugt eine Mehrzahl von Trennelementen auf. Insbesondere ist es möglich, dass die Anzahl von Trennelementen mit der Anzahl der umzuformenden Faserlagen variiert. Bevorzugt ist für eine Anzahl n von Faserlagen mindestens eine Anzahl n – 1 von Trennelementen vorgesehen, sodass zwischen je zwei Faserlagen ein Trennelement anordenbar ist. Es ist auch möglich, dass über und/oder unter einem Faserlagenstapel jeweils ein Trennelement als Deck- oder Bodenelement angeordnet ist/sind. Insbesondere ist es möglich, dass unter dem Faserlagenstapel ein Tragblech angeordnet ist, welches vorzugsweise die Trennelemente der Vorrichtung entlang einer Umfangslinie überragt, wobei es größere Abmessungen aufweist als die Trennelemente. Das Tragblech dient einer einfacheren Handhabung des Faserlagenstapels.The device preferably has a plurality of separating elements. In particular, it is possible that the number of separating elements varies with the number of fiber layers to be formed. At least a number n-1 of separating elements is preferably provided for a number n of fiber layers, so that between each two fiber layers a separating element can be arranged. It is also possible that in each case a separating element is arranged as a cover or floor element above and / or under a fiber layer stack / are. In particular, it is possible that a support plate is arranged below the fiber layer stack, which preferably projects beyond the separating elements of the device along a circumferential line, wherein it has larger dimensions than the separating elements. The support plate serves for easier handling of the fiber layer stack.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Trennelement eine Vorformausnehmung aufweist, wobei es bevorzugt eine Mehrzahl radial nach innen – zu der Vorformausnehmung hin – abragende Zungen aufweist.An exemplary embodiment of the device is also preferred, which is characterized in that the separating element has a preforming recess, wherein it preferably has a plurality of tongues projecting radially inwards - towards the preforming recess.

Die Vorformausnehmung dient insbesondere für einen Durchtritt des Oberwerkzeugs und/oder des Unterwerkzeugs. Während der Umformung wird/werden also das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug durch die Vorformausnehmung hindurchverlagert, wobei die Faserlagen im Bereich der Vorformausnehmung umgeformt werden. Diese definiert somit einen Umformbereich, in dem die Faserlagen umgeformt werden. Außerhalb des Umformbereichs sind die einzelnen Faserlagen durch das wenigstens eine Trennelement voneinander getrennt.The preforming recess serves in particular for a passage of the upper tool and / or the lower tool. During the reshaping, the upper tool and / or the lower tool is / are thus displaced through the preforming recess, wherein the fiber layers are reshaped in the region of the preforming recess. This thus defines a forming area in which the fiber layers are formed. Outside the forming area, the individual fiber layers are separated from one another by the at least one separating element.

Die Zungen umgreifen die Vorformausnehmung bevorzugt segmentartig. Bevorzugt sind die Piezo-Aktoren auf den Zungen angeordnet. Insbesondere ist es möglich, dass auf jeder Zunge mindestens ein Piezo-Aktor angeordnet ist. Auf diese Weise ist es sehr einfach möglich, die Reibung zwischen den Faserlagen lokal bedarfsgerecht rings um die Vorformausnehmung durch entsprechende Ansteuerung der Piezo-Aktoren zu beeinflussen.The tongues preferably surround the preforming recess in a segmental manner. Preferably, the piezo actuators are arranged on the tongues. In particular, it is possible that at least one piezoelectric actuator is arranged on each tongue. In this way, it is very easy to influence the friction between the fiber layers locally as needed around the Vorformausnehmung by appropriate control of the piezo actuators.

Die Piezo-Aktoren sind vorzugsweise in die ihnen zugeordnete Zunge eingelassen und/oder eingebettet. Auf diese Weise kann ein reibungsarmes Gleiten der Faserlagen auf den Zungen gewährleistet werden, wobei die Piezo-Aktoren eine Oberfläche der Zungen nicht überragen, sodass keine Störkonturen durch die Piezo-Aktoren vorhanden sind. Hierzu wird auch auf die obigen Ausführungen zu den in das Trennelement eingelassenen/eingebetteten Piezo-Aktoren verwiesen.The piezo actuators are preferably embedded in the associated tongue and / or embedded. In this way, a low-friction sliding of the fiber layers can be ensured on the tongues, wherein the piezo actuators do not protrude beyond a surface of the tongues, so that no interference contours are present by the piezo actuators. For this purpose, reference is also made to the above remarks on the embedded in the separator / embedded piezo actuators.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist vorgesehen, dass mehr als ein Piezo-Aktor auf ein- und derselben Zunge des Trennelements angeordnet ist. Damit ist es möglich, größere Schwingungsamplituden der Zungen zu erreichen und so die Reibung zwischen den Faserlagen noch stärker zu reduzieren. Besonders bevorzugt wird eine Vorrichtung, bei der zwei Piezo-Aktoren pro Zunge vorgesehen sind.In a preferred embodiment of the device it is provided that more than one piezoelectric actuator is arranged on one and the same tongue of the separating element. This makes it possible to achieve greater vibration amplitudes of the tongues and thus to reduce the friction between the fiber layers even more. Particularly preferred is a device in which two piezo actuators per tongue are provided.

Die Zungen sind bevorzugt ausgebildet, indem das Trennelement Einschnitte zwischen den Piezo-Aktoren aufweist, wodurch Segmente voneinander separiert und die Zungen ausgebildet werden. Diese Zungen sind durch Ansteuern der Piezo-Aktoren lokal verformbar und insbesondere zu Schwingungen anregbar. The tongues are preferably formed by the separating element has cuts between the piezo actuators, whereby segments separated from each other and the tongues are formed. These tongues are locally deformable by driving the piezo actuators and in particular excited to vibrate.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung eine Schneideinrichtung auf, mithilfe derer lokal Schnitte in wenigstens eine Faserlage einbringbar sind, um die Faserlagen beim Umformen lokal zu entlasten, insbesondere von Spannungen befreien zu können. Dies kann als weiterer Freiheitsgrad zur Vermeidung von Formgebungsfehlern genutzt werden.In a preferred embodiment, the device has a cutting device, by means of which local cuts can be introduced into at least one fiber layer in order to relieve the fiber layers locally during forming, in particular to be able to relieve stresses. This can be used as a further degree of freedom to avoid shaping errors.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass diese eine Niederhalteeinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um einen Einzug der Faserlagen beim Umformen zu steuern. Die Niederhalteeinrichtung weist dabei bevorzugt eine Mehrzahl von lokalen Klemmelementen auf. Diese sind bevorzugt einzeln separat ansteuerbar, wobei sie vorzugsweise die Vorformausnehmung segmentartig umgeben oder segmentartig um die Vorformausnehmung herum angeordnet sind. Bei einem Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass die Piezo-Aktoren – insbesondere gemeinsam mit den Zungen – die lokalen Klemmelemente ausbilden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass ein lokales Klemmelement einen Zuganker als Betätigungselement aufweist. Diese Vorrichtung ermöglicht erstmals ein einzellagenspezifisches Niederhalten der Einzellagen. In diesem Zusammenhang wird auf die obige Beschreibung zu dem Verfahren verwiesen.An exemplary embodiment of the device is also preferred, which is characterized in that it has a hold-down device which is set up in order to control an intake of the fiber layers during forming. The hold-down device preferably has a plurality of local clamping elements. These are preferably individually controllable separately, wherein they preferably surround the Vorformausnehmung segment-like or segmentally arranged around the Vorformausnehmung around. In one embodiment, it is possible that the piezo actuators - in particular together with the tongues - form the local clamping elements. Alternatively or additionally, it is possible that a local clamping element has a tie rod as an actuating element. This device allows for the first time a single-layer-specific hold down of the individual layers. In this connection, reference is made to the above description of the method.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Vorrichtung ein das wenigstens eine Trennelement randseitig haltendes Verstrebungselement aufweist. Hierdurch kann insbesondere ein Verbiegen des Faserhalbzeugs mit dem wenigstens einen Trennelement vermieden werden. Insbesondere wenn eine größere Zahl von Trennelementen mit dazwischen angeordneten Faserlagen gestapelt wird, kann der Faserlagenstapel schwer werden. Um dann ein verbiegen des Faserlagenstapels und damit eine ungewollte Verformung der Faserlagen unter dem Gewicht des Faserlagenstapels und insbesondere unter dem Gewicht der Trennelemente zu vermeiden, muss der Faserlagenstapel versteift werden. Dies wird bevorzugt durch das randseitig angebrachte Verstrebungselement erreicht.An embodiment of the device is also preferred, which is characterized in that the device has a strut element holding the edge at least one separating element. In this way, bending of the semifinished fiber product with the at least one separating element can be avoided in particular. In particular, when a larger number of separators are stacked with fiber layers interposed therebetween, the fiber layer stack may become heavy. In order then to avoid bending of the fiber layer stack and thus an unwanted deformation of the fiber layers under the weight of the fiber layer stack and in particular under the weight of the separating elements, the fiber layer stack must be stiffened. This is preferably achieved by the edge-mounted strut element.

Das Verstrebungselement weist vorzugsweise ein Angriffelement für einen Greifer auf. Zusätzlich oder alternativ weist das Verstrebungselement vorzugsweise einen Auflage- oder Klemmbereich für ein Tragblech des Faserlagenstapels auf. Mithilfe des Greifers und/oder mithilfe des Auflage- oder Klemmbereichs ist eine besonders einfache Handhabung des Faserlagenstapels möglich.The bracing element preferably has an attack element for a gripper. Additionally or alternatively, the bracing element preferably has a support or clamping region for a support plate of the fiber layer stack. Using the gripper and / or by means of the support or clamping area a particularly simple handling of the fiber layer stack is possible.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Verstrebungselement umlaufend ausgebildet, sodass es den Faserlagenstapel umgangsseitig umgibt. Insbesondere ist das Verstrebungselement vorzugsweise als Rahmen ausgebildet, insbesondere als Rahmen, welcher den Faserlagenstapel aufnimmt. Das Angriffelement ist vorzugsweise als Strebe ausgebildet. Hierbei handelt es sich um eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung des Verstrebungselements.In a preferred embodiment, the bracing element is formed circumferentially, so that it surrounds the fiber layer stack on the supply side. In particular, the bracing element is preferably designed as a frame, in particular as a frame, which receives the fiber layer stack. The attack element is preferably designed as a strut. This is a particularly simple and inexpensive embodiment of the strut element.

Über das Verstrebungselement ist insbesondere ein Transport eines Faserlagenstapels möglich, bei welchem die einzelnen Faserlagen variable Außenkonturen aufweisen. Es ist daher möglich, die einzelnen Faserlagen erst zuzuschneiden und dann zu schichten. Dabei können diese in ihre Außenkontur variieren, was einem richtungsabhängigen Einzugsverhalten beim Umformen des Faserhalbzeugs Rechnung trägt. Weiterhin wirkt das Verstrebungselement als Versteifungskante zur vereinfachten Handhabung und zur Fixierung der Trennelemente gegen Verschieben.In particular, a transport of a fiber layer stack is possible via the bracing element, in which case the individual fiber layers have variable outer contours. It is therefore possible first to cut the individual fiber layers and then to layer. These can vary in their outer contour, which takes into account a direction-dependent intake behavior during forming of the semifinished fiber product. Furthermore, the bracing element acts as a stiffening edge for simplified handling and for fixing the separating elements against displacement.

Bevorzugt ist an dem Versteifungselement eine Einführstrebe vorgesehen, die in einem von 180° verschiedenen Winkel zu einer Hauptebene des Faserlagenstapels angeordnet ist, vorzugsweise unter einem Winkel von 45°. Die Einführstrebe kann zur Führung beim Einsetzen des Faserlagenstapels in die Vorrichtung genutzt werden.Preferably, an insertion strut is provided on the stiffening element, which is arranged at an angle different from 180 ° to a main plane of the fiber layer stack, preferably at an angle of 45 °. The insertion strut can be used to guide the insertion of the fiber layer stack in the device.

Bevorzugt weist die Vorrichtung zur genauen Positionierung des Faserlagenstapels wenigstens einen Anschlag und/oder wenigstens einen Stehdorn auf, wobei der Faserlagenstapel bei korrekter Positionierung mit dem Verstrebungselement und/oder dem Tragblech und/oder wenigstens einem Trennelement an dem wenigstens einen Anschlag anschlägt, und/oder wobei er mit einer Ausnehmung auf den wenigstens einen Stehdorn aufgesteckt ist. Auf diese Weise ist der Faserlagenstapel hochpräzise relativ zu der Vorrichtung ausrichtbar. Besonders bevorzugt weist das Unterwerkzeug wenigstens einen Anschlag und/oder wenigstens einen Stehdorn auf.Preferably, the device for accurate positioning of the fiber layer stack at least one stop and / or at least one mandrel, wherein the fiber layer stack abuts when correctly positioned with the bracing and / or the support plate and / or at least one separating element on the at least one stop, and / or where he is plugged with a recess on the at least one standing mandrel. In this way, the fiber layer stack can be aligned with high precision relative to the device. Particularly preferably, the lower tool has at least one stop and / or at least one standing mandrel.

Durch die Versteifung des Faserlagenstapels mithilfe des Verstrebungselements ist eine schnelle Entnahme des Faserlagenstapels, der andernfalls biegeweich wäre – insbesondere über einen Auswerfer – möglich. Dadurch ist es insbesondere möglich, den Faserlagenstapel in noch nicht voll erhärtetem Binderzustand zu entnehmen und diesen an Luft außerhalb der Vorrichtung aushärten zu lassen. Dies fuhrt wiederum insbesondere zu Taktzeiteinsparungen.Due to the stiffening of the fiber layer stack by means of the bracing element is a rapid removal of the fiber layer stack, which would otherwise be flexible soft - especially via an ejector - possible. This makes it possible, in particular, to remove the fiber layer stack in a not yet fully hardened binder state and to allow it to cure in air outside the device. This in turn leads in particular to cycle time savings.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Trennelement wenigstens ein Gelenk – insbesondere wenigstens ein Scharnier – aufweist, wobei wenigstens zwei Teile des Trennelements um eine durch das Gelenk – vorzugsweise durch das Scharnier – bestimmte Achse relativ zueinander schwenkbar sind. Dies ermöglicht in besonders günstiger Weise eine Vorbiegung des Faserlagenstapels über die durch das Gelenk oder Scharnier bereitgestellte Kinematik des Trennelements. Dies ist insbesondere vorteilhaft für komplexe Geometrien, welche durch Umformen des Faserlagenstapels ausgebildet werden sollen. Insbesondere wird über die derart mögliche Vorbiegung ein Umformgrad des Faserlagenstapels in dem Werkzeug durch Annäherung an die Endkontur verringert.An exemplary embodiment of the device is also preferred, which is characterized in that the separating element has at least one joint, in particular at least one hinge, wherein at least two parts of the separating element are pivotable relative to one another about an axis determined by the hinge, preferably by the hinge are. This allows in a particularly favorable manner, a pre-bending of the fiber layer stack on the provided by the hinge or hinge kinematics of the separating element. This is particularly advantageous for complex geometries which are to be formed by reshaping the fiber layer stack. In particular, a degree of deformation of the fiber layer stack in the tool is reduced by approaching the final contour via the possible pre-bending.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Trennelement wenigstens zweiteilig ausgebildet ist. Dabei ist vorzugsweise ein – insbesondere stoff-, form-, oder kraftschlüssiger – Verschlussmechanismus zum Verbinden und Trennen von wenigstens zwei Teilelementen des Trennelements vorgesehen. Es ist dann möglich, das Trennelement zur Entnahme des vorgeformten Vorformlings zu teilen, wodurch der Vorformling sehr einfach entnommen werden kann, ohne ein Schneidwerkzeug einzusetzen.An embodiment of the device is also preferred, which is characterized in that the separating element is formed at least in two parts. In this case, it is preferable to provide a closing mechanism, in particular a material, positive or non-positive closure mechanism, for connecting and disconnecting at least two subelements of the separating element. It is then possible to divide the separator to remove the preformed preform, whereby the preform can be removed very easily without using a cutting tool.

Alternativ ist es aber möglich, dass der Vorformling aus den gestapelten Trennelementen – insbesondere entlang eines Randes der Vorformausnehmung – herausgeschnitten wird.Alternatively, however, it is possible for the preform to be cut out of the stacked separating elements, in particular along an edge of the preforming recess.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung bevorzugt, das sich durch ein Steuergerät auszeichnet, welches mit den Piezo-Aktoren zu deren – insbesondere lokaler und separater – Ansteuerung wirkverbunden ist. Vorzugsweise ist das Steuergerät mit den Piezo-Aktoren auch zu deren Verwendung als Sensoren zur Erfassung von Formgebungsfehlern beim Umformen wirkverbunden.An embodiment of the device is also preferred, which is characterized by a control device which is operatively connected to the piezoactuators for their - in particular local and separate - control. Preferably, the control unit with the piezo actuators is also operatively connected to their use as sensors for detecting deformation errors during forming.

Weiterhin ist es möglich, die Zwischenbleche aktiv zu temperieren (zum Beipiel über resistive Erwärmung der Kohlefasern, wenn als Verbundzwischenbleche kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffbleche verwendet werden). Hierdurch kann ein Abkühlen des Binders während des Transports reduziert werden. Zudem kann auf diese Weise ein Festkleben eines thermoplastischen Binders an den Zwischenblechen vermieden werden.Furthermore, it is possible to actively temper the intermediate sheets (for example via resistive heating of the carbon fibers, if carbon fiber reinforced plastic sheets are used as composite intermediate sheets). As a result, a cooling of the binder during transport can be reduced. In addition, a sticking of a thermoplastic binder to the intermediate plates can be avoided in this way.

Die Beschreibung des Verfahrens einerseits und der Vorrichtung andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale der Vorrichtung, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung. Die Vorrichtung zeichnet sich insbesondere vorzugsweise durch wenigstens ein Merkmal aus, das durch wenigstens einen Verfahrensschritt des Verfahrens bedingt ist. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Vorrichtung beschrieben wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Das Verfahren zeichnet sich vorzugsweise durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal der Vorrichtung bedingt ist.The description of the method on the one hand and the device on the other hand are to be understood as complementary to each other. Features of the device that have been explained explicitly or implicitly in connection with the method are preferably individually or combined with one another Features of a preferred embodiment of the device. In particular, the device is preferably characterized by at least one feature that is caused by at least one method step of the method. Procedural steps that have been described explicitly or implicitly in connection with the device are preferably individually or combined with each other steps of a preferred embodiment of the method. The method is preferably characterized by at least one method step, which is caused by at least one feature of the device.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Showing:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Umformen von mindestens zwei Faserlagen zu einem Vorformling; 1 a schematic representation of an embodiment of an apparatus for forming at least two fiber layers into a preform;

2 eine schematische Detaildarstellung von Ausführungsbeispielen eines Trennelements; 2 a schematic detail of embodiments of a separating element;

3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Trennelements; 3 a schematic representation of another embodiment of a separating element;

4 eine schematische Darstellung von zwei weiteren Ausführungsbeispielen der Vorrichtung, und 4 a schematic representation of two further embodiments of the device, and

5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens. 5 a schematic representation of an embodiment of the method.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zur Herstellung eines Vorformlings aus mindestens zwei Faserlagen, wobei hier eine erste Faserlage 3 und eine zweite Faserlage 5 dargestellt sind. Die Vorrichtung 1 weist ein Oberwerkzeug 7 sowie ein Unterwerkzeug 9 auf, die hier in einer Offenstellung dargestellt sind. Das Oberwerkzeug 7 und das Unterwerkzeug 9 sind relativ zueinander in eine Schließstellung verlagerbar, wodurch bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel das Oberwerkzeug 7 in eine nicht dargestellte Ausnehmung des Unterwerkzeugs 9 eingreift, wodurch eine Kavität für die Umformung der Faserlagen 3, 5 geschlossen wird. Dabei werden die Faserlagen 3, 5 bereichsweise in die Kavität eingezogen und in dieser drapiert beziehungsweise umgeformt. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a device 1 for producing a preform from at least two fiber layers, in which case a first fiber layer 3 and a second fiber layer 5 are shown. The device 1 has an upper tool 7 and a lower tool 9 on, which are shown here in an open position. The upper tool 7 and the lower tool 9 are displaceable relative to each other in a closed position, whereby in the embodiment shown here, the upper tool 7 in a recess, not shown, of the lower tool 9 engages, creating a cavity for the deformation of the fiber layers 3 . 5 is closed. This will be the fiber layers 3 . 5 partially pulled into the cavity and draped or reshaped in this.

Zwischen den Faserlagen 3, 5 ist hier ein erstes Trennelement 11 angeordnet, das bevorzugt als Metallblech ausgebildet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist oberhalb der zweiten Faserlage 5 ein zweites Trennelement 13 angeordnet, wobei es möglich ist, dass über dem zweiten Trennelement 13 eine weitere, hier nicht dargestellte Faserlage angeordnet wird. Alternativ ist es möglich, dass genau so viele Trennelemente 11, 13 wie Faserlagen 3, 5 vorgesehen sind. Dabei liegt bevorzugt eine unterste Faserlage, hier die erste Faserlage 3, unmittelbar auf dem Unterwerkzeug 9 auf, wobei eine oberste Faserlage, hier die erste Faserlage 5 durch ein als Deckelement wirkendes Trennelement abgedeckt wird.Between the fiber layers 3 . 5 Here is a first separator 11 arranged, which is preferably formed as a metal sheet. In the illustrated embodiment is above the second fiber layer 5 a second separating element 13 it being possible for it to be above the second separating element 13 another, not shown fiber layer is arranged. Alternatively, it is possible that as many separators 11 . 13 like fiber layers 3 . 5 are provided. In this case, preferably a lowermost fiber layer, here the first fiber layer 3 , directly on the lower tool 9 on, with a top fiber layer, here the first fiber layer 5 is covered by acting as a cover element separating element.

Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist es aber auch möglich, dass unter dem Faserlagenstapel, hier also unter der ersten Faserlage 3 ein Trennelement als Bodenelement angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist hier ein Tragblech angeordnet, welches die Trennelemente 11, 13 bei einer bevorzugten Ausgestaltung umfangsseitig überragt und eine vereinfachte Handhabung des Faserlagenstapels ermöglicht.In another preferred embodiment, it is also possible that under the fiber layer stack, here below the first fiber layer 3 a separating element is arranged as a bottom element. Particularly preferred here is a support plate is arranged, which the separating elements 11 . 13 projected circumferentially in a preferred embodiment and allows for simplified handling of the fiber layer stack.

Es ist aber auch möglich, dass ein Tragblech unter einem als Bodenelement dienenden Trennelement angeordnet ist, wobei auch in diesem Fall das Tragblech bevorzugt die Trennelemente umfangsseitig überragt. Bei beiden zuvor erwähnten Ausgestaltungen ist es aber auch möglich, dass das Tragblech die gleichen Abmessungen aufweist wie die Trennelemente, sodass es diese nicht umfangsseitig überragt.But it is also possible that a support plate is arranged under a serving as a bottom element separating element, wherein also in this case, the support plate preferably projects beyond the partition elements circumferentially. In both of the aforementioned embodiments, it is also possible that the support plate has the same dimensions as the separating elements, so that it does not extend beyond this circumference.

Die Trennelemente 11, 13 weisen jeweils eine zentrale Vortormausnehmung 15 auf, die eingerichtet ist für einen Durchgriff des Oberwerkzeugs 7. Somit definiert die zentrale Vortormausnehmung 15 einen radial innerhalb derselben angeordneten Umformbereich, in welchem die Faserlagen 3, 5 beim Schließen der Werkzeugkavität umgeformt werden.The separating elements 11 . 13 each have a central Vortormausnehmung 15 on, which is set up for a penetration of the upper tool 7 , Thus defines the central Vortormausnehmung 15 a radially arranged therein within the forming region, in which the fiber layers 3 . 5 be formed when closing the mold cavity.

Die Trennelemente 11, 13 weisen jeweils eine Mehrzahl von Piezo-Aktoren 17 auf, die zum Schwingen anregbar sind. Dabei sind die Piezo-Aktoren 17 bevorzugt segmentartig um die Vorformausnehmung 15 herum angeordnet. Der besseren Übersichtlichkeit wegen ist hier nur ein Piezo-Aktor mit dem Bezugszeichen 17 gekennzeichnet. Durch die Anregung der Piezo-Aktoren 17 zu vorzugsweise hochfrequenten Schwingungen kann eine Reibung zwischen den Faserlagen 3, 5 reduziert werden. Weiterhin bilden die segmentartig angeordneten Piezo-Aktoren 17 bevorzugt Niederhaltesegmente aus.The separating elements 11 . 13 each have a plurality of piezo actuators 17 which are excitable to swing. Here are the piezo actuators 17 preferably in segments around the preforming recess 15 arranged around. For better clarity, here is only a piezo actuator with the reference numeral 17 characterized. By the excitation of the piezo actuators 17 To preferably high-frequency vibrations, a friction between the fiber layers 3 . 5 be reduced. Furthermore, the segment-like arranged piezo actuators form 17 prefers hold-down segments.

Die Piezo-Aktoren 17 sind vorzugsweise separat und einzeln ansteuerbar, sodass die Trennelemente 11, 13 lokal im Bereich angesteuerter Piezo-Aktoren 17 biegbar sind, wodurch wiederum Haltekräfte auf die Faserlagen 3, 5 ausgeübt werden können. Dadurch ist ein Materialeinzug in die Werkzeugkavität lokal durch entsprechende Ansteuerung der Piezo-Aktoren 17 steuerbar.The piezo actuators 17 are preferably separately and individually controllable, so that the separating elements 11 . 13 locally in the area of actuated piezo actuators 17 are bendable, which in turn holding forces on the fiber layers 3 . 5 can be exercised. As a result, a material feed into the mold cavity locally by appropriate control of the piezo actuators 17 controllable.

Bevorzugt weist die Vorrichtung 1 ein Steuergerät 19 auf, das mit den Piezo-Aktoren 17 wirkverbunden ist, was hier schematisch nur für einen Piezo-Aktor 17 dargestellt ist. Dabei ist das Steuergerät 19 eingerichtet zur lokalen und separaten Ansteuerung der Piezo-Aktoren 17 und damit insbesondere zur lokalen, separaten Schwingungsanregung der Trennelemente 11, 13 und bevorzugt außerdem zur lokalen und separaten Steuerung des Materialeinzugs der Faserlagen 3, 5 in die Werkzeugkavität.Preferably, the device 1 a control unit 19 on, with the piezo actuators 17 is operatively connected, which here schematically only for a piezo actuator 17 is shown. Here is the control unit 19 Set up for local and separate control of the piezo actuators 17 and thus in particular for local, separate vibration excitation of the separating elements 11 . 13 and also preferably for local and separate control of the material intake of the fiber layers 3 . 5 into the tool cavity.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 19 außerdem eingerichtet zur Verwendung der Piezo-Aktoren 17 als Sensoren, sodass in dem Steuergerät 19 eine Regelung des Materialeinzugs über den Spannungseintrag in die insoweit als Sensoren dienenden Piezo-Aktoren 17 verwirklicht werden kann.In a preferred embodiment, the controller is 19 also set up to use the piezo actuators 17 as sensors, so in the controller 19 a regulation of the material intake via the voltage input in the extent used as sensors piezo actuators 17 can be realized.

Weiterhin weist das Steuergerät 19 vorzugsweise wenigstens einen Funktionsgenerator auf, der eingerichtet ist zur Schwingungsanregung der Piezo-Aktoren 17, insbesondere zur hochfrequenten Schwingungsanregung derselben. Diese Anregung kann insbesondere einer Ansteuerung der Piezo-Aktoren 17 zum Zwecke eines gesteuerten Materialeinzugs überlagert werden. Dabei sind die Piezo-Aktoren 17 durch das Steuergerät 19 bevorzugt mit einer Gleichspannung ansteuerbar, um Niederhaltekräfte in die Faserlagen 3, 5 einzuleiten, wobei sie durch das Steuergerät 19 vorzugsweise mit einer Wechselspannung ansteuerbar sind, um zu Schwingungen angeregt zu werden und dabei die Trennelemente 11, 13 lokal in Schwingungen zu versetzen. Dabei kann die Wechselspannung vorzugsweise der Gleichspannung überlagert werden.Furthermore, the control unit 19 Preferably, at least one function generator, which is adapted to the vibration excitation of the piezo actuators 17 , in particular for the high-frequency vibration excitation of the same. This excitation can in particular control the piezo actuators 17 be superimposed for the purpose of a controlled material intake. Here are the piezo actuators 17 through the control unit 19 preferably with a DC voltage controllable to hold down forces in the fiber layers 3 . 5 being initiated by the control unit 19 preferably be driven with an alternating voltage to be excited to vibrations and thereby the separating elements 11 . 13 vibrate locally. In this case, the AC voltage can preferably be superimposed on the DC voltage.

Die Trennelemente 11, 13 weisen bevorzugt eine Mehrzahl radial nach innen zu der Vorformausnehmung 15 hin abragende Zungen auf, von denen hier der besseren Übersichtlichkeit wegen nur eine mit dem Bezugszeichen 21 gekennzeichnet ist. Insbesondere weisen die Trennelemente 11, 13 bevorzugt Einschnitte 23 auf, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen hier ebenfalls nur einer mit dem Bezugszeichen 23 gekennzeichnet ist. Die Zungen 21 werden dabei zwischen den Einschnitten 23 ausgebildet. Bevorzugt ist jeder Zunge 21 wenigstens ein Piezo-Aktor 17 zugeordnet, wobei die Zungen 21 durch die Piezo-Aktoren 17 einerseits gebogen und andererseits in Schwingung versetzt werden können. Die Zungen 21 wirken quasi als Niederhaltezungen, durch welche lokal Niederhaltekräfte in die Faserlagen 3, 5 einleitbar sind. Insofern wird durch die Zungen 21 einerseits und die Piezo-Aktoren 17 andererseits eine Niederhalteeinrichtung 25 ausgebildet. Dabei wirken die Piezo-Aktoren 17 – insbesondere gemeinsam mit den Zungen 21 – bevorzugt als lokale Klemmelemente der Niederhalteeinrichtung 25.The separating elements 11 . 13 preferably have a plurality of radially inwardly to the preforming 15 towards protruding tongues, of which here for the sake of clarity, only one with the reference numeral 21 is marked. In particular, the separating elements 11 . 13 preferably cuts 23 on, of which the sake of clarity here also only one with the reference numeral 23 is marked. The tongues 21 be between the cuts 23 educated. Preference is given to every tongue 21 at least one piezo actuator 17 assigned, with the tongues 21 through the piezo actuators 17 on the one hand bent and on the other hand can be vibrated. The tongues 21 act as a kind of hold-down tongues, through which locally hold down forces in the fiber layers 3 . 5 can be introduced. In this respect, through the tongues 21 on the one hand and the piezo actuators 17 on the other hand, a hold-down device 25 educated. The piezo actuators act here 17 - especially together with the tongues 21 - Preferably as a local clamping elements of the hold-down device 25 ,

2 zeigt zwei schematische Detaildarstellungen zweier Ausführungsbeispiele eines Trennelements. Dabei sind die verschiedenen Trennelemente 11, 13 eines Faserlagenstapels bevorzugt identisch ausgebildet, sodass es hier genügt, im Folgenden auf das erste Trennelement 11 abzustellen. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, verschieden ausgebildete Trennelemente in einem Faserlagenstapel einzusetzen. 2 shows two schematic detail representations of two embodiments of a separating element. Here are the different separating elements 11 . 13 a fiber layer stack preferably formed identically, so that it suffices here, hereinafter on the first separator 11 remedy. Of course, it is also possible to use differently shaped separating elements in a fiber layer stack.

2a) zeigt eine Detailansicht des Trennelements 11, insbesondere einen Bereich einer Zunge 21. Dabei zeigt sich, dass hier genau ein Piezoelement 17 der Zunge 21 zugeordnet ist, wobei das Piezoelement 17 in die Zunge 21 eingelassen oder eingebettet ist. Dabei ragt das Piezoelement 17 an keiner Stelle über eine Oberfläche 27 des Trennelements 11 hinaus, sodass hier keine Störkonturen gebildet werden, welche einen Einzug der Faserlagen 3, 5 stören könnten. Es zeigt sich außerdem, dass das Trennelement 11 Zuführausnehmungen 29, insbesondere in Form von Nuten, aufweist, in denen – insbesondere elektrische – Zuleitungen zu dem Piezoelement 17 angeordnet werden können. Dabei sind die Zuführausnehmungen 29 derart ausgestaltet, dass auch die Zuleitungen zu dem Piezoelement 17 nicht über die Oberfläche 27 vorstehen. 2a) shows a detailed view of the separating element 11 , in particular a region of a tongue 21 , It turns out that exactly one piezoelectric element is here 17 the tongue 21 is assigned, wherein the piezoelectric element 17 in the tongue 21 embedded or embedded. The piezo element protrudes 17 at no point over a surface 27 of the separating element 11 In addition, so that no interference contours are formed, which is a collection of fiber layers 3 . 5 could disturb. It also shows that the separating element 11 Zuführausnehmungen 29 , in particular in the form of grooves, in which - in particular electrical - supply lines to the piezoelectric element 17 can be arranged. Here are the Zuführausnehmungen 29 configured such that the supply lines to the piezoelectric element 17 not over the surface 27 protrude.

2b) zeigt eine schematische Detaildarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Trennelements 11. Hierbei ist vorgesehen, dass genau zwei Piezo-Aktoren 17 der Zunge 21 zugeordnet sind, wobei beide Piezo-Aktoren 17 in der bereits zuvor in Zusammenhang mit 2a) beschriebenen Weise in die Zunge 21 eingelassen sind, sodass sie nicht über die Oberfläche 27 vorstehen. Entsprechend sind auch hier Zuführausnehmungen 29 vorgesehen, in denen – insbesondere elektrische – Zuleitungen zu den Piezoelementen 17 auf eine Weise angeordnet werden können, dass auch die Zuleitungen nicht über die Oberfläche 27 vorstehen. Störkonturen, welche einen Materialeinzug der Faserlagen 3, 5 behindern könnten, werden so vollständig vermieden. 2 B) shows a schematic detail of a further embodiment of the separating element 11 , It is provided that exactly two piezo actuators 17 the tongue 21 are assigned, with both piezo actuators 17 in the previously related to 2a) way described in the tongue 21 are embedded so that they do not have the surface 27 protrude. Accordingly, here are Zuführausnehmungen 29 provided, in which - in particular electrical - supply lines to the piezo elements 17 can be arranged in a way that also the supply lines do not over the surface 27 protrude. Sturgeon contours, which a material intake of the fiber layers 3 . 5 could be so completely avoided.

Die Zuordnung einer Mehrzahl von Piezo-Aktoren 17 zu einer Zunge 21 des Trennelements 11 hat den Vorteil, dass größere Schwingungsamplituden erreicht werden können, als dies mit genau einem Piezo-Aktor 17 der Fall ist.The assignment of a plurality of piezo actuators 17 to a tongue 21 of the separating element 11 has the advantage that larger vibration amplitudes can be achieved than with exactly one piezo actuator 17 the case is.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Trennelements 11. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Auch hier wird in der links dargestellten Draufsicht deutlich, dass eine Mehrzahl von Zungen 21, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen nur eine mit dem Bezugszeichen 21 gekennzeichnet ist, die Vorformausnehmung 15 segmentartig umgreift, wobei jeder Zunge 21 ein Piezo-Aktor 17 zugeordnet ist, wobei der besseren Übersichtlichkeit wegen nur ein Piezo-Aktor mit dem Bezugszeichen 17 gekennzeichnet ist. Zusätzlich ist bei diesem Ausführungsbeispiel aber eine Niederhalteeinrichtung 25 vorgesehen, bei welcher ausgewählte lokale Klemmelemente 31 einen Zuganker 33 als Betätigungselement aufweisen. insbesondere weisen hier vier sich jeweils in zwei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen gegenüberliegende, lokale Klemmelemente 31 jeweils einen Zuganker 33 als Betätigungselement auf. 3 shows a further embodiment of a separating element 11 , Identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description. Again, it is clear in the plan view shown on the left that a plurality of tongues 21 , of which the sake of clarity, only one with the reference numeral 21 is characterized, the Vorformausnehmung 15 engages segmentally, with each tongue 21 a piezo actuator 17 is assigned, for the sake of clarity, only a piezoelectric actuator with the reference numeral 17 is marked. In addition, however, in this embodiment, a hold-down device 25 provided at which selected local clamping elements 31 a tie rod 33 have as an actuating element. In particular, four here, in each case in two mutually perpendicular directions opposite, local clamping elements 31 one tie rod each 33 as an actuating element.

In einem rechten Bereich von 3 ist eine Detail-Schnittdarstellung eines solchen lokalen Klemmelements 31 dargestellt. Dabei zeigt sich, dass der Zuganker 33 mit einer Spitze 35 der das lokale Klemmelement 31 bildenden Zunge 21 verklebt ist. Über eine nicht dargestellte, pneumatische Einrichtung kann bevorzugt eine hier schematisch mit F bezeichnete Zugkraft in den Zuganker 33 eingeleitet werden, wodurch die Spitze 35 der Zunge 21 – in 3 – nach unten verlagert wird. Auf diese Weise kann eine Klemmkraft in eine unter dem Trennelement 11 angeordnete Faserlage 3, 5 eingeleitet werden. Dabei ist es insbesondere möglich, mittels des Zugankers 33 größere Klemmkräfte aufzubringen, als dies mit derzeit bekannten Piezo-Aktoren 17 möglich ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann zudem eine Funktionsseparation der Reibungsreduzierung mittels Schwingungsanregung der Zunge 21 durch den Piezo-Aktor 17 einerseits und der Niederhaltefunktion mittels des Zugankers 33 andererseits erfolgen. Während in diesem Fall die der Niederhalterfunktion dienende Klemmkraft allein über den Zuganker 33 aufgebracht wird, wird der Piezo-Aktor 17 bevorzugt nur mittels einer Wechselspannung zu Schwingungen angeregt, wodurch die Reibung zwischen der Zunge 21 und der ihr zugeordneten Faserlage reduziert wird.In a right area of 3 is a detail sectional view of such a local clamping element 31 shown. It turns out that the tie rod 33 with a tip 35 the local clamping element 31 forming tongue 21 is glued. By means of a pneumatic device (not shown), a tensile force, schematically indicated here by F, in the tie rod may be preferred 33 be initiated, causing the tip 35 the tongue 21 - in 3 - is shifted downwards. In this way, a clamping force in a below the separating element 11 arranged fiber layer 3 . 5 be initiated. It is particularly possible by means of the tie rod 33 apply greater clamping forces than with currently known piezo actuators 17 is possible. In this embodiment, moreover, a function separation of the friction reduction by means of vibration excitation of the tongue 21 through the piezo actuator 17 on the one hand and the hold-down function by means of the tie rod 33 on the other hand. While in this case, the clamping force serving the hold-down function alone on the tie rod 33 is applied, the piezo actuator 17 preferably excited only by means of an AC voltage to vibrate, whereby the friction between the tongue 21 and its associated fiber layer is reduced.

4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung zweier Ausführungsbeispiele eines Faserlagenstapels der Vorrichtung 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. 4 shows a schematic sectional view of two embodiments of a fiber layer stack of the device 1 , Identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description.

Dabei ist hier ein Faserlagenstapel dargestellt, der die erste Faserlage 3, die zweite Faserlage 5, das erste Trennelement 11 zwischen den Faserlagen 3, 5 und das zweite Trennelement 13 als Deckelement aufweist. Zusätzlich ist ein als Bodenelement dienendes, drittes Trennelement 37 vorgesehen. Dieses liegt hier auf einem Tragblech 39 auf.Here, a fiber layer stack is shown, which is the first fiber layer 3 , the second fiber layer 5 , the first separating element 11 between the fiber layers 3 . 5 and the second separator 13 having as cover element. In addition, serving as a bottom element, third separating element 37 intended. This is here on a support plate 39 on.

Es ist ein die Trennelemente 11, 13, 37 haltendes Verstrebungselement 41 vorgesehen, welches insbesondere umlaufend und bevorzugt rahmenförmig ausgebildet ist, wobei es die Trennelemente 11, 13, 37 und damit den Faserlagenstapel umgreift und eine Relativverschiebung der Trennelemente 11, 13, 37 relativ zueinander und damit auch relativ zu den Faserlagen 3, 5 insbesondere mittels einer – vorzugsweise umlaufenden – Anschlagkante 43 verhindert. Das Verstrebungselement 41 weist außerdem ein Angriffelement 45 – hier in Form einer radial abragenden Strebe – auf, wobei an dem Angriffelement 45 ein Greifer zur Handhabung des Faserlagenstapels angreifen kann. Dabei kann der Greifer in besonders einfacher und kostensparender Weise als Fingergreifer oder Magnetgreifer ausgebildet sein. It is one of the dividers 11 . 13 . 37 holding strut element 41 provided, which is in particular circumferential and preferably frame-shaped, wherein it is the separating elements 11 . 13 . 37 and thus surrounds the fiber layer stack and a relative displacement of the separating elements 11 . 13 . 37 relative to each other and thus also relative to the fiber layers 3 . 5 in particular by means of a - preferably circumferential - stop edge 43 prevented. The bracing element 41 also has an attack element 45 - Here in the form of a radially projecting strut - on, wherein on the attack element 45 a gripper can handle the handling of the fiber ply stack. In this case, the gripper may be formed in a particularly simple and cost-saving manner as a finger gripper or magnetic gripper.

Das Verstrebungselement 41 weist außerdem eine Einführstrebe 47 auf, die vorzugsweise in einem von 180° verschiedenen Winkel relativ zu den Trennelementen 11, 13, 37 orientiert ist, insbesondere in einem Winkel von 45°. Dabei bildet die vorzugsweise umlaufende Einführstrebe 47 eine Einführschräge aus, mit welcher der Faserlagenstapel positionsgenau auf dem Unterwerkzeug 9 angeordnet werden kann. Zusätzlich weist dieses bevorzugt wenigstens einen Stehdorn auf, der vorzugsweise in eine Positionierausnehmung in dem Verstrebungselement 41, dem Tragblech 39 und/oder wenigstens einem Trennelement 11, 13, 37 eingreift.The bracing element 41 also has an insertion strut 47 preferably at an angle different from 180 ° relative to the separating elements 11 . 13 . 37 is oriented, in particular at an angle of 45 °. In this case, the preferably circumferential insertion strut forms 47 an insertion bevel, with which the fiber layer stack exact position on the lower tool 9 can be arranged. In addition, this preferably has at least one mandrel, preferably in a positioning recess in the strut element 41 , the support plate 39 and / or at least one separating element 11 . 13 . 37 intervenes.

Dabei zeigt 4a) ein Ausführungsbeispiel, bei welchem das Tragblech 39 größere Abmessungen aufweist als die Trennelemente 11, 13, 37, sodass es umfangsseitig über diese übersteht. Es ist dabei bevorzugt im Bereich des Angriffelements 45 in das Verstrebungselement 41 geklemmt.It shows 4a) an embodiment in which the support plate 39 larger dimensions than the separating elements 11 . 13 . 37 so that it survives on the periphery. It is preferred in the area of the attack element 45 in the bracing element 41 clamped.

4b) zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Tragblech 39 gleiche Dimensionen aufweist wie die Trennelemente 11, 13, 37. Dabei liegt das Tragblech 39 und damit der gesamte Faserlagenstapel auf dem Verstrebungselement 41 auf. Es ist dabei möglich, dass das Verstrebungselement 41 mit dem Tragblech 39 fest verbunden ist, beispielsweise durch Schweißen, Kleben, Löten, Schrauben, Nieten, oder auf andere geeignete Weise. Auch eine einstückige Ausbildung des Verstrebungselements 41 mit dem Tragblech 39 ist möglich. 4b) shows an embodiment in which the support plate 39 has the same dimensions as the separating elements 11 . 13 . 37 , This is the support plate 39 and thus the entire fiber layer stack on the bracing element 41 on. It is possible that the bracing element 41 with the support plate 39 is firmly connected, for example, by welding, gluing, soldering, screwing, riveting, or in any other suitable manner. Also a one-piece design of the bracing element 41 with the support plate 39 is possible.

Das Tragblech 39 weist vorzugsweise ebenso wie die Trennelemente 11, 13, 37 eine Vorformausnehmung auf, durch welche insbesondere das Oberwerkzeug 7 greifen kann.The baffle 39 preferably has as well as the separating elements 11 . 13 . 37 a Vorformausnehmung through which in particular the upper tool 7 can grab.

Es ist ein Ausführungsbeispiel möglich, bei dem das dritte Trennelement 37 nicht vorgesehen ist, wobei in diesem Fall eine unterste Faserlage, hier die erste Faserlage 3, direkt auf dem Tragblech 39 angeordnet ist.An embodiment is possible in which the third separating element 37 is not provided, in which case a lowermost fiber layer, here the first fiber layer 3 , directly on the support plate 39 is arranged.

Das Verstrebungselement 41 bewirkt eine Versteifung des Faserlagenstapels, sodass ein Verbiegen des Stapels und somit eine ungewollte Verformung der Faserlagen 3, 5 unter dem Gewicht des Stapels vermieden wird.The bracing element 41 causes a stiffening of the fiber layer stack, so that bending of the stack and thus an unwanted deformation of the fiber layers 3 . 5 avoided under the weight of the stack.

5 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen eines Vorformlings aus mindestens zwei Faserlagen. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insoweit auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Zuschneiden von Faserlagen, wobei es hier insbesondere möglich ist, die verschiedenen Faserlagen mit verschiedener Geometrie und/oder verschiedenen Abmessungen zuzuschneiden, um einem über die Faserlagen variierenden Materialeinzug beim Umformen Rechnung zu tragen. 5 shows a schematic representation of an embodiment of the method for producing a preform from at least two fiber layers. Identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description. In a first step S1, cutting of fiber layers takes place, it being possible in this case in particular to cut the different fiber layers with different geometry and / or different dimensions in order to take account of a material infeed that varies over the fiber layers during the forming process.

Die ausgeschnittenen Faserlagen werden in einem zweiten Schritt S2 gestapelt, wobei zwischen den Faserlagen Trennelemente eingelegt werden, die bevorzugt von einem separaten Trennelementstapel 49 genommen werden. Die Handhabung der Trennelemente, der Faserlagen und auch des schließlich gebildeten Faserlagenstapels 51 erfolgt bevorzugt mittels eines Roboters 53. Der Faserlagenstapel S1 wird gebildet, indem abwechselnd ein Trennelement aus dem Trennelementstapel 49 und eine Faserlage von einem Schneidetisch 55 entnommen wird.The cut fiber layers are stacked in a second step S2, wherein between the fiber layers separator elements are inserted, preferably from a separate separator stack 49 be taken. The handling of the separating elements, the fiber layers and also the finally formed fiber layer stack 51 is preferably done by means of a robot 53 , The fiber layer stack S1 is formed by alternately forming a separator from the separator stack 49 and a fiber layer from a cutting table 55 is removed.

Der Faserlagenstapel wird schließlich durch den Roboter 53, der bevorzugt Vakuumgreifer oder Nadelgreifer für die Handhabung der einzelnen Faserlagen, sowie mechanische Greifer, insbesondere Fingergreifer oder Magnetgreifer für die Handhabung des gesamten Faserlagenstapels 51 aufweist, in eine Heizstation 57 verlagert, wo in einem dritten Schritt S3 eine Erwärmung des Faserlagenstapels 51 erfolgt, insbesondere um den – vorzugsweise thermoplastischen – Binder, mit welchem die Faserlagen versehen sind, weich oder flüssig zu machen.The fiber ply stack is finally made by the robot 53 , the preferred vacuum gripper or needle gripper for the handling of the individual fiber layers, as well as mechanical grippers, in particular finger grippers or magnetic grippers for the handling of the entire fiber layer stack 51 has, in a heating station 57 shifted, where in a third step S3, a heating of the fiber layer stack 51 takes place, in particular to make the - preferably thermoplastic - binder, with which the fiber layers are provided, soft or liquid.

Es ist möglich, dass die Erwärmung in einer separaten Heizstation 57 erfolgt. Insbesondere ist es möglich, dass die Vorrichtung 1 einen Einlaufbereich aufweist, welcher als Heizstation 57 ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung 1 außerdem einen Aushärtebereich 59 aufweist, in dem der Faserlagenstapel 51 schließlich drapiert, mithin dreidimensional geformt wird, wobei der Binder in dem Aushärtebereich 59 zumindest teilweise ausgehärtet wird.It is possible that the heating in a separate heating station 57 he follows. In particular, it is possible that the device 1 has an inlet area, which serves as a heating station 57 is formed, wherein the device 1 also a curing area 59 in which the fiber layer stack 51 finally draped, thus three-dimensionally shaped, wherein the binder in the curing area 59 at least partially cured.

Alternativ ist es möglich, dass die Erwärmung erst in dem eigentlichen Umformwerkzeug erfolgt, wobei dann kein Einlaufbereich beziehungsweise keine separate Heizstation 57 vorgesehen ist. In diesem Fall ist das eigentliche Umformwerkzeug, mithin die Vorrichtung 1, temperierbar.Alternatively, it is possible that the heating takes place only in the actual forming tool, in which case no inlet area or no separate heating station 57 is provided. In this case, the actual forming tool, thus the device 1 , temperature controlled.

Der Faserlagenstapel 51 kann in dem Einlaufbereich, insbesondere also in der Heizstation 57, resistiv, induktiv, in einem Durchlaufofen, durch Warmluft, durch Strahlungswärme und/oder durch Kontakt mit mindestens einem Erwärmungselement erwärmt werden.The fiber layer stack 51 can in the inlet area, especially in the heating station 57 , resistive, inductive, in a continuous furnace, heated by hot air, by radiant heat and / or by contact with at least one heating element.

Insbesondere ist es möglich, dass die Heizstation 57 eine untere und eine obere Heizplatte aufweist. Die obere Heizplatte kann beispielsweise eine Infrarotheizung aufweisen. Die untere Heizplatte umfasst bevorzugt eine Vielzahl von insbesondere wabenförmigen Heizelementen, die bevorzugt separat elektrisch heizbar sind. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Bereiche des Faserlagenstapels 51 verschieden stark zu erwärmen.In particular, it is possible for the heating station 57 having a lower and an upper heating plate. The upper heating plate may for example have an infrared heater. The lower heating plate preferably comprises a plurality of in particular honeycomb-shaped heating elements, which are preferably separately electrically heated. In this way it is possible to different areas of the fiber layer stack 51 to heat differently.

Im Fall der Verwendung von kohlefaserverstärkten Faserlagen, insbesondere von CFK-Geweben, als Fasermatten, kann die Erwärmung durch Anlegen einer Spannung an das CFK-Gewebe erfolgen. Alternativ können Heizdrähte, an welche eine Spannung angelegt wird, in die Faserlagen integriert sein.In the case of the use of carbon fiber-reinforced fiber layers, in particular of CFRP fabrics, as fiber mats, the heating can be carried out by applying a voltage to the CFRP fabric. Alternatively, heating wires to which a voltage is applied may be integrated in the fiber layers.

Die Heizstation 57 ist vorzugsweise thermisch von dem Aushärtebereich 59 getrennt, sodass dieser eine von der Temperatur der Heizstation 57 verschiedene, insbesondere niedrigere Temperatur aufweisen kann, in welcher ein Binder aushärtbar ist.The heating station 57 is preferably thermal from the curing area 59 separated so that this one of the temperature of the heating station 57 may have different, in particular lower temperature, in which a binder is curable.

Die Faserlagen weisen vorzugsweise sowohl einen lokal applizierten duroplastischen als auch einen thermoplastischen Binder auf. In diesem Fall erfolgt die Umformung bevorzugt in einer Vorrichtung, die ein heizbares Umformwerkzeug aufweist, wobei die Umformung in zwei Stufen erfolgt. In einer ersten Erwärmungsstufe wird dabei der duroplastische Binder ausgehärtet, wobei eine Vorverformung der Faserlagen fixiert wird. In der zweiten Erwärmungsstufe wird vorzugsweise der thermoplastische Binder verflüssigt und anschließend verfestigt. Dabei erfolgt eine Fixierung der Endverformung des Faserhalbzeugs.The fiber layers preferably have both a locally applied thermoset and a thermoplastic binder. In this case, the forming preferably takes place in a device which has a heatable forming tool, wherein the forming takes place in two stages. In this case, the thermosetting binder is cured in a first heating stage, wherein a pre-deformation of the fiber layers is fixed. In the second heating step, the thermoplastic binder is preferably liquefied and then solidified. In this case, a fixation of the final deformation of the semifinished fiber product takes place.

Jedenfalls wird bevorzugt in einem vierten Schritt S4 der Faserlagenstapel 51 in der Vorrichtung 1 drapiert, in erwärmtem Zustand umgeformt und anschließend abgekühlt, sodass sich der Binder der Faserlagen verfestigt. Anschließend wird der drapierte Faserlagenstapel 51 beziehungsweise der Vorformling – bevorzugt mittels eines Auswerfers – aus der Vorrichtung 1 entnommen.In any case, in a fourth step S4, the fiber layer stack is preferred 51 in the device 1 draped, formed in a heated state and then cooled, so that the binder of the fiber layers solidifies. Subsequently, the draped fiber layer stack 51 or the preform - preferably by means of an ejector - from the device 1 taken.

In einem fünften Schritt S5 wird dann der Vorformling von den Trennelementen getrennt.In a fifth step S5, the preform is then separated from the separating elements.

Dabei ist es gemäß einer ersten Ausführungsform des Verfahrens möglich, dass dieser mittels eines Schneidwerkzeugs 61 aus der Vorformausnehmung 15 der Trennelemente 11, 13, 37 herausgeschnitten wird. Dabei schneidet das Schneidwerkzeug 61 bevorzugt an einem Rand der Vorformausnehmung 15 entlang.It is possible according to a first embodiment of the method that this by means of a cutting tool 61 from the preforming recess 15 the separating elements 11 . 13 . 37 is cut out. The cutting tool cuts 61 preferably at an edge of the preforming recess 15 along.

Alternativ ist es möglich, dass Trennelemente 11 verwendet werden, die wenigstens zweiteilig ausgebildet ist, wobei das hier beispielhaft unten dargestellte, erste Trennelement 11 ein erstes Teilelement 63 und ein zweites Teilelement 65 aufweist. Die beiden Teilelement 63, 65 können zur Entnahme des Vorformlings auseinandergenommen werden.Alternatively, it is possible that separators 11 be used, which is formed at least in two parts, wherein the example shown below, the first separating element 11 a first subelement 63 and a second subelement 65 having. The two subelement 63 . 65 can be taken apart to remove the preform.

Es ist ein Verschlussmechanismus 67 vorgesehen, der zum Verbinden und Trennen der Teilelemente 63, 65 eingerichtet ist. Dieser weist hier zwei schwenkbare Schließarme auf, wobei ein erster Schließarm 69 an dem ersten Teilelement 63 schwenkbar angelenkt ist, wobei ein zweiter Schließarm 71 an dem zweiten Teilelement 65 schwenkbar angelenkt ist. Die Schließarme wirken mit Schließbolzen zusammen, wobei hier ein erster Schließbolzen 73 fest an dem zweiten Teilelement 65 angeordnet ist, wobei ein zweiter Schließbolzen 75 fest an dem ersten Teilelement 63 angeordnet ist. Hintergreifen die Schließarme 69, 71 die ihnen jeweils zugeordneten Schließbolzen 73, 75 in einer ersten Schwenkposition in verriegelnder Weise, sind die beiden Teilelemente 63, 65 fest aneinander in geschlossenem Zustand angeordnet. Um die beiden Teilelemente 63, 65 zu trennen, ist es möglich, die Schließarme 69, 71 in eine zweite, offene Schwenkposition zu verlagern, in welcher sie die Schließbolzen 73, 75 nicht mehr hintergreifen. Die beiden Teilelemente 63, 65 können dann auseinandergenommen beziehungsweise voneinander getrennt werden. Auf diese Weise ist es sehr einfach und ohne Schneiden möglich, den Vorformling von den Trennelementen 11 zu trennen.It is a locking mechanism 67 provided for connecting and disconnecting the sub-elements 63 . 65 is set up. This has here two pivotable locking arms, wherein a first locking arm 69 on the first subelement 63 pivotally hinged, with a second locking arm 71 on the second subelement 65 is hinged pivotally. The locking arms cooperate with locking bolts, in which case a first locking bolt 73 firmly on the second subelement 65 is arranged, wherein a second locking pin 75 firmly on the first subelement 63 is arranged. Behind the locking arms 69 . 71 their respective assigned locking pin 73 . 75 in a first pivotal position in a locking manner, the two sub-elements 63 . 65 firmly arranged together in the closed state. To the two sub-elements 63 . 65 It is possible to separate the locking arms 69 . 71 to relocate to a second, open pivot position, in which they the locking bolt 73 . 75 do not back up. The two subelements 63 . 65 can then be taken apart or separated from each other. In this way, it is very easy and without cutting possible, the preform of the separating elements 11 to separate.

Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe der Vorrichtung und des Verfahrens eine reibungsarme, verformungsfehlerarme, reproduzierbare und einfache Herstellung eines Vorformlings aus einer Mehrzahl von Faserlagen durch Umformen möglich ist.Overall, it is found that by means of the device and the method, a low-friction, low-deformation, reproducible and simple production of a preform from a plurality of fiber layers by forming is possible.

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings aus mindestens zwei Faserlagen (3, 5), mit folgenden Schritten: – Anordnen eines Trennelements (11, 13, 37) zwischen einer ersten Faserlage (3) und einer zweiten Faserlage (5), – Umformen der Faserlagen (3, 5) zu einem Vorformling, wobei das Trennelement (11, 13, 37) eine Mehrzahl von Piezo-Aktoren (17) aufweist, die zu Schwingungen angeregt werden.Process for producing a preform from at least two fiber layers ( 3 . 5 ), comprising the following steps: arranging a separating element ( 11 . 13 . 37 ) between a first fiber layer ( 3 ) and a second fiber layer ( 5 ), - reshaping the fiber layers ( 3 . 5 ) to a preform, wherein the separating element ( 11 . 13 . 37 ) a plurality of piezo actuators ( 17 ), which are excited to vibrate. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trennelement (11, 13, 37) verwendet wird, auf welchem die Piezo-Aktoren (17) in segmentierter Anordnung angeordnet sind. Method according to claim 1, characterized in that a separating element ( 11 . 13 . 37 ) on which the piezo actuators ( 17 ) are arranged in a segmented arrangement. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einzug der Faserlagen (3, 5) beim Umformen mithilfe einer Niederhalteeinrichtung (25) gesteuert wird, wobei die Niederhalteeinrichtung (25) eine Mehrzahl von lokalen Klemmelementen (31) aufweist, wobei die einzelnen, lokalen Klemmelemente (31) bevorzugt separat angesteuert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a collection of the fiber layers ( 3 . 5 ) during forming by means of a hold-down device ( 25 ), wherein the hold-down device ( 25 ) a plurality of local clamping elements ( 31 ), wherein the individual, local clamping elements ( 31 ) preferably be controlled separately. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Piezo-Aktoren (17) als lokale Klemmelemente (31) verwendet werden, und/oder dass wenigstens ein lokales Klemmelement (31) einen Zuganker (33) als Betätigungselement aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the piezo actuators ( 17 ) as local clamping elements ( 31 ), and / or that at least one local clamping element ( 31 ) a tie rod ( 33 ) As an actuating element. Vorrichtung zum Herstellen eines Vorformlings durch Umformen von mindestens zwei Faserlagen (3, 5), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Oberwerkzeug (7) und einem Unterwerkzeug (9), die gemeinsam eine Kavität zum Umformen der Faserlagen (3, 5) einschließen, und mit wenigstens einem Trennelement (11, 13, 37), das eingerichtet ist zur Anordnung zwischen den Faserlagen (3, 5) während der Umformung, wobei das Trennelement (11, 13, 37) eine Mehrzahl von Piezo-Aktoren (17) aufweist, die zu Schwingungen anregbar sind.Device for producing a preform by forming at least two fiber layers ( 3 . 5 ), in particular for carrying out a method according to one of claims 1 to 4, with an upper tool ( 7 ) and a lower tool ( 9 ), which together form a cavity for reshaping the fiber layers ( 3 . 5 ), and with at least one separating element ( 11 . 13 . 37 ), which is arranged for arrangement between the fiber layers ( 3 . 5 ) during the forming, wherein the separating element ( 11 . 13 . 37 ) a plurality of piezo actuators ( 17 ), which are excitable to vibrations. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (11, 13, 37) eine Vorformausnehmung (15) aufweist, wobei es eine Mehrzahl radial nach innen zu der Vorformausnehmung (15) hin abragende Zungen (21) aufweist, wobei die Zungen (21) die Vorformausnehmung (15) bevorzugt segmentartig umgeben.Contraption ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the separating element ( 11 . 13 . 37 ) a preforming recess ( 15 ), wherein a plurality of radially inwardly to the Vorformausnehmung ( 15 ) protruding tongues ( 21 ), wherein the tongues ( 21 ) the preforming recess ( 15 ) preferably surrounded in segments. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Niederhalteeinrichtung (25) aufweist, wobei die Niederhalteeinrichtung (25) eine Mehrzahl lokaler Klemmelemente (31) aufweist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 5 and 6, characterized in that the device ( 1 ) a hold-down device ( 25 ), wherein the hold-down device ( 25 ) a plurality of local clamping elements ( 31 ) having. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein das wenigstens eine Trennelement (11, 13, 37) randseitig haltendes Verstrebungselement (41) aufweist, wobei das Verstrebungselement (41) vorzugsweise ein Angriffelement (45) für einen Greifer aufweist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the device ( 1 ) the at least one separating element ( 11 . 13 . 37 ) edge-holding strut element ( 41 ), wherein the strut element ( 41 ) preferably an attack element ( 45 ) for a gripper. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (11, 13, 37) wenigstens ein Gelenk aufweist, wobei wenigstens zwei Teile des Trennelements um eine durch das Gelenk bestimmte Achse relativ zueinander schwenkbar sind.Contraption ( 1 ) according to one of claims 5 to 8, characterized in that the separating element ( 11 . 13 . 37 ) has at least one joint, wherein at least two parts of the separating element about an axis determined by the hinge are pivotable relative to each other. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (11, 13, 37) wenigstens zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein Verschlussmechanismus (67) zum Verbinden und Trennen von wenigstens zwei Teilelementen (63, 65) des Trennelements (11, 13, 37) vorgesehen ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 5 to 9, characterized in that the separating element ( 11 . 13 . 37 ) is formed at least in two parts, wherein a locking mechanism ( 67 ) for connecting and disconnecting at least two subelements ( 63 . 65 ) of the separating element ( 11 . 13 . 37 ) is provided.
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