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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft Faserverbundbauteile mit Kantenschutz. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Faserverbundbauteilen, ein Fahrzeugstruktur-Faserverbundbauteil und ein Flugzeug.
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Technischer Hintergrund
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Im Fahrzeugbau und insbesondere im Flugzeugbau kommen immer öfter Faserverbundbauteile zum Einsatz. Diese enthalten üblicherweise verstärkende Fasern, zum Beispiel Kohlefasern oder Glasfasern, die in einer Matrix eingebettet sind.
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Faserverbundbauteile werden meist mit Übermaß gefertigt und anschließend endbearbeitet. Dies kann zum Beispiel realisiert werden, indem die Kanten des Faserverbundbauteils auf das korrekte Maß abgefräst werden. Dieses Fräsen bedeutet einen weiteren Fertigungsschritt beim Herstellen von Faserverbundbauteilen und kann daher mit einem erheblichen zeitlichen Aufwand verbunden sein.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, robustere Faserverbundbauteile herzustellen und den zeitlichen Aufwand sowie die Herstellungskosten zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen und nebengeordneten Ansprüche gelöst. Weiterbildungen und Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Faserverbundbauteilen. Das Verfahren umfasst den Schritt des Anbringens eines thermoplastischen oder elastomeren Kantenschutzes an eine Kante eines Faserverbundbauteils, bevor eine Matrix des Faserverbundbauteils ausgehärtet ist. Als weiteren Schritt weist das Verfahren den Schritt des Aushärtens der Matrix des den angebrachten Kantenschutz aufweisenden Faserverbundbauteils auf.
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Mit anderen Worten kann vor dem Aushärten der Matrix des Faserverbundbauteils eine kantenschützende Schicht (Kantenschutz) an die Kanten des Faserverbundbauteils angebracht werden, so dass die kantenschützende Schicht sich beim Aushärten der Matrix mit der Matrix verbindet. Auf diese Weise kann das Faserverbundbauteil endkonturgenau hergestellt werden und gleichzeitig können die Kanten des Faserverbundbauteils mit einem Schutz versehen werden. Auf diese Weise ist ein nachträgliches Fräsen des Bauteils, um das korrekte Maß zu erreichen, nicht erforderlich, so dass weniger Herstellungsschritte erforderlich sind und somit der Zeitaufwand reduziert und Kosten eingespart werden können. Ferner kann auch weniger Ausschuss durch Fehler bei der Endbearbeitung (zum Beispiel beim Fräsen) entstehen. Außerdem ist es auch nicht erforderlich, die Kanten des Faserverbundbauteils zusätzlich zu versiegeln, da der Kantenschutz auch eine versiegelnde Funktion übernehmen kann, so dass durch das Entfallen der Versiegelung zusätzlich Kosten eingespart werden können. Außerdem wird durch das Bereitstellen des Kantenschutzes die Robustheit des Faserverbundbauteils erhöht.
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Die Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass an den Kanten von unbearbeiteten bzw. nicht nachbearbeiteten Faserverbundbauteilen die Fasern des Faserverbundbauteils undefiniert auslaufen können. Dadurch können an den Kanten der Faserverbundbauteile unzureichend durch Fasern verstärkte Zonen mit einer höheren Harzanreicherung entstehen, welche die Eigenschaften der Bauteilkanten ungünstig beeinflussen können.
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Unter Faserverbundbauteilen können im Kontext der Erfindung Bauteile verstanden werden, die Faserverbundwerkstoffe aufweisen. Unter Faserverbundwerkstoffen können dabei Werkstoffe verstanden werden, die eine Matrix aufweisen, in denen verstärkende Fasern, zum Beispiel Kohlefasern oder Glasfasern, eingebettet sind. Das Faserverbundbauteil kann für unterschiedliche Anwendungen hergestellt werden, z. B. für Fahrzeuge, insbesondere Flugzeuge, Sportartikel, Medizinprodukte, insbesondere Prothesen, und industrielle Anlagen, insbesondere Windkraftanlagen.
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Die Fasern können dabei in mehreren Schichten in dem Faserverbundbauteil angeordnet sein. Beispielsweise können die Fasern als Matten oder als Halbzeug vorgesehen sein. Diese Fasermatten können beispielsweise vorimprägniert, das heißt mit anderen Worten in einer Matrix getränkt, oder trocken bereitgestellt sein. Unter der Kante des Faserverbundbauteils kann im Kontext der Erfindung ein Bereich des Faserverbundbauteils verstanden werden, in dem die Fasern auslaufen, das heißt, in dem die Faserenden angeordnet sind. Das heißt, dass die Kante durch die Endabschnitte der Fasern gebildet werden kann. Mit anderen Worten kann unter der Kante des Faserverbundbauteils eine Stirnseite des Faserverbundbauteils verstanden werden.
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Unter dem Kantenschutz kann eine zusätzliche Schicht an der Kante des Faserverbundbauteils verstanden werden, die an der Kante des Faserverbundbauteils angebracht wird und diese zum Beispiel vor Stößen schützt. Unter dem thermoplastischen oder elastomeren Kantenschutz kann verstanden werden, dass der Kantenschutz ein thermoplastisches oder ein elastomeres Material aufweist. Ferner kann der Kantenschutz in fester Form, in flüssiger Form oder in zähflüssiger Form bereitgestellt werden. Der Kantenschutz kann zum Beispiel in Form von Leisten bereitgestellt werden, die an die Kanten des Faserverbundbauteils angebracht werden, bevor die Matrix ausgehärtet ist. Der Kantenschutz kann jedoch auch in flüssiger bzw. zähflüssiger Form bereitgestellt werden und auf die Kanten des noch nicht ausgehärteten Faserverbundbauteils aufgespritzt oder mit anderen Mitteln angebracht werden. Beispielsweise kann der Kantenschutz auch in Pastenform bereitgestellt werden.
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Das Anbringen kann dabei unterschiedliche Arten des Anbringens des Kantenschutzes an die Kante des Faserverbundbauteils bezeichnen. Beispielsweise kann der Kantenschutz in Form von Leisten in eine Form zum Herstellen des Faserverbundbauteils eingelegt werden, wobei die Fasermatten des Faserverbundbauteils in einem späteren Schritt in die Form und an den Kantenschutz angelegt werden. Im Falle von trockenen Fasermatten kann anschließend die Matrix in die Form eingeleitet werden und ausgehärtet werden. Im Falle von vorimprägnierten Matten können die Matten erhitzt werden, so dass sich die Matrix, die in den Matten vorimprägniert ist, verflüssigt und beim anschließenden Aushärten die Fasermatten miteinander und mit dem Kantenschutz verbindet.
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Unter dem Anbringen des Kantenschutzes, bevor die Matrix des Faserverbundbauteils ausgehärtet ist, kann verstanden werden, dass der Kantenschutz an die Kante des Faserverbundbauteils angebracht wird, bevor die Matrix überhaupt in die Form eingeleitet wird. Ferner kann darunter verstanden werden, dass der Kantenschutz an die Kante des Faserverbundbauteils angebracht wird, bevor die Matrix, die in vorimprägnierten Fasermatten enthalten ist, verflüssigt und endgültig ausgehärtet wird. Das heißt, dass der Kantenschutz vor dem endgültigen Aushärten der Matrix des Faserverbundbauteils, bei dem das Faserverbundbauteil seine Form und seine Festigkeit erhält, an die Kante angebracht werden kann. Mit anderen Worten kann verstanden werden, dass die Matrix beim Aushärten der Matrix die Zwischenräume zwischen den einzelnen Faserschichten und dem Kantenschutz ausgefüllt hat, so dass das Faserverbundbauteil beim Aushärten der Matrix seine Form und seine Festigkeit erhält.
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Ferner können der Kantenschutz und die Matrix dadurch, dass der Kantenschutz vor dem Aushärten der Matrix an die Kante des Faserverbundbauteils angebracht wird, eine chemische Verbindung eingehen. Dies kann zum Beispiel beinhalten, dass ein Teil des Kantenschutzes aufgelöst wird und sich mit der Matrix verbindet. Im Gegensatz zum nachträglichen Aufkleben eines Kantenschutzes kann dieses gemeinsame Aushärten der Matrix mit dem Kantenschutz den Vorteil aufweisen, dass eine festere Verbindung zwischen Matrix und Kantenschutz entsteht.
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Die feste Verbindung zwischen Matrix und Kantenschutz kann sich von nachträglichen Ankleben des Kantenschutzes dahingehend abgrenzen, dass das Material des Kantenschutz sich zumindest teilweise mit der Matrix vermischt und/oder in die Matrix einvernetzt wird, so dass eine Übergangszone zwischen dem Kantenschutz und den Faserenden entsteht.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren die Schritte des Bereitstellens einer Form zum Herstellen des Faserverbundbauteils sowie des Anordnens des Kantenschutzes in Bereiche der Form, welche die Kanten des herzustellenden Faserverbundbauteils festlegen, auf. Ferner beinhaltet das Verfahren den Schritt des Anordnens von vorimprägnierten Fasermatten in die Form, wodurch der Kantenschutz an das Faserverbundbauteil angebracht wird, und den Schritt des Erhitzens des Kantenschutzes und der vorimprägnierten Fasermatten.
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Unter der Form können dem Fachmann bekannte Formen zum Herstellen von Faserverbundbauteilen verstanden werden. Die Form kann ferner Kantenbereiche aufweisen, die speziell dazu ausgelegt sind, um einen Kantenschutz darin anzuordnen. Die Bereiche der Form, welche die Kanten des herzustellenden Faserverbundbauteils festlegen, (Kantenbereiche) können Bereiche der Form bezeichnen, an denen die Fasern auslaufen bzw. an denen die Faserenden angeordnet werden. Unter den vorimprägnierten Fasermatten kann beispielsweise ein vorimprägniertes Halbzeug verstanden werden. Das heißt, dass die Fasermatten bzw. das Halbzeug in einer Matrix getränkt sein können. Beim Erhitzen der Fasermatten kann die darin imprägnierte Matrix verflüssigt werden und die Zwischenräume zwischen den Faserschichten sowie zwischen den Faserenden und dem Kantenschutz auffüllen. Ferner kann beim Erhitzen und/oder beim Abkühlen bzw. Aushärten der Matrix eine chemische Verbindung zwischen dem Kantenschutz und der Matrix entstehen.
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Auf diese Weise können robustere Faserverbundbauteile mittels vorimprägnierter Fasermatten endkonturgenau hergestellt werden.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren den Schritt des Bereitstellens einer Form zum Herstellen des Faserverbundbauteils sowie den Schritt des Anordnens des Kantenschutzes in Bereiche der Form, welche die Kanten des Formbauteils festlegen, auf. Ferner enthält das Verfahren den Schritt des Anordnens von trockenen Fasermatten in die Form, wodurch der Kantenschutz an das Faserverbundbauteil angebracht wird sowie den Schritt des Einleitens der flüssigen Matrix in die Form.
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Die Form kann die Merkmale aufweisen, die an anderen Stellen in der Beschreibung im Kontext einer Form zum Herstellen von Faserverbundbauteilen beschrieben sind. Unter der trockenen Fasermatte kann eine Fasermatte bzw. ein Halbzeug verstanden werden, die bzw. das nicht vorimprägniert ist. Das Anordnen des Kantenschutzes an das Faserverbundbauteil kann daher auch dann erfolgen, wenn das Faserverbundbauteil noch keine Matrix enthält bzw. wenn die Matrix noch in der vorimprägnierten Form in der Fasermatte ist.
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Unter dem Einleiten der flüssigen Matrix in die Form kann verstanden werden, dass die flüssige Matrix injiziert oder infiltriert wird. Das Infiltrieren der flüssigen Matrix kann zum Beispiel erfolgen, indem die Form, in der die Fasermatten angeordnet sind, vakuumisiert wird, so dass die Matrix eingesogen wird und sich in und zwischen den Fasermatten verteilt. Unter dem Injizieren kann verstanden werden, dass die Matrix mit Druck in die Form eingespritzt wird, so dass sie in den Fasermatten und zwischen den Fasermatten verteilt wird.
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Diese flüssige Matrix kann beispielsweise durch Erhöhen der Temperatur der Matrix oder durch Vermischen mit einem Katalysator ausgehärtet werden. Beispielsweise kann die Härtetemperatur der Matrix größer sein als die Einsatztemperatur der Matrix.
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Beim Einleiten der flüssigen Matrix in die Form, so dass diese mit den Fasermatten und dem Kantenschutz in Kontakt kommt, entsteht eine chemische Verbindung zwischen der Matrix und dem Kantenschutz.
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Auf diese Weise können robustere Faserverbundbauteile mittels trockener oder vorimprägnierter Fasermatten endkonturgenau hergestellt werden.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Faserverbundbauteil mehrere Faserschichten auf. Ferner bilden die Endabschnitte der Faserschichten die Kante des Faserverbundbauteils. Unter den Endabschnitten der Faserschichten können die Faserenden verstanden werden. Mit anderen Worten kann unter der Kante des Faserverbundbauteils die Stirnseite des Faserverbundbauteils verstanden werden.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren den Schritt des Aufspritzens des elastomeren Kantenschutzes auf die Kanten des Faserverbundbauteils auf, wodurch der Kantenschutz an das Faserverbundbauteil angebracht wird.
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Das Aufspritzen kann in der Form erfolgen, indem die Form eine Spritzeinrichtung zum Aufspritzen des Kantenschutzes aufweist.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Kantenschutz ein thermoplastisches Material auf, welches einen Temperaturbereich aufweist, in welchem der thermoplastische Kantenschutz verformbar ist. Außerdem ist der Temperaturbereich, in welchem das thermoplastische Material verformbar ist, mit einer Verarbeitungstemperatur der Matrix kompatibel.
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Dass der Temperaturbereich, in welchem das thermoplastische Material verformbar ist, und die Verarbeitungstemperatur der Matrix kompatibel sind, kann bedeuten, dass die Verarbeitungstemperatur der Matrix innerhalb des Temperaturbereichs, in dem das thermoplastische Material verformbar ist, liegt.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung liegt der Temperaturbereich oberhalb von 160°C, vorzugsweise oberhalb von 170°C, noch bevorzugter oberhalb von 180°C.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Matrix einen duromeren Kunststoff auf, wobei der Kantenschutz ein Kantenschutz aufweisend Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk ist.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Matrix einen duromeren Kunststoff auf, wobei der Kantenschutz ein Kantenschutz aufweisend Polyetherimid ist.
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Eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Faserverbundbauteilen für Fahrzeuge oder für Windkraftanlagen, welches die im Kontext der Erfindung beschriebenen Schritte aufweist.
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Das Fahrzeug kann dabei ein Automobil, ein Zug oder ein Flugzeug sein. Die Faserverbundbauteile können dabei Strukturbauteile eines Flugzeugs, insbesondere Stringer, Spanten, Flügelschalen oder Schalen von Höhen bzw. Seitenleitwerken sein.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeugstruktur-Faserverbundbauteil, welches Fasern aufweist, die in einer Matrix eingebettet sind. Ferner weist das Fahrzeugstruktur-Faserverbundbauteil eine durch Faserabschnitte der Fasern gebildete Kante sowie einen an der Kante angebrachten Kantenschutz auf. Dabei ist der Kantenschutz direkt mit der Matrix chemisch verbunden.
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Dabei kann das Fahrzeugstruktur-Faserverbundbauteil auch Merkmale aufweisen, die im Kontext des Verfahrens beschrieben sind.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung deckt der Kantenschutz die gesamte durch die Faserabschnitte gebildete Kante ab.
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Auf diese Weise ist einerseits die gesamte Kante stoßgeschützt und gleichzeitig versiegelt, so dass keine zusätzliche Versiegelung erforderlich ist.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Fahrzeugstruktur-Faserverbundbauteil eine Bauteiloberfläche auf. Dabei ragt der Kantenschutz über die Kante hinaus und deckt die Bauteiloberfläche des Faserverbundbauteils zumindest teilweise ab.
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Mit anderen Worten kann der Kantenschutz einen Wulst aufweisen, der über die Kante und auf den flächigen Bereich des Fahrzeugstruktur-Faserverbundbauteils hinausragt.
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Eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Fahrzeugstruktur-Faserverbundbauteil, welches mittels eines im Kontext der Erfindung beschriebenen Verfahrens hergestellt ist.
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Ein weiterer Aspekt betrifft ein Flugzeug mit einem im Kontext der Erfindung beschriebenen Faserverbundbauteil.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die 1A bis 1C zeigen verschiedene Produktionsschritte eines Faserverbundbauteils, das mit einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hergestellt wird.
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Die 2A und 2B zeigen die Herstellung eines Faserverbundbauteils mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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3 zeigt die Herstellung eines Faserverbundbauteils mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die 4A bis 4D zeigen jeweils eine Kante eines Verbundbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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5 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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6 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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7 zeigt eine Windkraftanlage mit einem Faserverbundbauteil gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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8 zeigt ein Flugzeug mit einem Faserverbundbauteil gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Figuren sind dabei schematisch und nicht maßstabsgetreu dargestellt. Sind in der nachfolgenden Beschreibung bezüglich verschiedener Figuren die gleichen Bezugszeichen angegeben, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente. Gleiche oder ähnliche Elemente können aber auch mit unterschiedlichen Bezugszeichen bezeichnet sein.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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In den 1A bis 1C sind unterschiedliche Produktionsschritte für die Herstellung eines Faserverbundbauteils 100 mit einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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In 1A ist ein erster Produktionsschritt dargestellt, in dem ein Faserverbundbauteil 100 bereitgestellt wird. Das Bauteil weist beispielsweise einen T-Querschnitt auf und stellt beispielsweise einen Spant oder einen Stringer eines Flugzeugrumpfs dar. Ferner weist das Faserverbundbauteil mehrere Faserschichten 101, 102 auf, die in einer Matrix 116 eingebettet sind. Außerdem weist das Faserverbundbauteil 100 mehrere Kanten 105, 106 und 107 auf. Die Kanten 105, 106 und 107 sind Bereiche des Faserverbundbauteils 100, an denen die Faserenden 103, 104 der Faserschichten 101 und 102 auslaufen. Das heißt, dass die Kanten 105, 106 und 107 die Stirnseiten des Faserverbundbauteils 100 darstellen. Außerdem ist ersichtlich, dass die Faserenden 103 und 104 an den Kanten ungleich bzw. undefiniert auslaufen, so dass Bereiche mit einer größeren Harzansammlung entstehen.
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Außerdem werden Kantenschutze 108, 109 und 110 für die Kanten 105, 106 und 107 bereitgestellt.
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Zwischen 1A und 1B erfolgt der Schritt 114 des Anbringens der Kantenschutze 108, 109 und 110 an die Kanten 105, 106 und 107 des Bauteils 100. Dieses Anbringen erfolgt dabei, bevor die Matrix 116 des Faserverbundbauteils 100 ausgehärtet ist. Beispielsweise kann dies erfolgen, indem die Kantenschutze 108, 109 und 110 in eine Form zum Herstellen des Faserverbundbauteils 100 angeordnet werden und dass anschließend die Fasermatten an die Kantenschutze 108, 109 und 110 angebracht werden.
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Zwischen 1B und 1C erfolgt der Schritt 115 des Aushärtens der Matrix des Faserverbundbauteils 100, so dass chemische Verbindungen 111, 112 und 113 zwischen der Matrix und den Kantenschutzen 108, 109 und 110 entstehen, so dass die Kantenschutze 108, 109 und 110 fest mit dem Faserverbundbauteil 100 verbunden sind.
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In den 2A und 2B ist die Herstellung eines Faserverbundbauteils mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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In 2A ist gezeigt, dass eine Form 200 zum Herstellen des Faserverbundbauteils bereitgestellt wird. Diese Form weist Bereiche 201 und 202 auf, welche die Kanten des herzustellenden Faserverbundbauteils festlegen. Das heißt, dass die Fasern der Fasermatten in den Bereichen 201 und 201 auslaufen. In den Bereichen 201 und 202 werden Kantenschutze 205 und 204, die beispielsweise in Leistenform bereitgestellt sind, ausgelegt. Anschließend werden Fasermatten 203 in der Form 200 angeordnet, so dass die Faserenden der Fasermatten an die Kantenschutze 204 und 205 anstoßen. Auf diese Weise werden die Kantenschutze 204 und 205 an das Faserverbundbauteil angeordnet. Die Fasermatten 203 können dabei vorimprägniert oder trocken sein.
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In 2B ist gezeigt, dass die Form mittels eines Schließelements 206, z. B. eines Deckels, geschlossen wird und dass im Falle von trockenen Fasermatten 203 eine Matrix 207 mittels Injektion oder Infiltration eingeleitet wird. Alternativ können die Fasermatten im Falle von vorimprägnierten Fasermatten erhitzt werden, so dass die darin vorimprägnierte Matrix die Zwischenräume zwischen den Fasermatten ausfüllt und die Fasermatten miteinander verbindet. Nach dem Abkühlen bzw. Aushärten der Matrix ist eine chemische Verbindung zwischen den Kantenschutzen 204 und 205 und der Matrix 207 des Faserverbundbauteils entstanden.
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In 3 ist die Herstellung eines Faserverbundbauteils gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In 3 ist gezeigt, dass eine Form 300 bereitgestellt wird, in der Fasermatten 301 angeordnet sind. In die Form wird ferner eine Matrix 306 eingeleitet. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass die Fasermatten vorimprägniert bzw. vorimprägniert sind, und dass die Matrix durch Erhitzen der Fasermatten verflüssigt wird und die Zwischenräume zwischen den Fasermatten ausfüllt. Außerdem ist dargestellt, dass ein flüssiger elastomerer Kantenschutz 302, 304 in den Kantenbereich eingespritzt wird, so dass Kantenschutze 303 und 305 an den Kanten bzw. auslaufenden Enden der Fasermatten 301 entstehen.
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In den 4A bis 4D sind Kanten von Faserverbundbauteilen, an denen jeweils ein Kantenschutz angeordnet ist, jeweils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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In 4A ist gezeigt, dass der Kantenschutz 403 die gesamte Kante 401 abdeckt. In 4B ist gezeigt, dass der Kantenschutz zusätzlich zur Kante 401 des Bauteils 400 auch die Bereiche 405 und 406 aufweist, die über die Kante hinausragen und die Bauteiloberfläche 402 zumindest teilweise abdecken. Mit anderen Worten weist der Kantenschutz 404 Wulste 405 und 506 auf, die über die Kante 401 hinausragen. In 4C ist gezeigt, dass der Kantenschutz 407 eine Ausnehmung 408 aufweist, in der die mittleren Fasern 409 des Faserverbundbauteils hineinragen, so dass der Kantenschutz 407 über diese mittleren Fasern 409 hinausragt. In 4D ist ein abgerundeter Kantenschutz 409 dargestellt, der zu einer abgerundeten Kante des Faserverbundbauteils 400 führt.
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In 5 ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundbauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Verfahren umfasst den Schritt S1 des Anbringens eines thermoplastischen oder elastomeren Kantenschutzes an eine Kante eines Faserverbundbauteils, bevor eine Matrix des Faserverbundbauteils ausgehärtet ist. Ferner beinhaltet das Verfahren den Schritt S2 des Aushärtens der Matrix des den angebrachten Kantenschutz aufweisenden Faserverbundbauteils.
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In 6 ist ein weiteres Flussdiagramm für ein Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Verfahren umfasst den Schritt S3 des Bereitstellens einer Form zum Herstellen des Faserverbundbauteils. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt S4 des Anordnens des Kantenschutzes in Bereiche der Form, welche die Kanten des herzustellenden Faserverbundbauteils festlegen. Das Verfahren umfasst ferner den Schritt S5 des Anordnens von vorimprägnierten Fasermatten in die Form, wodurch der Kantenschutz an das Faserverbundbauteil angebracht wird. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt S6 des Erhitzens des Kantenschutzes und der vorimprägnierten Fasermatten. Mit anderen Worten werden die Schritte S5 und S6 für das Erzeugen von Faserverbundbauteilen mittels vorimprägnierter Fasermatten durchgeführt.
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Im Falle von trockenen Fasermatten werden anstelle der Schritte S5 und S6 die folgenden Schritte S7 und S8 durchgeführt. Im Schritt S7 erfolgt das Anordnen von trockenen Fasermatten in die Form, wodurch der Kantenschutz an das Faserverbundbauteil angebracht wird und in Schritt S8 erfolgt das Einleiten der flüssigen Matrix in die Form. Anschließend folgt, auch wenn es nicht explizit dargestellt ist, der Schritt S2 des Aushärtens der Matrix.
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In 7 ist eine Windkraftanlage dargestellt, dessen Rotorblattschale 701 mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hergestellt ist.
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In 8 ist ein Flugzeug 800 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Flugzeug 800 weist Spanten 801 und Stringer 802 auf, die mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt sind. Ferner können auch das Höhenleitwerk 803, das Seitenleitwerk oder Flügelschalen Faserverbundbauteile aufweisen, die mittels eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hergestellt sind.
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Ergänzend sei darauf hinzuweisen, dass „umfassend” oder „aufweisend” keine anderen Elemente ausschließt und „ein” oder „einer” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele oder Ausführungsformen beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele oder Ausführungsformen verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
