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Es ist bekannt, dass insbesondere im Bereich der Fahrzeugindustrie Halbzeuge hergestellt werden sollen, welche einen Komponentenmix aus Fasern und einem Matrixmaterial aufweisen. Für solche Mehrkomponentenmaterialien sind unterschiedliche Herstellverfahren bekannt. Ein Herstellverfahren beinhaltet das Flechten solcher Fasern zu einem Halbzeug um einen Kern. Ein entsprechender Kern kann ein verbleibender Kern oder ein verlorener Kern sein und unterschiedlichste Querschnittsgeometrien aufweisen. Üblich ist es, das um einen runden, sich mitbewegenden Kern die entsprechenden Fasern, zum Beispiel Glasfasern oder Karbonfasern, gewickelt bzw. geflochten werden.
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Nachteilhaft bei den bekannten Flechtvorrichtungen ist es, dass eine Umlenkung zwischen einer Zuführrichtung der jeweiligen Faser und der Flechtrichtung bzw. Wickelrichtung um den Kern für die jeweilige Faser erfolgen muss. So sind üblicherweise Faserzuführvorrichtungen vorgesehen, um die einzelnen Faserstränge von außen, also in radialer Richtung, auf den Kern zuzuführen. Um in Flechtrichtung umgelenkt zu werden, sind üblicherweise Umlenkstellen vorgesehen, welche eine Winkelveränderung der Zuführrichtung bezogen auf den jeweiligen Faserstrang und den Kern durchführen. Durch diese Umlenkung kommt es zur mechanischen Krafteinwirkung auf den jeweiligen Faserstrang. Dabei sind insbesondere zwei Problemstellen zu betrachten. Zum einen wird durch die Umlenkung ein Teil des Querschnitts der Faser gestaucht und ein außen liegender Teil gestreckt. Je nach Stärke der Umlenkung, welche in Sonderfällen bis zu 90° betragen kann, kann dies bei manchen Fasern zur Schädigung führen, so dass solche Fasern für solche Flechtvorrichtungen nicht einsetzbar sind.
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Ein weiterer Nachteil ist die entstehende Reibung beim Entlanggleiten der Faserstränge an der jeweiligen Umlenkvorrichtung. So führt die Reibung zu einer weiteren mechanischen Beeinflussung und zu einer Wärmeentwicklung an den Fasersträngen, welche ebenfalls nachteilhaft sein können.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Prozessfähigkeit zu verbessern, die Flexibilität, die Fertigungsgeschwindigkeit und/oder die Schädigungsminimierung der Fasern zu erhöhen.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Flechtvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit Anspruch 1 beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit Unteransprüchen und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Eine erfindungsgemäße Flechtvorrichtung dient dem Flechten eines Halbzeugs aus Fasern um einen Kern. Hierfür weist die Flechtvorrichtung eine Faserzuführvorrichtung für die Zuführung von wenigstens zwei Fasersträngen aus unterschiedlichen radialen Richtungen auf den Kern auf. Eine erfindungsgemäße Flechtvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der Faserzuführvorrichtung und dem Kern zumindest eine Umlenkvorrichtung angeordnet ist. Diese Umlenkvorrichtung ist ausgebildet für ein Umlenken der zugeführten Faserstränge in eine im Wesentlichen axiale Richtung entlang des Kerns. Dabei weist die Umlenkvorrichtung für jeden Faserstrang einen Umlenkabschnitt auf und ist für einen gleitreibungsfreien Kontakt zwischen den Fasersträngen und den Umlenkabschnitten ausgebildet.
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Eine erfindungsgemäße Flechtvorrichtung bildet demnach die Funktionalität der Umlenkung der einzelnen Faserstränge weiter. So wird erfindungsgemäß eine Funktion erzielt, bei welcher unabhängig vom erzeugten und notwendigen Umlenkwinkel der einzelnen Faserstränge die Krafteinwirkung durch die Umlenkvorrichtung auf den jeweiligen Faserstrang reduziert wird.
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Mit anderen Worten wird sowohl die Erzeugung einer Reibung zwischen dem Faserstrang und dem jeweiligen Umlenkabschnitt als auch die mechanische Beeinflussung durch die tatsächliche Umlenkkraft durch die gleitreibungsfreie Kontaktierung verbessert. Unter einem gleitreibungsfreien Kontakt ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Kontakt zwischen Faserstrang und Umlenkabschnitt zu verstehen, welcher zwar reibungsbehaftet sein kann, jedoch in technischen Grenzen gleitreibungsfrei ausgebildet ist. Mit anderen Worten wird verhindert, dass eine reibungsbehaftete Gleitsituation zwischen dem jeweiligen Faserstrang einerseits und den Umlenkabschnitten andererseits ausgebildet wird. Dies kann durch unterschiedliche reale technische Lösungen erzielbar sein. So sind die später noch erläuterten bewegbaren Oberflächen eine Möglichkeit, einen gleitreibungsfreien Kontakt zur Verfügung zu stellen. Auch entsprechende gleitreduzierende Beschichtungen können hier unterstützend oder gleitreibungsfrei kontaktierend wirken. Eine weitere Möglichkeit, wie sie noch erläutert wird, ist es den gleitreibungsfreien Kontakt durch eine Reduktion der Berührungszeit zwischen den Fasersträngen und dem jeweiligen Umlenkabschnitt zu erzeugen.
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Eine erfindungsgemäße Flechtvorrichtung ist universell einsetzbar. So können unterschiedlichste Faserformen eingesetzt werden. Insbesondere handelt es sich bei solchen Fasern um Glasfasern, Karbonfasern, Aramidfasern, andere Kunststofffasern, insbesondere thermoplastische Fasern oder aber auch Naturfasern. Selbstverständlich kann auch jede andere Form von Fasern im erfindungsgemäßen Sinn für eine Flechtvorrichtung eingesetzt werden. In gleicher Weise können auch unterschiedliche Kerne einsetzbar sein. So sind solche Kerne sowohl Kerne, welche nach dem Einbringen eines Matrixmaterials in das Faserflechtwerk dort verbleiben, als auch sogenannte verlorene Kerne. Als Kerne kommen zum Beispiel Materialien wie Metall, Holz, Kunststoff oder Schaum infrage. Für verlorene Kerne können Sandkerne, Schaumkerne, Kunststoffkerne oder Eiskerne eingesetzt werden.
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In einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung oder einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung nachgeordnet kann ein Einbringen eines Matrixmaterials nach dem Flechten erfolgen. Ein solches Matrixmaterial durchtränkt das Flechtwerk der einzelnen Faserstränge und kann durch chemische und/oder thermische Einwirkung aushärten und damit das Halbzeug zu einem Bauteil finalisieren.
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Bei einer Flechtvorrichtung kann zusätzlich eine Fördervorrichtung vorgesehen sein, um den entsprechenden Kern entlang der Faserzuführrichtung am Kern zu führen. Damit werden sowohl die Faserstränge als auch der Kern in eine gemeinsame axiale Richtung bewegt, so dass der Kern innerhalb der geflochtenen Faserstränge verbleibt und zum Teil des Halbzeugs wird.
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Unter einer Zuführung von außen ist die radiale Zuführung auf den Kern zu verstehen. Dabei sind insbesondere alle spitzen Winkel als radiale Richtung auf den Kern zu zu verstehen, welche insbesondere in einem Bereich zwischen ca. 45° und ca. 90° liegen. Der Umlenkwinkel ist dabei der Winkel, welcher sich zwischen der Zuführrichtung auf die Umlenkvorrichtung und der Zuführrichtung auf den Kern zu einstellt. Je stärker die Umlenkung ist, umso kleiner wird der Umlenkwinkel je nach Messrichtung. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn durch die Umlenkvorrichtung der Faserstrang in eine Richtung umgelenkt wird, welche tangential tangierend an den Kern herangeführt wird.
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Eine Zuführvorrichtung in Form einer Faserzuführvorrichtung kann sowohl ziehend, als auch schiebend arbeiten. Auch eine Kombination der beiden Arbeitsweisen ist im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar. So können die einzelnen Faserstränge zum Beispiel von Vorratsrollen abgerollt werden, indem diese Vorratsrollen aktiv motorisch angetrieben werden. Auch ein Abziehen von passiven Vorratsrollen in ziehender Weise ist im Sinne der vorliegenden Erfindung als Faserzuführvorrichtung denkbar.
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Hinsichtlich der Positionsdefinition mit Bezug auf den Kern ist dieser eindeutig innerhalb der Flechtvorrichtung definiert. Ist eine Kernvorschubvorrichtung vorgesehen, so wird durch deren Anordnung die Positionierung des Kerns eindeutig, so dass die entsprechende Anordnung hinsichtlich der Positionierung für die Umlenkvorrichtung in Relation zu dem Kern eine Relation zur Kernvorschubvorrichtung ausbildet.
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Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung die Umlenkvorrichtung ringförmige Umlenkabschnitte, insbesondere kreisringförmige, aufweist und die Umlenkabschnitte in radialer Richtung, bezogen auf den Kern zwischen wenigstens zwei unterschiedlichen Positionen bewegbar gelagert sind. Die Umlenkabschnitte sind dabei vorzugsweise vollumfänglich um den Kern angeordnet. Dies führt dazu, dass die Umlenkabschnitte radial nach außen und nach innen bewegbar sind. Da üblicherweise die Umlenkposition für den jeweiligen Faserstrang radial an einer definierten Stelle erfolgt, können die beiden unterschiedlichen Positionen, also zwischen einer Kontaktposition mit dem Faserstrang einerseits und einer freien Position bezogen auf einen fehlenden Kontakt mit dem Faserstrang andererseits beschrieben werden. Eine Bewegung zwischen diesen beiden Positionen führt dazu, dass nur zu bestimmten Zeitpunkten während der Zuführung des jeweiligen Faserstrangs dieser in berührendem Kontakt mit dem jeweiligen Umlenkabschnitt steht. Wird eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit zwischen diesen unterschiedlichen Positionen eingesetzt, welche insbesondere in hochfrequenten Vibrationen durchgeführt wird, so führt dies dazu, dass nur in minimalen Zeitabschnitten, insbesondere im Millisekundenbereich, ein realer berührender Kontakt zwischen dem jeweiligen Umlenkabschnitt und dem jeweiligen Faserstrang vorliegt. Die Relativbewegung ist abhängig von der hohen Geschwindigkeit und basierend auf der sehr kurzen Berührungszeit dementsprechend kaum vorhanden, so dass für diese kurze Kontaktzeit keine oder nur eine sehr geringe Relativbewegung zwischen Umlenkabschnitt und Faserstrang durchgeführt wird. Damit kann unabhängig von der Oberfläche eine quasi stationäre Kontaktierung erzeugt werden, so dass ein Abgleiten und damit das Erzeugen einer Gleitreibung auf ein Minimum reduziert oder sogar gänzlich vermieden wird. Dies ist eine besonders kostengünstige und einfache Lösung, da die Umlenkabschnitte keinerlei zusätzliche mechanische Beeinflussung oder Umlenkfunktionalitäten aufweisen müssen.
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Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung die Umlenkvorrichtung einen Antrieb für die Bewegung der Umlenkabschnitte aufweist, insbesondere für einen Vibrationsantrieb zur Erzeugung einer vibrierenden Bewegung zwischen den wenigstens zwei unterschiedlichen Positionen ausgebildet ist. Darunter ist zu verstehen, dass eine hochfrequente Bewegung zwischen den unterschiedlichen Positionen möglich wird. Entsprechend ist die Umlenkvorrichtung bzw. der jeweilige ringförmige Umlenkabschnitt schwingend gelagert, so dass dieser Vibrationsantrieb durch die entsprechende Lagerung ausgebildet bzw. ergänzt wird. Die Reduktion der Kontaktzeiten ist damit noch stärker möglich, so dass die voranstehenden Vorteile mit höherer Wahrscheinlichkeit und in größerem Umfang erzielbar werden. Selbstverständlich kann eine Flechtvorrichtung diese Ausbildungsform auch mit den später noch beschriebenen weiteren technischen Lösungen kombiniert werden.
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Es kann weiter vorteilhaft sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung die Umlenkabschnitte eine um eine jeweilige Umlenkachse rotierbare Oberfläche aufweisen. Dabei können die Umlenkabschnitte rollenförmig oder tonnenförmig ausgebildet sein. Die jeweilige Oberfläche kann selbstverständlich auch Führungsabschnitte für die Führung der einzelnen Flechtstränge aufweisen. Das Umlenken erfolgt dementsprechend unter einer aktiven oder auch passiven Rotation der jeweiligen Oberfläche. So kann durch das Abziehen und die entsprechende Haftreibung zwischen dem Faserstrang und der Oberfläche des jeweiligen Umlenkabschnittes diese Rotation erzeugt werden. Auch ein aktives Rotieren und Anpassen der jeweiligen Geschwindigkeit für die Erzeugung des gleitreibungsfreien Kontaktes ist im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar. Dabei können die einzelnen Umlenkachsen selbstverständlich unterschiedliche Ausrichtungen für unterschiedliche Umlenkabschnitte vorsehen. Insbesondere sind solche Umlenkachsen umfänglich an dem jeweiligen Kern bzw. um den jeweiligen Kern verteilt, so dass aus unterschiedlichen radialen Richtungen mit jeweils einer eindeutig definierten Umlenkachse die entsprechende Umlenkung durchgeführt werden kann.
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Es kann weiter vorteilhaft sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung die Umlenkabschnitte in der Umlenkvorrichtung in radialer Richtung eine federnde Lagerung aufweisen. Darunter ist zu verstehen, dass im Wesentlichen senkrecht bzw. winkelhalbierend bezüglich auf dem Umlenkwinkel ein entsprechendes Ausweichen der Umlenkabschnitte gegen eine Federkraft erfolgen kann. Mit anderen Worten sind die Umlenkabschnitte in radialer Richtung auf den Kern zu mit einer federnden Lagerkraft beaufschlagt. Erzeugt nun zum Beispiel eine verstärkte Strangkraft in dem jeweiligen Faserstrang eine erhöhte Einwirkungskraft auf den Umlenkabschnitt, so kann ein Ausweichen gegen eine Erhöhung der Federkraft in der federnden Lagerung erfolgen. Mit anderen Worten wird auf diese Weise eine Kraftspitze beim Einwirken auf den Faserstrang reduziert bzw. gänzlich vermieden. Ein weiterer Vorteil kann durch die federnde Lagerung erreicht werden, da ein automatisches Anpassen an unterschiedlichste Kerngeometrien erfolgen kann. So kann bei einer federnden Lagerung der jeweilige Umlenkabschnitt kontaktierend am Kern angeordnet werden. Wird eine Umrüstung auf ein anderes Kernmaterial mit anderem Kerndurchmesser durchgeführt, so kann die federnde Lagerung automatisch diese kontaktierende Position auch bei geändertem Durchmesser einnehmen. Auch hochkomplexe Kerngeometrien, welche zum Beispiel Wellenabsätze oder stufenförmige Durchmesserveränderungen am Kern mit sich bringen, können durch die federnde Lagerung einfach und kostengünstig angepasst werden. Das kontaktierende Flechten an dem Kern kann somit in hochflexibler Weise und mit geringen und insbesondere automatischen Umrüstanpassungen erfolgen.
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Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung die Umlenkabschnitte eine entlang der Umlenkabschnitte jeweils bewegbare Oberfläche aufweisen. Darunter ist zu verstehen, dass die Oberfläche sich ähnlich einer rotierenden Oberfläche gleichzeitig und gemeinsam mit dem jeweiligen Faserstrang bewegen kann. Im Prinzip wird damit die Funktion eines Förderbandes erfüllt, wobei eine Kontaktposition den jeweiligen Faserstrang in Kontakt mit der Oberfläche bringt und eine gemeinsame Wegstrecke kontaktierend überschreitet. Zu einem zweiten davon beabstandeten Punkt löst sich der Faserstrang wieder von der sich mitbewegenden Oberfläche, so dass zwischen diesen beiden Punkten ausschließlich eine kontaktierende Berührung vorliegt und gerade keine Relativbewegung eine Gleitreibung erzeugen könnte. Dabei kann die bewegbare Oberfläche ähnlich einer rotierbaren Oberfläche sowohl passiv, als auch aktiv angetrieben sein. Durch die Haftreibung der Fasern kann dementsprechend ein passives Mitführen genauso erfindungsgemäß erzielt werden, wie ein aktiver Antrieb eine exakte Anpassung an die entsprechende Zuführgeschwindigkeit des jeweiligen Faserstrangs erlauben kann.
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Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung die bewegbare Oberfläche wenigstens ein Kontaktelement aufweist für eine Kontaktierung der Faserstränge beim Umlenken. Ein solches Kontaktelement dient dazu, den tatsächlichen berührenden Kontakt zwischen der bewegbaren Oberfläche und dem jeweiligen Faserstrang zu vermeiden oder hinsichtlich der geometrischen Erstreckung zu reduzieren. Kontaktelemente sind insbesondere mit einer entsprechenden faserschonenden Beschichtung versehen. So kann beispielsweise eine entsprechend bewegbare Oberfläche eine Vielzahl unterschiedlicher Kontaktelemente aufweisen, die insbesondere mit gleichmäßigem oder im Wesentlichen gleichmäßigem Abstand voneinander auf der Oberfläche angeordnet sind. Solche Elemente, die entsprechend segmentiert in Förderrichtung beabstandet angeordnet sind, sind insbesondere elastisch bzw. flexibel ausgebildet. Beim Kontaktieren der Faserstränge wird auf diese Weise eine zusätzliche elastische Federwirkung zur Verfügung gestellt, welche eine mechanische Beeinflussung und damit die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Faserstränge noch weiter reduzieren kann.
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Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung die Umlenkabschnitte wenigstens abschnittsweise eine reibungsreduzierende Beschichtung aufweisen. Dies sind insbesondere Beschichtungsmaterialien, welche Teflon aufweisen oder vollständig aus Teflon bestehen. Auch andere Oberflächenbearbeitungen können im Sinne der vorliegenden Erfindung als reibungsreduzierende Beschichtung verstanden werden. Solche Oberflächenstrukturen sind insbesondere dreidimensionale Oberflächenstrukturen und können in mechanisch bearbeiteter Weise in der entsprechenden Oberfläche der Umlenkabschnitte eingebracht worden sein.
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Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung die Umlenkabschnitte umfänglich um den Kern gleichmäßig oder im Wesentlichen gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Dies führt dazu, dass eine große Anzahl unterschiedlicher Faserstränge von unterschiedlichen radialen Richtungen auf den Kern zugeführt werden kann. Auch unterschiedlichste Flechtbilder können damit in einheitlicher Weise in hoher Komplexität kostengünstig und einfach erzielt werden. Mit Bezug auf den Kern ist hinsichtlich der umfänglichen Verteilung diese Position innerhalb der Flechtvorrichtung eindeutig definiert. Insbesondere handelt es sich beim Bezug zum Kern auf die entsprechend definierte Position durch eine Kernvorschubvorrichtung, sofern diese direkt als Teil einer Flechtvorrichtung ausgebildet ist.
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Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung die Umlenkabschnitte der Umlenkvorrichtung alle gleich oder im Wesentlichen gleich, insbesondere hinsichtlich ihrer geometrischen Erstreckung der Oberflächen, ausgebildet sind. Identische Umlenkabschnitte führen zu einer Reduktion der Komplexität der gesamten Vorrichtung. Darüber hinaus wird die gleiche Funktionalität für alle Faserstränge in einer Flechtvorrichtung zur Verfügung gestellt. Eine erhöhte Flexibilität bei reduzierter Komplexität ist ein entscheidender Vorteil dieser Ausführungsform.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
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1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung,
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2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung,
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3 die Ausführungsform der 2 in einer anderen Betriebsposition,
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4 die Ausführungsform der 2 und 3 in einer axialen Ansicht,
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5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung,
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6 die Ausführungsform der 5 in einer axialen Ansicht,
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7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung und
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8 die Ausführungsform der 7 in einer axialen Ansicht.
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In 1 ist schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung 10 dargestellt. Hier sind vier Faserzuführvorrichtungen 20 in Form von Zugrollen vorgesehen, welche auch als Vorratsrollen oder Speicherrollen jeweils einen Faserstrang 22 zur Verfügung stellen. Für jede Faserzuführvorrichtung 20 ist hier eine Umlenkvorrichtung 30 zur Verfügung gestellt, welche gleichzeitig auch die Umlenkabschnitte 32 zur Verfügung stellen. Hier erfolgt die entsprechende Umlenkung auf die mit Pfeilrichtung dargestellte Zuführrichtung auf den Kern 300, auf welchem die Fasern 200 aufgewickelt werden. Die Kombination aus Kern 300 und Fasern 200 bildet nun ein Halbzeug 100. Dabei kann der Kern 300 anschließend innerhalb des Halbzeugs 100 verbleiben, oder als verlorener Kern entfernt werden. Erfindungsgemäß ist bei dieser Ausführung innerhalb der Umlenkvorrichtung 30 eine gleitreibungsfreie Kontaktierung zwischen dem jeweiligen Faserstrang 22 und dem jeweiligen Umlenkabschnitt 32 vorgesehn, wie dies in den nachfolgenden Beispielen mit unterschiedlichen Ausführungsformen beschrieben wird.
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Die 2 bis 4 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung 10. Hierbei handelt es sich um eine Summe von ringförmigen, in diesem Fall kreisförmigen Umlenkabschnitten 32, welche als ein einziges Bauteil ausgebildet sind und in radialer Richtung zwischen zumindest zwei Maximalpositionen bewegbar sind. Diese beiden Maximalpositionen oder Endpositionen sind in den 2 und 3 dargestellt. Bei jeder dieser Endpositionen handelt es sich um eine Positionierung, bei welcher nur einer der Umlenkabschnitte 32 sich in kontaktierender Berührung mit einem der Faserstränge 22 befindet. In 2 ist dies der obere Umlenkabschnitt 32 und in 3 der untere Umlenkabschnitt 32. Zwischen diesen Positionen kann eine radiale Vibration erfolgen oder eine umlaufende Vibration, wie dies in der axialen Draufsicht durch die gestrichelten Darstellungen der Umlenkabschnitte 32 in der 4 dargestellt ist. Durch eine hochfrequente Antriebsmöglichkeit einer solchen Umlenkvorrichtung wird erzielt, dass die Berührungszeit zwischen dem jeweiligen Umlenkabschnitt 32 und dem Faserstrang 22 sich auf ein Minimum reduziert und insbesondere im Millisekundenbereich liegt. Auch bei hoher Zuführgeschwindigkeit der einzelnen Faserstränge wird damit eine quasi stationäre Kontaktierung und damit eine relativ bewegungsfreie Kontaktierung an dem jeweiligen Umlenkabschnitt 32 für den Faserstrang 22 möglich. Das Vermeiden der Gleitreibung führt zu den bereits mehrfach erläuterten Vorteilen.
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In den 5 und 6 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung 10 dargestellt. Hier handelt es sich um eine Ausbildung mit federnden Lagerungen 38 für jeden Umlenkabschnitt 32. Die einzelnen Umlenkabschnitte 32 sind hier mit Umlenkachsen 34 versehen, um welche die jeweilige Oberfläche 36 rotieren kann. Hier handelt es sich um walzenförmige bzw. tonnenförmige Ausbildungen der einzelnen Oberflächen, so dass hier ein Mitbewegen dieser Oberfläche 36 mit dem Faserstrang 22 erfolgen kann. Je nach Zugsituation, Krafteinwirkungssituation oder geometrischer Querschnittssituation des Kerns 300, kann nun eine automatische und flexible Anpassung an die jeweilige Belastungssituation erfolgen. Durch die Einstellung der Federkraft kann hier der Grad der Flexibilität mit geringerer Komplexitätssteigerung eingestellt werden bzw. erreicht werden.
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Die 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flechtvorrichtung 10. Hier wird ein Mitbewegen der Oberfläche 36 erzeugt, so dass zu einem radial außenliegenden Zeitpunkt bzw. Ort einer Kontaktierung zwischen der Oberfläche 36 und dem Faserstrang 22 erfolgt, und radial weiter innenliegend und in Förderrichtung nachgelagert diese Kontaktierung wieder aufgehoben wird. Zum Beispiel kann über eine Rollenlagerung und ein entsprechendes Förderband eine solche mitbewegende Oberfläche 36 in passiver oder aktiver Weise erzeugt werden. Bei der Ausführungsform der 7 und 8 ist zusätzlich noch auf jeder der Oberfläche 36 eine Vielzahl unterschiedlicher Kontaktelemente 37 angeordnet, welche die tatsächliche Kontaktierungsfläche durch die Segmentierung zum jeweiligen Faserstrang 22 weiter reduzieren. Auch dies führt zu den mehrfach erläuterten Vorteilen.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsform beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Flechtvorrichtung
- 20
- Faserzuführvorrichtung
- 22
- Faserstrang
- 30
- Umlenkvorrichtung
- 32
- Umlenkabschnitt
- 34
- Umlenkachse
- 36
- Oberfläche
- 37
- Kontaktelement
- 38
- federnde Lagerung
- 100
- Halbzeug
- 200
- Fasern
- 300
- Kern
