DE102014222846A1 - Process for pultrusion Manufacture of fiber composite profile parts and fiber composite profile part - Google Patents

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Tobias Ströhlein
Matthias Nöthen
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Abstract

Verfahren zum mittels Pultrusion Herstellen von Faserverbundstoffprofilteilen (PT) sowie Faserverbundstoffprofilteil. Beim Verfahren werden mehrere Verstärkungsfasern (41) aus einem Faserspeicher (11) und mindestens zwei multiaxiale Faserstrukturen (50) aus einem Faserstrukturspeicher (12) gezogen, um diese längs des Faserverbundstoffprofils verlaufen zu lassen. Die Verstärkungsfasern und die Faserstrukturen werden nach einem vorgegebenen Querschnitt des Faserverbundstoffprofils zu einem Faserstrang (S) zusammengeführt, welcher in einer Imprägniereinrichtung (16) mit flüssigem Kunststoffmaterial imprägniert wird, das in einer Aushärteinrichtung (17) ausgehärtet wird, sodass das Faserverbundstoffprofil (P) ausgebildet wird. Das Faserverbundstoffprofil wird einer Konfektioniereinrichtung (20) zugeführt und darin in Faserverbundstoffprofilteile (PT) vorbestimmter Länge abgelängt. In einer Prüfeinrichtung (31) wird mittels Wirbelstroms eine Ist-Faserstrangstruktur des Faserstrangs (S) im ausgehärteten Kunststoffmaterial geprüft und mit einer Soll-Faserstrangstruktur verglichen. Für jedes Faserverbundstoffprofilteil wird ein Übereinstimmungsgrad mit der Soll-Faserstrangstruktur ermittelt. Die Konfektioniereinrichtung ordnet die Faserverbundstoffprofilteile jeweils einer ihrem jeweiligen Übereinstimmungsgrad zugeordneten Qualitätsstufe (PT1, PT2, PT3) einer Mehrzahl von unterschiedlichen Qualitätsstufen zu.Process for pultrusion Production of fiber composite profile parts (PT) and fiber composite profile part. In the method, a plurality of reinforcing fibers (41) are drawn from a fiber store (11) and at least two multi-axial fiber structures (50) are drawn from a fiber structure store (12) to extend along the fiber composite profile. The reinforcing fibers and the fiber structures are combined according to a predetermined cross-section of the fiber composite profile to a fiber strand (S), which is impregnated in an impregnating device (16) with liquid plastic material, which is cured in a curing device (17), so that the fiber composite profile (P) is formed becomes. The fiber composite profile is fed to a fabrication device (20) and cut into fiber composite profile parts (PT) of predetermined length. In an inspection device (31) an actual fiber strand structure of the fiber strand (S) is tested in the cured plastic material by means of eddy current and compared with a desired fiber strand structure. For each fiber composite profile part, a degree of correspondence with the desired fiber strand structure is determined. The fabrication device assigns the fiber composite profile parts in each case to a quality level (PT1, PT2, PT3) assigned to their respective degree of matching to a plurality of different quality levels.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum mittels Pultrusion Herstellen von Faserverbundstoffprofilteilen sowie ein Faserverbundstoffprofilteil, das mittels Pultrusion hergestellt ist. The invention relates to a method for pultrusion producing fiber composite profile parts and a fiber composite profile part, which is produced by pultrusion.

Ein Verfahren zum mittels Pultrusion Herstellen von Faserverbundstoffprofilteilen und ein mittels Pultrusion hergestelltes Faserverbundstoffprofilteil sind beispielsweise in DE 10 2011 105 858 A1 beschrieben. Bei solch einem üblichen Herstellungsverfahren für Faserverbundstoffprofilteile bzw. üblichen Faserverbundstoffprofilteilen können Qualitätsschwankungen im Prozess und bei den zugeführten Faserstrukturen als Halbzeugen zu einer hohen Ausschussrate führen und außerdem einen hohen erforderlichen Sicherheitsfaktor und damit Mehrgewicht für die Faserverbundstoffprofilteile bedingen. Dies kann sich z.B. im Automobilbau sowohl hinsichtlich der einzuhaltenden Karosseriefestigkeiten als auch hinsichtlich des gewünschten Leichtbaus als problematisch erweisen. A method for pultrusion producing fiber composite profile parts and a fiber composite profile part produced by pultrusion are, for example, in DE 10 2011 105 858 A1 described. In such a conventional manufacturing process for fiber composite profile parts or conventional fiber composite profile parts quality variations in the process and in the supplied fiber structures as semi-finished products can lead to a high reject rate and also cause a high required safety factor and thus additional weight for the fiber composite profile parts. This can prove to be problematic, for example in the automotive industry, both in terms of the body strength to be maintained and in terms of the desired lightweight construction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum mittels Pultrusion Herstellen von Faserverbundstoffprofilteilen sowie ein mittels Pultrusion hergestelltes Faserverbundstoffprofilteil bereitzustellen, so dass zumindest eine geringere Ausschussrate für die Faserverbundstoffprofilteile realisierbar ist. The invention has for its object to provide a method for pultrusion producing fiber composite profile parts as well as produced by pultrusion fiber composite profile part, so that at least a lower reject rate for the fiber composite profile parts can be realized.

Dies wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. einem Faserverbundstoffprofilteil gemäß Anspruch 9 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert. This is achieved by a method according to claim 1 or a fiber composite profile part according to claim 9. Further developments of the invention are defined in the respective dependent claims.

Der Erfindung liegt der Grundgedanke zugrunde, dass im Automobilbau identische Faserverbundstoffprofilteile, welche sowohl in Fahrzeugen kleiner Motorisierung (und damit geringerer Belastung) als auch in Fahrzeugen großer Motorisierung (und damit höherer Belastung) eingebaut werden, sich hinsichtlich ihrer Qualität unterscheiden dürfen. D.h., Faserverbundstoffprofilteile höherer Qualität könnten für Fahrzeuge großer Motorisierung eingesetzt werden und Faserverbundstoffprofilteile geringerer Qualität könnten für Fahrzeuge kleiner Motorisierung eingesetzt werden. Dies würde jedoch eine kontinuierliche Überwachung der Qualität der Faserverbundstoffprofilteile und eine entsprechende qualitative Einstufung erfordern. Mit der unterschiedlichen qualitativen Einstufung könnte die Ausschussrate gesenkt werden und mit der kontinuierlichen Überwachung der Qualität der Faserverbundstoffprofilteile könnte außerdem der erforderliche Sicherheitsfaktor gesenkt und damit das Gewicht der Faserverbundstoffprofilteile reduziert werden. The invention is based on the basic idea that identical fiber composite profile parts, which are installed both in vehicles with a small engine (and therefore lower load) and in vehicles with a large engine (and thus higher load), may differ in terms of their quality. That is, higher quality fiber composite profile parts could be used for large engine vehicles and lower quality fiber composite profile parts could be used for small engine vehicles. However, this would require continuous monitoring of the quality of the fiber composite profile parts and a corresponding qualitative classification. The difference in the qualitative rating could reduce the scrap rate and, by continuously monitoring the quality of the fiber composite section, could also reduce the required safety factor and thus reduce the weight of the fiber composite profile parts.

Nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zum mittels Pultrusion Herstellen von Faserverbundstoffprofilteilen werden eine Mehrzahl von Verstärkungsfasern kontinuierlich längs aus einem Faserspeicher gezogen, um diese monoaxial längs eines Faserverbundstoffprofils verlaufen zu lassen. Außerdem werden mindestens zwei multiaxiale Faserstrukturen als Halbzeuge kontinuierlich aus einem Faserstrukturspeicher bereitgestellt, um die Faserstrukturen längs des Faserverbundstoffprofils verlaufen zu lassen. Die Verstärkungsfasern und die Faserstrukturen werden entsprechend einem vorgegebenen Querschnitt des Faserverbundstoffprofils zu einem kontinuierlichen Faserstrang zusammengeführt. Der Faserstrang wird in einer Imprägniereinrichtung mit flüssigem Kunststoffmaterial imprägniert. Der imprägnierte Faserstrang wird einer Aushärteinrichtung zugeführt. Mittels der Aushärteinrichtung wird das im Faserstrang enthaltene Kunststoffmaterial ausgehärtet, so dass das Faserverbundstoffprofil ausgebildet wird. Schließlich wird das Faserverbundstoffprofil einer Konfektioniereinrichtung zugeführt. Mittels der Konfektioniereinrichtung wird das Faserverbundstoffprofil in Faserverbundstoffprofilteile vorbestimmter Länge abgelängt. According to a method according to the invention for pultrusion-producing fiber composite profile parts, a plurality of reinforcing fibers are continuously drawn longitudinally from a fiber storage to allow them to extend monoaxially along a fiber composite profile. In addition, at least two multi-axial fiber structures as semifinished products are continuously provided from a fiber structure memory to extend the fiber structures along the fiber composite profile. The reinforcing fibers and the fiber structures are combined into a continuous fiber strand according to a predetermined cross section of the fiber composite profile. The fiber strand is impregnated in an impregnating device with liquid plastic material. The impregnated fiber strand is fed to a curing device. By means of the curing device, the plastic material contained in the fiber strand is cured, so that the fiber composite profile is formed. Finally, the fiber composite profile is fed to a finishing device. By means of the confectioning device, the fiber composite profile is cut to length in fiber composite profile parts of predetermined length.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass in einer Prüfeinrichtung mittels Wirbelstroms eine Ist-Faserstrangstruktur des Faserstrangs im ausgehärteten Kunststoffmaterial kontinuierlich geprüft und mit einer vorbestimmten Soll-Faserstrangstruktur verglichen wird. Für jedes Faserverbundstoffprofilteil wird auf Basis des Vergleichsergebnisses ein Übereinstimmungsgrad mit der Soll-Faserstrangstruktur ermittelt. Die Konfektioniereinrichtung ordnet dann die Faserverbundstoffprofilteile jeweils einer ihrem jeweiligen Übereinstimmungsgrad zugeordneten Qualitätsstufe einer Mehrzahl von unterschiedlichen Qualitätsstufen zu. The inventive method is characterized in that in a test device by means of eddy current an actual fiber strand structure of the fiber strand in the cured plastic material continuously tested and compared with a predetermined target fiber strand structure. For each fiber composite profile part, a degree of agreement with the desired fiber strand structure is determined on the basis of the comparison result. The manufacturing device then assigns the fiber composite profile parts in each case to a quality level of a plurality of different quality levels assigned to their respective degree of matching.

Mit dieser qualitativen Einstufung bzw. Abstufung der Faserverbundstoffprofilteile können auch Teile verwendet werden, welche ansonsten als Ausschuss angesehen würden. Damit wird die Ausschussrate bei der Herstellung der Faserverbundstoffprofilteile gesenkt. Mit der kontinuierlichen Überwachung der Qualität der Faserverbundstoffprofilteile können grundlegende Qualitätsprobleme schnell erkannt werden und damit das Qualitätsniveau insgesamt angehoben werden. Der erforderliche Sicherheitsfaktor für die Dimensionierung der Faserverbundstoffprofilteile kann somit gesenkt und damit das Gewicht der Faserverbundstoffprofilteile reduziert werden. With this qualitative classification or grading of the fiber composite profile parts and parts can be used, which would otherwise be considered as a committee. This reduces the reject rate in the production of the fiber composite profile parts. By continuously monitoring the quality of the fiber composite profile parts, basic quality problems can be quickly identified and the overall quality level raised. The required safety factor for the dimensioning of the fiber composite profile parts can thus be reduced and thus the weight of the fiber composite profile parts can be reduced.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung definieren die Qualitätsstufen abgestufte mechanische Leistungsfähigkeiten der Faserverbundstoffprofilteile. Mit anderen Worten werden die Faserverbundstoffprofilteile je nach ihrem Übereinstimmungsgrad mit der Soll-Faserstrangstruktur einer mechanischen Leistungsfähigkeit wie insbesondere einer maximal für das jeweilige Faserverbundstoffprofilteil zulässigen Last zugeordnet. Damit können die Faserverbundstoffprofilteile z.B. in eine schwere Ausführung mit im Gutteilbereich höchster mechanischer Leistungsfähigkeit, eine mittlere Ausführung mit im Gutteilbereich mittlerer mechanischer Leistungsfähigkeit und eine leichte Ausführung mit im Gutteilbereich niedrigster mechanischer Leistungsfähigkeit und in Ausschussteile eingestuft werden. According to one embodiment of the invention, the quality levels define graded mechanical capabilities of the fiber composite profile parts. In other words, the fiber composite profile parts become different depending on their Matching degree with the target fiber strand structure of a mechanical performance as assigned in particular a maximum allowable for the respective fiber composite profile part load. Thus, the fiber composite profile parts can be classified eg in a heavy version with in the Gutteilbereich highest mechanical performance, a medium version with good mechanical strength in the Gutteilbereich and a lightweight design with in the Gutteilbereich lowest mechanical performance and in rejects.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen jeweils so bereitgestellt, dass sie aneinandergereihte identische Längenabschnitte mit jeweils längs variierender Struktur aufweisen, wobei jeder Längenabschnitt der Länge eines Faserverbundstoffprofilteils entspricht. Diese Gestaltung der multiaxialen Faserstrukturen beruht auf der Erkenntnis, dass ein längs variierender Lagenaufbau eines Faserverbundstoffprofilteils sowohl strukturtechnisch als auch gewichtstechnisch Vorteile mit sich bringt. Um diese Längenabschnitte mit jeweils längs variierender Struktur bereitzustellen, werden gemäß der Erfindung für die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen Sonderhalbzeuge mit jeweils intermittierendem Lagenaufbau verwendet. Diese Sonderhalbzeuge können sowohl in Gelege- als auch in Gewebetechnik hergestellt sein. Die längs variierende Struktur in jedem Faserverbundstoffprofilteil kann z.B. für eine gezielte Lasteinleitung und/oder zum Ausbilden von sich bei einem Fahrzeugcrash unterschiedlich verhaltenden Zonen am Faserverbundstoffprofilteil verwendet werden. According to a further embodiment of the invention, the at least two multiaxial fiber structures are each provided such that they have aligned identical length sections, each having a longitudinally varying structure, each length section corresponding to the length of a fiber composite profile section. This design of the multiaxial fiber structures is based on the finding that a longitudinally varying layer structure of a fiber composite profile part brings advantages both structurally and weight-wise. In order to provide these longitudinal sections, each with a longitudinally varying structure, according to the invention special semi-finished products each having an intermittent layer structure are used for the at least two multiaxial fiber structures. These special semi-finished products can be produced both in fabric and fabric technology. The longitudinally varying structure in each fiber composite profile part may be e.g. be used for a targeted load application and / or for forming different behaving zones in a vehicle crash on the fiber composite profile part.

Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung werden mittels der Prüfeinrichtung die Längenabschnitte der mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen erfasst und dadurch jeweilige Trennstellen für die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile erkannt, wobei die Konfektioniereinrichtung das Ablängen des Faserverbundstoffprofils in die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile auf Basis der erkannten Trennstellen durchführt. According to yet another embodiment of the invention, the length of the at least two multiaxial fiber structures is detected by means of the test device, thereby detecting respective separation points for the respective fiber composite profile parts, wherein the fabrication device cuts the fiber composite profile into the respective fiber composite profile parts on the basis of the detected separation points.

Durch die längs variierende Struktur der jeweils der Länge eines Faserverbundstoffprofilteils entsprechenden Längenabschnitte können in einer kontinuierlichen Aufzeichnung der wirbelstrombasierten Messergebnisse der Prüfeinrichtung sich entsprechend wiederholende Intervalle, an deren Grenzstellen jeweils die Trennstellen für die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile liegen, auf einfache Weise erkannt werden. As a result of the longitudinally varying structure of the length sections corresponding in each case to the length of a fiber composite profile part, in a continuous recording of the eddy current-based measurement results of the test device, correspondingly repeating intervals at whose boundary locations the separation points for the respective fiber composite profile sections lie can be easily recognized.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen jeweils so bereitgestellt, dass sie elektrisch leitfähige Kennfäden enthalten, welche ihre jeweiligen Längenabschnitte begrenzen, wobei die Prüfeinrichtung die Trennstellen für die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile durch Erfassen der Kennfäden erkennt. Bevorzugt sind die Kennfäden bzw. Tracerfäden aus Metall wie insbesondere Aluminium oder Kupfer hergestellt. Solche elektrisch leitfähigen Kennfäden sind mittels Wirbelstroms sehr exakt und mit geringem Aufwand detektierbar, wodurch auch die Erkennung der Trennstellen für die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile bei reduziertem Auswerteaufwand genauer durchgeführt werden kann. In accordance with yet another embodiment of the invention, the at least two multiaxial fiber structures are each provided to include electrically conductive cords defining their respective lengths, the inspection means detecting the separation points for the respective fiber composite profile parts by detecting the cords. The identification threads or tracer threads are preferably made of metal, in particular aluminum or copper. Such electrically conductive cords are detectable by means of eddy current very accurately and with little effort, whereby the detection of the separation points for the respective fiber composite profile parts can be carried out more accurately with reduced evaluation effort.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen so bereitgestellt, dass sie in jedem Längenabschnitt einen im Wesentlichen monoaxialen Bereich mit sich parallel zu den Verstärkungsfasern erstreckenden Fasern und einen im Wesentlichen multiaxialen Bereich mit sich parallel zu den Verstärkungsfasern erstreckenden Fasern und sich nicht parallel zu den Verstärkungsfasern erstreckenden Fasern aufweisen. According to one embodiment of the invention, the at least two multiaxial fiber structures are provided so as to have in each longitudinal section a substantially monoaxial region with fibers extending parallel to the reinforcing fibers and a substantially multiaxial region with fibers parallel to the reinforcing fibers and not parallel Having fibers to the reinforcing fibers.

Um die pultrudierten Faserverbundstoffprofilteile ideal auf das Lastverhalten bzw. das gewünschte Crashverhalten einzustellen, werden neben den insbesondere in Rovings bereitgestellten Verstärkungsfasern zur Verstärkung in Längsrichtung (Nullgradfasern) die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen als Sonderhalbzeuge mit intermittierendem Lagenaufbau verwendet. Beispielsweise können die Sonderhalbzeuge durchgängig eine dünne Schicht von Nullgradfasern (in Längsrichtung bzw. Abzugsrichtung) als "Prozessfäden" haben. Eine zweite Schicht kann in Längsrichtung in der Ausrichtung der Fasern variieren. Die zweite Schicht kann zur Realisierung des multiaxialen Bereichs eine erste Länge mit z.B. 80% der Fasern in Neunziggradausrichtung zur Längsrichtung (Neunziggradfasern) und anschließend zur Realisierung des monoaxialen Bereichs eine zweite Länge mit zusätzlich z.B. 80% Nullgradfasern aufweisen. Die 90°-Verstärkung mit den Neunziggradfasern kann dabei z.B. für eine Lasteinleitung oder zum Aufteilen des Crashverhaltens in zwei Zonen verwendet werden. In order to adjust the pultruded fiber composite profile parts ideally to the load behavior or the desired crash behavior, the at least two multiaxial fiber structures are used as special semi-finished products with intermittent layer construction in addition to the reinforcement fibers provided in particular in rovings for longitudinal reinforcement (zero grade fibers). For example, the special semi-finished products can consistently have a thin layer of zero-grade fibers (in the longitudinal or withdrawal direction) as "process threads". A second layer may vary in the longitudinal direction in the orientation of the fibers. The second layer may have a first length with e.g. 80% of the fibers in ninety degree orientation to the longitudinal direction (ninety degree fibers) and then to realize the monoaxial region a second length with in addition e.g. 80% zero grade fibers. The 90 ° gain with the ninety degree fibers may be e.g. be used for a load introduction or to split the crash behavior into two zones.

Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung werden die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen identisch bereitgestellt und im Faserstrang so zusammengeführt, dass sie sich bezüglich einer Längspositionierung ihrer jeweiligen Längenabschnitte überdecken. Die Prüfeinrichtung prüft im Rahmen der Überprüfung der Ist-Faserstrangstruktur einen Ist-Überdeckungsgrad der mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen und vergleicht diesen zur Ermittlung des Übereinstimmungsgrades für jedes Faserverbundstoffprofilteil mit einem vorbestimmten Soll-Überdeckungsgrad der Soll-Faserstrangstruktur. According to yet another embodiment of the invention, the at least two multiaxial fiber structures are identically provided and combined in the fiber strand such that they overlap with respect to a longitudinal positioning of their respective length sections. As part of the review of the actual fiber strand structure, the testing device checks an actual coverage of the at least two multiaxial fiber structures and compares this to determine the degree of agreement for each fiber composite profile part with a predetermined target coverage of the target fiber strand structure.

Um die o.g. strukturtechnischen Merkmale wie Lasteinleitungs- und Crashverhalten optimal erzielen zu können, ist es vorteilhaft, dass die Längspositionierung der Längenabschnitte wie oben definiert übereinstimmt. Gemäß der Erfindung wird daher unter Einbeziehung des Überdeckungsgrades in den Übereinstimmungsgrad eine noch bessere Qualitätsprüfung bzw. qualitative Einstufung der Faserverbundstoffprofilteile gewährleistet. In order to be able to optimally achieve the abovementioned structural features such as load initiation and crash behavior, it is advantageous that the longitudinal positioning of the longitudinal sections coincides as defined above. According to the invention, an even better quality inspection or qualitative classification of the fiber composite profile parts is therefore ensured, taking into account the degree of coverage in the degree of agreement.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen im Faserstrang so zusammengeführt, dass die eine multiaxiale Faserstruktur in eine innerste Lage des Faserverbundstoffprofils integriert ist und die andere multiaxiale Faserstruktur in eine äußerste Lage des Faserverbundstoffprofils integriert ist. Dieser Ausgestaltung der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es sowohl strukturmechanisch als auch prozesstechnisch vorteilhaft ist, die als Sonderhalbzeuge ausgebildeten mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen im Faserverbundstoffprofil bzw. den daraus gewonnenen Faserverbundstoffprofilteilen als äußerste und innerste Lagen anzuordnen. According to a further embodiment of the invention, the at least two multiaxial fiber structures in the fiber strand are brought together so that one multiaxial fiber structure is integrated into an innermost layer of the fiber composite profile and the other multiaxial fiber structure is integrated into an outermost layer of the fiber composite profile. This refinement of the invention is based on the finding that it is advantageous both structurally and process-technically to arrange the at least two multiaxial fiber structures formed as special semi-finished products in the fiber composite profile or the fiber composite profile parts obtained therefrom as outermost and innermost layers.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet die Prüfeinrichtung zum Prüfen der Ist-Faserstrangstruktur des Faserstrangs im ausgehärteten Kunststoffmaterial außerdem Ultraschall. Mit anderen Worten wird gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung für jedes Faserverbundstoffprofilteil der Übereinstimmungsgrad mit der Soll-Faserstrangstruktur auf Basis der Auswertung von sowohl der wirbelstrombasierten als auch der ultraschallbasierten Prüfung ermittelt. Dies erhöht die Genauigkeit der qualitätsmäßigen Einstufung der jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile. According to yet another embodiment of the invention, the testing device also uses ultrasound to test the actual fiber strand structure of the fiber strand in the cured plastic material. In other words, according to this embodiment of the invention, the degree of correspondence with the desired fiber strand structure is determined for each fiber composite profile part on the basis of the evaluation of both the eddy current-based and the ultrasound-based test. This increases the accuracy of the quality rating of the respective fiber composite profile parts.

Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung wird das Prüfen der Ist-Faserstrangstruktur des Faserstrangs an dem Faserverbundstoffprofil durchgeführt, bevor das Faserverbundstoffprofil in die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile abgelängt wird. Dadurch lässt sich die Prüfung hervorragend inline bzw. online als kontinuierliche Prüfung in den kontinuierlichen Herstellungsprozess integrieren. According to yet another embodiment of the invention, testing of the actual fiber strand structure of the fiber strand is performed on the fiber composite profile before the fiber composite profile is cut into the respective fiber composite profile parts. As a result, the test can be perfectly integrated inline or online as a continuous test into the continuous manufacturing process.

Im Fazit wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung das aus der Prüftechnik bekannte Wirbelstromprüfverfahren, welches z.B. in DE 38 27 229 A1 und in EP 1 387 166 A2 beschrieben ist, zur Detektion der Sonderhalbzeugvariationen in der Pultrusion kombiniert. Insbesondere wird ein Wirbelstromprüfkopf oder werden mehrere Wirbelstromprüfköpfe, der/die ein an die Sonderhalbzeugvariationen angepasstes Wirbelstromarray erzeugt bzw. erzeugen, in eine Pultrusionslinie integriert und wird ein Ausgangssignal jedes Wirbelstromprüfkopfs aufgezeichnet und insbesondere zum Ansteuern einer Trenneinrichtung (z.B. einer Säge) der Konfektioniereinrichtung verwendet. In conclusion, according to one embodiment of the invention, the eddy current testing method known from testing technology, which is known, for example, in US Pat DE 38 27 229 A1 and in EP 1 387 166 A2 is described, combined for the detection of Sonderhalbzeugvariationen in pultrusion. In particular, an eddy current probe or a plurality of eddy current probes generating an eddy current array adapted to the special semifinished product variations is integrated into a pultrusion line and an output of each eddy current probe is recorded and used in particular for driving a separator (eg a saw) of the assembler.

Mit einem Wirbelstromprüfkopf der neuesten Generation, wie er beispielsweise vom Institut für zerstörungsfreie Prüfverfahren der Fraunhofer-Gesellschaft entwickelt wurde, können online auch Fehler wie fehlende Rovings, Ondulationen in den Halbzeugen sowie Variationen im Faservolumengehalt mitbestimmt werden. Dadurch kann in Summe die Qualität und insbesondere die mechanische Leistungsfähigkeit der Faserverbundstoffprofilteile wesentlich besser und online überwacht bzw. berechnet werden und kann deren qualitätsmäßige Einstufung durchgeführt werden. In Kombination mit weiteren Sensoren wie insbesondere Ultraschallköpfen kann die mechanische Leistungsfähigkeit der hergestellten Faserverbundstoffprofilteile noch besser online überwacht bzw. berechnet werden und die qualitätsmäßige Einstufung dieser durchgeführt werden. With an eddy current probe of the latest generation, as developed for example by the Institute for Non-Destructive Testing of the Fraunhofer-Gesellschaft, errors such as missing rovings, undulations in the semi-finished products and variations in the fiber volume content can also be determined online. As a result, overall the quality and in particular the mechanical performance of the fiber composite profile parts can be monitored and calculated much better and online and their quality classification can be carried out. In combination with other sensors, such as in particular ultrasonic heads, the mechanical performance of the fiber composite profile parts produced can be better monitored online or calculated and the quality classification of these are performed.

Aus der obigen Beschreibung lässt sich auch einen erfindungsgemäßes Faserverbundstoffprofilteil entnehmen, das mittels Pultrusion hergestellt ist und das eine Mehrzahl von monoaxial längsverlaufenden Verstärkungsfasern und mindestens zwei multiaxiale Faserstrukturen hat, von denen eine in eine innerste Lage des Faserverbundstoffprofilteils integriert ist und die andere in eine äußerste Lage des Faserverbundstoffprofilteils integriert ist. Gemäß der Erfindung weisen die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen jeweils eine längs des Faserverbundstoffprofilteils variierende Struktur auf. From the above description can also be taken a fiber composite profile member according to the invention, which is made by pultrusion and which has a plurality of monoaxially longitudinal reinforcing fibers and at least two multiaxial fiber structures, one of which is integrated into an innermost layer of the fiber composite profile part and the other in an outermost layer the fiber composite profile part is integrated. According to the invention, the at least two multi-axial fiber structures each have a structure varying along the fiber composite profile part.

Gemäß der Erfindung kann, wie oben mit Bezug auf das Herstellungsverfahren beschrieben, die längs des Faserverbundstoffprofilteils variierende Struktur z.B. in einem kontinuierlichen Faserverbundstoffprofil mittels einer Prüfeinrichtung unter Nutzung von Wirbelstrom und ggf. Ultraschall erfasst werden, wodurch Trennstellen für die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile erkannt werden können. Neben der Erleichterung des Ablängens des Faserverbundstoffprofils in die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile ermöglichen diese Trennstellen auch eine wie oben mit Bezug auf das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren beschriebene qualitative Einstufung bzw. Abstufung der Faserverbundstoffprofilteile. Damit können auch Faserverbundstoffprofilteile eines kontinuierlichen Faserverbundstoffprofils verwendet werden, welche ansonsten als Ausschuss angesehen würden, womit die Ausschussrate bei der Herstellung der Faserverbundstoffprofilteile gesenkt wird. According to the invention, as described above with respect to the manufacturing method, the structure varying along the fiber composite profile part may be e.g. be detected in a continuous fiber composite profile by means of a test device using eddy current and possibly ultrasound, whereby separation points for the respective fiber composite profile parts can be detected. In addition to facilitating the cutting of the fiber composite profile into the respective fiber composite profile parts, these separation points also enable a qualitative classification or grading of the fiber composite profile parts as described above with reference to the production method according to the invention. Thus, fiber composite profile members of a continuous fiber composite profile which would otherwise be considered scrap may also be used, thus lowering the reject rate in the manufacture of the fiber composite profile members.

Der längs variierende Lagenaufbau des Faserverbundstoffprofilteils bringt außerdem sowohl strukturtechnisch als auch gewichtstechnisch Vorteile mit sich. Gemäß der Erfindung werden für die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen Sonderhalbzeuge mit jeweils intermittierendem Lagenaufbau verwendet. Diese Sonderhalbzeuge können sowohl in Gelege- als auch in Gewebetechnik hergestellt sein. Die längs variierende Struktur in jedem Faserverbundstoffprofilteil kann neben der o.g. Erkennung von Trennstellen z.B. für eine gezielte Lasteinleitung und/oder zum Ausbilden von sich bei einem Fahrzeugcrash unterschiedlich verhaltenden Zonen am Faserverbundstoffprofilteil vorgesehen sein. The longitudinally varying layer structure of the fiber composite profile part also brings structural advantages as well as weight advantages with it. According to the invention, for the at least two multiaxial fiber structures Special semi-finished products used with intermittent layer structure. These special semi-finished products can be produced both in fabric and fabric technology. The longitudinally varying structure in each fiber composite profile part can be provided in addition to the above-mentioned detection of separation points, for example, for a targeted load application and / or for forming in a vehicle crash differently behaving zones on the fiber composite profile part.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die längs des Faserverbundstoffprofilteils variierende Struktur einen im Wesentlichen monoaxialen Bereich mit sich parallel zu den Verstärkungsfasern erstreckenden Fasern und einen im Wesentlichen multiaxialen Bereich mit sich parallel zu den Verstärkungsfasern erstreckenden Fasern und sich nicht parallel zu den Verstärkungsfasern erstreckenden Fasern. According to one embodiment of the invention, the structure varying along the fiber composite profile part comprises a substantially monoaxial region with fibers extending parallel to the reinforcing fibers and a substantially multiaxial region with fibers extending parallel to the reinforcing fibers and fibers not extending parallel to the reinforcing fibers.

Um die pultrudierten Faserverbundstoffprofilteile ideal auf das Lastverhalten bzw. das gewünschte Crashverhalten einzustellen, sind neben den insbesondere in Rovings bereitgestellten Verstärkungsfasern zur Verstärkung in Längsrichtung (Nullgradfasern) die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen als Sonderhalbzeuge mit intermittierendem Lagenaufbau vorgesehen. Beispielsweise können die Sonderhalbzeuge durchgängig eine dünne Schicht von Nullgradfasern (in Längsrichtung bzw. Abzugsrichtung) als "Prozessfäden" haben. Eine zweite Schicht kann in Längsrichtung in der Ausrichtung der Fasern variieren. Die zweite Schicht kann zur Realisierung des multiaxialen Bereichs eine erste mit z.B. 80% der Fasern in Neunziggradausrichtung zur Längsrichtung (Neunziggradfasern) und anschließend zur Realisierung des monoaxialen Bereichs eine zweite Länge mit zusätzlich z.B. 80% Nullgradfasern aufweisen. Die 90°-Verstärkung mit den Neunziggradfasern kann dabei z.B. für eine Lasteinleitung oder zum Aufteilen des Crashverhaltens in zwei Zonen vorgesehen sein. In order to adjust the pultruded fiber composite profile parts ideally to the load behavior or the desired crash behavior, the at least two multiaxial fiber structures are provided as special semifinished products with intermittent layer structure in addition to the reinforcement fibers provided in particular for rovings for longitudinal reinforcement (zero grade fibers). For example, the special semi-finished products can consistently have a thin layer of zero-grade fibers (in the longitudinal or withdrawal direction) as "process threads". A second layer may vary in the longitudinal direction in the orientation of the fibers. The second layer can be a first with e.g. 80% of the fibers in ninety degree orientation to the longitudinal direction (ninety degree fibers) and then to realize the monoaxial region a second length with in addition e.g. 80% zero grade fibers. The 90 ° gain with the ninety degree fibers may be e.g. be provided for a load application or for splitting the crash behavior in two zones.

Bevorzugt sind die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen des Faserverbundstoffprofilteils identisch ausgebildet und überdecken sich längs des Faserverbundstoffprofilteils bezüglich ihrer variierenden Struktur. Preferably, the at least two multiaxial fiber structures of the fiber composite profile part are formed identically and overlap along the fiber composite profile part with respect to their varying structure.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen jeweils über die gesamte Länge des Faserverbundstoffprofilteils und enthalten an jeweiligen Längsenden des Faserverbundstoffprofilteils jeweils elektrisch leitfähige Kennfäden. Bevorzugt sind die Kennfäden bzw. Tracerfäden aus Metall wie insbesondere Aluminium oder Kupfer hergestellt. Solche elektrisch leitfähigen Kennfäden sind mittels Wirbelstroms sehr exakt und mit geringem Aufwand wie oben erwähnt detektierbar. According to a further embodiment of the invention, the at least two multiaxial fiber structures each extend over the entire length of the fiber composite profile part and each contain electrically conductive characteristic threads at respective longitudinal ends of the fiber composite profile part. The identification threads or tracer threads are preferably made of metal, in particular aluminum or copper. Such electrically conductive characteristic filaments are detectable by means of eddy current very precisely and with little effort as mentioned above.

Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung – soweit dies technisch sinnvoll ist – beliebig miteinander kombiniert sein können. The invention expressly extends to such embodiments, which are not given by combinations of features of explicit back references of the claims, whereby the disclosed features of the invention - as far as is technically feasible - can be combined with each other.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben werden. In the following, the invention will be described with reference to preferred embodiments and with reference to the accompanying figures.

1 zeigt eine schematische Ansicht einer Pultrusionslinie zum Herstellen von Faserverbundstoffprofilteilen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1 shows a schematic view of a pultrusion line for producing fiber composite profile parts according to an embodiment of the invention.

2 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht einer auf einer Rolle bereitgestellten bandförmigen multiaxialen Faserstruktur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 2 shows a perspective schematic view of provided on a roll band-shaped multi-axial fiber structure according to an embodiment of the invention.

3 zeigt eine schematische Längsschnittansicht eines Längenabschnitts der multiaxialen Faserstruktur von 2. 3 shows a schematic longitudinal sectional view of a length portion of the multiaxial fiber structure of 2 ,

4 zeigt eine schematische Längsschnittansicht eines Längenabschnitts einer bandförmigen multiaxialen Faserstruktur gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 4 shows a schematic longitudinal sectional view of a length portion of a band-shaped multi-axial fiber structure according to another embodiment of the invention.

5 zeigt eine perspektivische schematische Teilansicht eines Faserverbundstoffprofilteils gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 5 shows a perspective schematic partial view of a fiber composite profile member according to an embodiment of the invention.

6 zeigt zwei Aufzeichnungsdiagramme in Bezug auf multiaxiale Faserstrukturen eines Faserverbundstoffprofils gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 6 Figure 2 shows two recording diagrams relating to multi-axial fiber structures of a fiber composite profile according to one embodiment of the invention.

7 zeigt zwei Diagramme zur qualitativen Einstufung von Faserverbundstoffprofilteilen. 7 shows two diagrams for the qualitative classification of fiber composite profile parts.

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 ein Verfahren (im Folgenden Herstellungsverfahren genannt) zum mittels Pultrusion Herstellen von Faserverbundstoffprofilteilen PT aus einem kontinuierlich erzeugten Faserverbundstoffprofil P sowie aus dem kontinuierlich erzeugten Faserverbundstoffprofil P hergestellte Faserverbundstoffprofilteile PT gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden. Die Faserverbundstoffprofilteile PT sind insbesondere zur Verwendung im Automobilbau vorgesehen. The following are with reference to the 1 to 7 a method (hereinafter referred to as manufacturing method) for pultrusion fiber composite profile parts PT from a continuously produced fiber composite profile P and from the continuously generated fiber composite profile P produced fiber composite profile parts PT are described according to embodiments of the invention. The fiber composite profile parts PT are intended in particular for use in the automotive industry.

Zur Herstellung der Faserverbundstoffprofilteile PT und zur Durchführung des pultrusionsbasierten Herstellungsverfahrens ist eine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgebildete Pultrusionslinie 1 vorgesehen, welche in 1 in schematischer Ansicht gezeigt ist. For the production of the fiber composite profile parts PT and for carrying out the pultrusion-based production method, one according to an embodiment of the invention is formed Pultrusionslinie 1 provided, which in 1 is shown in schematic view.

Die Pultrusionslinie 1 weist eine Speicheranordnung 10, eine Ausricht-und-Vorform-Einrichtung 15, eine Imprägniereinrichtung 16, eine Aushärteinrichtung 17, eine Fördereinrichtung 18, eine Konfektioniereinrichtung 20 und eine Steuereinrichtung 30 auf. The pultrusion line 1 has a memory arrangement 10 , an alignment and preforming device 15 , an impregnating device 16 , a curing device 17 , a conveyor 18 , a finishing device 20 and a controller 30 on.

Die Speicheranordnung 10 umfasst einen Faserspeicher 11 mit einer Mehrzahl von Faserspulen (nicht dargestellt), auf denen aus mehreren gebündelten Verstärkungsfasern 41 gebildete jeweilige Rovings 40 aufgespult sind. Aus dem Faserspeicher 11 können somit bei der Herstellung der Faserverbundstoffprofilteile PT mehrere Rovings 40, die jeweils eine Mehrzahl von Verstärkungsfasern 41 enthalten, längs herausgezogen werden, um diese monoaxial längs des kontinuierlichen Faserverbundstoffprofils P (in Längsrichtung LR der Pultrusionslinie 1 bzw. des Faserverbundstoffprofils P) verlaufen zu lassen. The memory arrangement 10 includes a fiber storage 11 with a plurality of fiber spools (not shown) on which a plurality of bundled reinforcing fibers 41 formed respective rovings 40 are wound up. From the fiber storage 11 Thus, in the production of the fiber composite profile parts PT more rovings 40 each comprising a plurality of reinforcing fibers 41 are longitudinally pulled out to be monoaxially along the continuous fiber composite profile P (in the longitudinal direction LR of the pultrusion line 1 or of the fiber composite profile P).

Die Speicheranordnung 10 umfasst außerdem einen Faserstrukturspeicher 12 mit einer Mehrzahl von Faserstrukturrollen 13 (siehe 2), auf denen jeweilige bandförmige multiaxiale Faserstrukturen 50 als Sonderhalbzeuge aufgerollt sind. Diese multiaxialen Faserstrukturen 50 (Sonderhalbzeuge) können dabei sowohl in Gelege- als auch in Gewebetechnik hergestellt sein. Aus dem Faserstrukturspeicher 12 können somit bei der Herstellung der Faserverbundstoffprofilteile PT mehrere multiaxiale Faserstrukturen 50 längs herausgezogen werden, um diese längs des kontinuierlichen Faserverbundstoffprofils P (in Längsrichtung LR der Pultrusionslinie 1 bzw. des Faserverbundstoffprofils P) verlaufen zu lassen. The memory arrangement 10 also includes a fiber structure memory 12 with a plurality of fiber structure rollers 13 (please refer 2 ), on which respective band-shaped multiaxial fiber structures 50 rolled up as special semi-finished products. These multiaxial fiber structures 50 (Special semi-finished products) can be produced both in jelly and in tissue technology. From the fiber structure storage 12 Thus, in the production of the fiber composite profile parts PT, a plurality of multiaxial fiber structures 50 be pulled out longitudinally so as to extend along the continuous fiber composite profile P (in the longitudinal direction LR of the pultrusion line 1 or of the fiber composite profile P).

Die Ausricht-und-Vorform-Einrichtung 15 ist vorgesehen, um bei der Herstellung der Faserverbundstoffprofilteile PT die die Verstärkungsfasern 41 enthaltenden Rovings 40 und die multiaxialen Faserstrukturen 50 durch Ausrichten und Vorformen entsprechend einem vorgegebenen Querschnitt des Faserverbundstoffprofils P zu einem Faserstrang S zusammenzuführen. Die Imprägniereinrichtung 16 ist vorgesehen, um bei der Herstellung der Faserverbundstoffprofilteile PT den Faserstrang S mit flüssigem Kunststoffmaterial (nicht separat bezeichnet) zu imprägnieren bzw. zu tränken. The alignment and preform setup 15 is intended to in the manufacture of the fiber composite profile parts PT, the reinforcing fibers 41 containing rovings 40 and the multiaxial fiber structures 50 by aligning and preforming according to a predetermined cross section of the fiber composite profile P merge to form a fiber strand S. The impregnation device 16 is provided in order to impregnate or impregnate the fiber strand S with liquid plastic material (not separately designated) in the production of the fiber composite profile parts PT.

Die Aushärteinrichtung 17 ist vorgesehen, um bei der Herstellung der Faserverbundstoffprofilteile PT das im Faserstrang S enthaltene Kunststoffmaterial auszuhärten, so dass das Faserverbundstoffprofil P gebildet wird. Die Fördereinrichtung 18 ist vorgesehen, um bei der Herstellung der Faserverbundstoffprofilteile PT durch Ziehen des Faserverbundstoffprofils P in eine Förderrichtung (in 1 entlang der Längsrichtung LR nach rechts) die Zufuhr von Rovings 40 und Faserstrukturen 50 aus der Speicheranordnung 10 sowie die Förderung des Faserstrangs S und des daraus entstehenden Faserverbundstoffprofils P entlang der Förderrichtung zu gewährleisten. The curing device 17 is provided to cure in the manufacture of the fiber composite profile parts PT contained in the fiber strand S plastic material, so that the fiber composite profile P is formed. The conveyor 18 is intended to be in the production of the fiber composite profile parts PT by pulling the fiber composite profile P in a conveying direction (in 1 along the longitudinal direction LR to the right) the supply of rovings 40 and fiber structures 50 from the memory array 10 and to ensure the promotion of the fiber strand S and the resulting fiber composite profile P along the conveying direction.

Die Konfektioniereinrichtung 20 ist vorgesehen, um zur Herstellung der Faserverbundstoffprofilteile PT das Faserverbundstoffprofil P mittels einer Trenneinrichtung 21 der Konfektioniereinrichtung 20 in die Faserverbundstoffprofilteile PT vorbestimmter Länge abzulängen bzw. zu zertrennen. Die Konfektioniereinrichtung 20 weist außerdem eine Sortier-und-Abstapel-Einrichtung 22 auf, welche eingerichtet ist, die Faserverbundstoffprofilteile PT nach unterschiedlichen Qualitätsstufen zu sortieren und abzustapeln und bevorzugt auch entsprechend ihrer Qualitätsstufe zu beschriften. The packaging device 20 is provided to produce the fiber composite profile parts PT, the fiber composite profile P by means of a separator 21 the confectioning device 20 cut into the fiber composite profile parts PT predetermined length or cut. The packaging device 20 also has a sorting and stacking device 22 which is set up to sort and stack the fiber composite profile parts PT according to different quality levels and preferably also to label according to their quality level.

Die Steuereinrichtung 30 ist mit der Speicheranordnung 10, der Ausricht-und-Vorform-Einrichtung 15, der Imprägniereinrichtung 16, der Aushärteinrichtung 17, der Fördereinrichtung 18 und der Konfektioniereinrichtung 20 verbunden, um diese während des Herstellungsprozesses für die Faserverbundstoffprofilteile PT anzusteuern. Die Steuereinrichtung 30 weist eine Prüfeinrichtung 31 auf, welche eingerichtet ist, eine Faserstrangstruktur des Faserstrangs S im ausgehärteten Kunststoffmaterial zu prüfen, so dass die Steuereinrichtung 30 auf Basis dieser Prüfung die Konfektioniereinrichtung 20 ansteuern kann. The control device 30 is with the memory array 10 , the alignment and preform setup 15 , the impregnating device 16 , the curing device 17 , the conveyor 18 and the confectioning device 20 connected to it during the manufacturing process for the fiber composite profile parts PT. The control device 30 has a testing device 31 which is set up to test a fiber strand structure of the fiber strand S in the cured plastic material, so that the control device 30 on the basis of this test the confectioning device 20 can drive.

Genauer weist die Prüfeinrichtung 31 eine erste Prüfkopfanordnung 33 mit einem oder mehreren Ultraschallprüfköpfen (nicht separat bezeichnet) und eine zweite Prüfkopfanordnung 34 mit einem oder mehreren Wirbelstromprüfköpfen (nicht separat bezeichnet) auf. Die erste Prüfkopfanordnung 33 ist am Ende der Aushärteinrichtung 17 angeordnet und mit einer Rechnereinheit 32 der Prüfeinrichtung 31 verbunden. Die zweite Prüfkopfanordnung 34 ist der ersten Prüfkopfanordnung 33 nachgeordnet zwischen der Aushärteinrichtung 17 und der Fördereinrichtung 18 angeordnet und ebenfalls mit der Rechnereinheit 32 der Prüfeinrichtung 31 verbunden. More specifically, the test facility 31 a first probe assembly 33 with one or more ultrasonic probes (not separately labeled) and a second probe assembly 34 with one or more eddy current probes (not separately labeled) on. The first probe assembly 33 is at the end of the curing device 17 arranged and with a computer unit 32 the test facility 31 connected. The second probe assembly 34 is the first probe assembly 33 downstream between the curing device 17 and the conveyor 18 arranged and also with the computer unit 32 the test facility 31 connected.

Zur Herstellung der Faserverbundstoffprofilteile PT werden die multiaxialen Faserstrukturen 50 jeweils so bereitgestellt, dass sie aneinandergereihte identische Längenabschnitte 51 mit jeweils längs variierender Struktur aufweisen, wobei jeder Längenabschnitt 51 der Länge eines Faserverbundstoffprofilteils PT entspricht (siehe 2). Jeder Längenabschnitt 51 umfasst dabei einen im Wesentlichen monoaxialen Bereich 52 mit sich längs der bandförmigen Faserstruktur 50 erstreckenden Fasern und einen im Wesentlichen multiaxialen Bereich 56 mit sich längs der bandförmigen Faserstruktur 50 erstreckenden Fasern und sich im Winkel von 90 Grad zur Längserstreckung der bandförmigen Faserstruktur 50 erstreckenden Fasern. For the production of the fiber composite profile parts PT, the multiaxial fiber structures 50 each provided so that they juxtaposed identical lengths 51 each having a longitudinally varying structure, each longitudinal section 51 the length of a fiber composite profile part PT corresponds (see 2 ). Every length section 51 comprises a substantially monoaxial region 52 with itself along the band-shaped fiber structure 50 extending fibers and a substantially multi-axial region 56 with itself along the band-shaped fiber structure 50 extending fibers and at an angle of 90 degrees to Longitudinal extension of the band-shaped fiber structure 50 extending fibers.

In der vorliegenden Ausführungsform weist, wie in 3 gezeigt, jede der als Sonderhalbzeuge mit intermittierendem Lagenaufbau vorgesehenen bandförmigen multiaxialen Faserstrukturen 50 durchgängig eine dünne Schicht von Nullgradfasern 53 als "Prozessfäden" auf, welche sich in Längsrichtung bzw. Abzugsrichtung der bandförmigen Faserstruktur 50 erstrecken. Eine zweite Schicht variiert in Längsrichtung in der Ausrichtung der Fasern. Die zweite Schicht weist zur Realisierung des multiaxialen Bereichs 56 eine erste Länge L1 (z.B. 100 mm) mit Neunziggradfasern 57 (z.B. etwa 80 % der Fasern der ersten Länge L1) auf, wobei sich die Neunziggradfasern 57 in Neunziggradausrichtung zur Längsrichtung der bandförmigen Faserstruktur 50 erstrecken. An die erste Länge L1 schließt sich zur Realisierung des monoaxialen Bereichs 52 eine zweite Länge L2 (z.B. 200 mm) mit zusätzlichen Nullgradfasern 54 (z.B. etwa 80 % der Fasern der zweiten Länge L2) an. Die 90°-Verstärkung mit den Neunziggradfasern 57 kann dabei z.B. für eine Lasteinleitung oder zum Aufteilen des Crashverhaltens in zwei Zonen vorgesehen sein. Beide Schichten der multiaxialen Faserstruktur 50 sind bevorzugt durch Vernähfäden 55 miteinander vernäht bzw. verbunden. In the present embodiment, as shown in FIG 3 shown each of the intended as special semi-finished products with intermittent layer structure band-shaped multi-axial fiber structures 50 consistently a thin layer of zero grade fibers 53 as "process threads", which extend in the longitudinal direction or withdrawal direction of the band-shaped fiber structure 50 extend. A second layer varies in the longitudinal direction in the orientation of the fibers. The second layer indicates the realization of the multiaxial area 56 a first length L1 (eg 100 mm) with ninety grade fibers 57 (eg, about 80% of the first length L1 fibers), with the ninety grade fibers 57 in ninety degree orientation to the longitudinal direction of the band-shaped fiber structure 50 extend. The first length L1 is closed for the realization of the monoaxial region 52 a second length L2 (eg 200 mm) with additional zero grade fibers 54 (For example, about 80% of the fibers of the second length L2). The 90 ° reinforcement with the ninety degree fibers 57 can be provided for example for a load application or for splitting the crash behavior in two zones. Both layers of the multiaxial fiber structure 50 are preferred by sewing threads 55 sewn together or connected.

Wie in 4 gezeigt, sind in jede bandförmige multiaxiale Faserstruktur 50 bevorzugt außerdem elektrisch leitfähige Kennfäden bzw. Tracerfäden 58 (z.B. aus Aluminium oder Kupfer) integriert, welche die einzelnen Längenabschnitte 51 der Faserstruktur 50 begrenzen. Mit anderen Worten erstreckt sich jede multiaxiale Faserstruktur 50 über die gesamte Länge eines jeweiligen Faserverbundstoffprofilteils PT, so dass an jeweiligen Längsenden des Faserverbundstoffprofilteils PT jeweils die elektrisch leitfähigen Kennfäden 58 in der Faserstruktur 50 enthalten sind. As in 4 are shown in each band-shaped multiaxial fiber structure 50 also prefers electrically conductive characteristic threads or tracer threads 58 (eg made of aluminum or copper) integrated, which the individual lengths 51 the fiber structure 50 limit. In other words, each multiaxial fiber structure extends 50 over the entire length of a respective fiber composite profile part PT, so that at respective longitudinal ends of the fiber composite profile part PT respectively the electrically conductive characteristic threads 58 in the fiber structure 50 are included.

Gemäß dem Herstellungsverfahren für die Faserverbundstoffprofilteile PT werden – angetrieben durch die Fördereinrichtung 18 – mehrere Rovings 40, die jeweils eine Mehrzahl von Verstärkungsfasern 41 enthalten, kontinuierlich längs aus dem Faserspeicher 11 gezogen, um die Rovings 40 bzw. Verstärkungsfasern 41 monoaxial längs des Faserverbundstoffprofils P verlaufen zu lassen. Außerdem werden – angetrieben durch die Fördereinrichtung 18 – mehrere der bandförmigen multiaxialen Faserstrukturen 50 kontinuierlich aus dem Faserstrukturspeicher 12 gezogen, um die Faserstrukturen 50 längs des Faserverbundstoffprofils P verlaufen zu lassen. According to the manufacturing method for the fiber composite profile parts PT - driven by the conveyor 18 - several rovings 40 each comprising a plurality of reinforcing fibers 41 contained, continuously along the fiber storage 11 pulled to the rovings 40 or reinforcing fibers 41 monoaxially extend along the fiber composite profile P. In addition - powered by the conveyor 18 - Several of the band-shaped multiaxial fiber structures 50 continuously from the fiber structure memory 12 pulled to the fiber structures 50 run along the fiber composite profile P.

Genauer werden, wie in 5 gezeigt, für eine innerste Lage des Faserverbundstoffprofils P bzw. jedes Faserverbundstoffprofilteils PT z.B. vier der identisch ausgebildeten bandförmigen multiaxialen Faserstrukturen 50 jeweils um 90 Grad gedreht aus dem Faserstrukturspeicher 12 gezogen, um ein kontinuierliches rechteckiges Innenprofil zu bilden. Für eine äußerste Lage des Faserverbundstoffprofils P bzw. jedes Faserverbundstoffprofilteils PT werden z.B. weitere vier der identisch ausgebildeten bandförmigen multiaxialen Faserstrukturen 50 jeweils um 90 Grad gedreht aus dem Faserstrukturspeicher 12 gezogen, um ein kontinuierliches rechteckiges Außenprofil zu bilden. Die Rovings 40 bzw. Verstärkungsfasern 41 werden aus dem Faserspeicher 11 gezogen, um kontinuierlich zwischen der innersten Lage bzw. dem Innenprofil und der äußersten Lage bzw. dem Außenprofil angeordnet zu werden. Be more specific, as in 5 for an innermost layer of the fiber composite profile P or each fiber composite profile part PT, for example, four of the identically formed band-shaped multiaxial fiber structures 50 each rotated by 90 degrees from the fiber structure memory 12 pulled to form a continuous rectangular inner profile. For an outermost layer of the fiber composite profile P or each fiber composite profile part PT, for example, a further four of the identically formed band-shaped multiaxial fiber structures 50 each rotated by 90 degrees from the fiber structure memory 12 pulled to form a continuous rectangular outer profile. The rovings 40 or reinforcing fibers 41 be from the fiber storage 11 pulled to be arranged continuously between the innermost layer or the inner profile and the outermost layer or the outer profile.

Gemäß dem Herstellungsverfahren für die Faserverbundstoffprofilteile PT werden die multiaxialen Faserstrukturen 50 so bereitgestellt, dass sie in jedem Längenabschnitt 51 den im Wesentlichen monoaxialen Bereich 52 mit den sich parallel zu den Verstärkungsfasern 41 bzw. den Rovings 40 erstreckenden Nullgradfasern 53, 54 und den im Wesentlichen multiaxialen Bereich 56 mit den sich parallel zu den Verstärkungsfasern 41 bzw. den Rovings 40 erstreckenden Nullgradfasern 53 und den sich nicht parallel (im Winkel von 90 Grad) zu den Verstärkungsfasern 41 bzw. den Rovings 40 erstreckenden Neunziggradfasern 57 aufweisen. According to the manufacturing method of the fiber composite profile parts PT, the multi-axial fiber structures 50 so provided that they are in each length section 51 the substantially monoaxial region 52 with the parallel to the reinforcing fibers 41 or the rovings 40 extending zero grade fibers 53 . 54 and the essentially multiaxial area 56 with the parallel to the reinforcing fibers 41 or the rovings 40 extending zero grade fibers 53 and not parallel (at 90 degrees) to the reinforcing fibers 41 or the rovings 40 extending ninety grade fibers 57 exhibit.

Gemäß dem Herstellungsverfahren für die Faserverbundstoffprofilteile PT werden die Rovings 40 bzw. Verstärkungsfasern 41 und die multiaxialen Faserstrukturen 50 mittels der Ausricht-und-Vorform-Einrichtung 15 entsprechend dem vorgegebenen bzw. gewünschten Querschnitt (hier z.B. Rechteckquerschnitt) des Faserverbundstoffprofils P zu dem Faserstrang S zusammengeführt. Die multiaxialen Faserstrukturen 50 werden im Faserstrang S so zusammengeführt, dass sie sich bezüglich einer Längspositionierung ihrer jeweiligen Längenabschnitte 51 bzw. bezüglich ihrer längs variierenden Struktur innerhalb ihrer jeweiligen Lage (innerste oder äußerste) aber auch im Vergleich von innerster Lage zu äußerster Lage überdecken. According to the manufacturing process for the fiber composite profile parts PT, the rovings 40 or reinforcing fibers 41 and the multiaxial fiber structures 50 by means of the alignment and preforming device 15 in accordance with the predetermined or desired cross-section (here, for example, rectangular cross-section) of the fiber composite profile P combined to form the fiber strand S. The multiaxial fiber structures 50 are merged in the fiber strand S so that they are with respect to a longitudinal positioning of their respective lengths 51 or overlap with respect to their longitudinally varying structure within their respective position (innermost or outermost) but also in the comparison of innermost position to outermost position.

Der Faserstrang S wird dann in der Imprägniereinrichtung 16 mit flüssigem Kunststoffmaterial imprägniert bzw. getränkt. Anschließend wird der imprägnierte Faserstrang S der Aushärteinrichtung 17 zugeführt und mittels der Aushärteinrichtung 17 das im Faserstrang S enthaltene Kunststoffmaterial ausgehärtet, so dass das kontinuierliche Faserverbundstoffprofil P ausgebildet wird. Das Faserverbundstoffprofil P wird dann der Konfektioniereinrichtung 20 zugeführt und wird mittels deren Trenneinrichtung 21 (z.B. einer Säge) in die Faserverbundstoffprofilteile PT vorbestimmter Länge abgelängt. In jedem Faserverbundstoffprofilteil PT sind dabei die multiaxialen Faserstrukturen 50 enthalten, welche jeweils die längs des Faserverbundstoffprofilteils PT variierende Struktur (monoaxialer Bereich 52 und multiaxialer Bereich 56) aufweisen. The fiber strand S is then in the impregnation device 16 impregnated or impregnated with liquid plastic material. Subsequently, the impregnated fiber strand S of the curing device 17 supplied and by means of the curing device 17 the plastic material contained in the fiber strand S cured so that the continuous fiber composite profile P is formed. The fiber composite profile P is then the confectioning device 20 supplied and is by means of their separator 21 (For example, a saw) cut into the fiber composite profile parts PT predetermined length. In each fiber composite profile part PT are the multiaxial fiber structures 50 which each vary along the fiber composite profile part PT varying Structure (monoaxial region 52 and multiaxial area 56 ) exhibit.

Die Prüfeinrichtung 31 erfasst während des Herstellungsprozesses online an dem Faserverbundstoffprofil P, bevor dieses in die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile PT abgelängt wird, mit ihrer wirbelstrombasierten zweiten Prüfkopfanordnung 34 die einzelnen Längenabschnitte 51 der multiaxialen Faserstrukturen 50 und erkennt dadurch jeweilige Trennstellen TS (siehe 1) für die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile PT. Genauer erkennt die Prüfeinrichtung 31 die Trennstellen TS durch Erfassen der Kennfäden 58. Die Konfektioniereinrichtung führt dann das Ablängen des Faserverbundstoffprofils P in die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile PT auf Basis der erkannten Trennstellen TS durch. The testing device 31 detected online on the fiber composite profile P during the manufacturing process before it is cut to the respective fiber composite profile parts PT, with their eddy current-based second probe assembly 34 the individual lengths 51 the multiaxial fiber structures 50 and thereby recognizes respective separation points TS (see 1 ) for the respective fiber composite profile parts PT. More precisely, the test facility recognizes 31 the separation points TS by detecting the characteristic threads 58 , The fabrication device then performs the cutting of the fiber composite profile P in the respective fiber composite profile parts PT on the basis of the detected separation points TS.

Darüber hinaus prüft die Prüfeinrichtung 31 bevorzugt unter kombinierter Nutzung ihrer ultraschallbasierten ersten Prüfkopfanordnung 33 (mittels Ultraschalls) und ihrer wirbelstrombasierten zweiten Prüfkopfanordnung 34 (mittels Wirbelstroms) während des Herstellungsprozesses online eine Ist-Faserstrangstruktur des Faserstrangs S im ausgehärteten Kunststoffmaterial (im Faserverbundstoffprofil P) und vergleicht die Ist-Faserstrangstruktur mit einer vorbestimmten Soll-Faserstrangstruktur des Faserstrangs S im ausgehärteten Kunststoffmaterial. Die Ist-Faserstrangstruktur des Faserstrangs S wird bevorzugt aus jeweiligen Messsignalverläufen der Prüfkopfanordnungen 33, 34 berechnet. Die Soll-Faserstrangstruktur des Faserstrangs S ist bevorzugt als ein z.B. zuvor aufgezeichneter oder rechnerisch erzeugter Soll-Signalverlauf in einem Speicher der Rechnereinheit 32 der Prüfeinrichtung 31 hinterlegt. In addition, the test facility checks 31 preferably with combined use of its ultrasound-based first probe assembly 33 (by ultrasound) and its eddy current based second probe assembly 34 (By means of eddy current) during the manufacturing process online an actual fiber strand structure of the fiber strand S in the cured plastic material (in fiber composite profile P) and compares the actual fiber strand structure with a predetermined target fiber strand structure of the fiber strand S in the cured plastic material. The actual fiber strand structure of the fiber strand S is preferably made of respective measurement signal curves of the test head arrangements 33 . 34 calculated. The desired fiber strand structure of the fiber strand S is preferably as a previously recorded or mathematically generated desired signal waveform in a memory of the computer unit 32 the test facility 31 deposited.

Die Prüfeinrichtung 31 ermittelt dann für jedes anhand der erkannten Trennstellen TS definierte Faserverbundstoffprofilteil PT einen Übereinstimmungsgrad mit der Soll-Faserstrangstruktur und erzeugt auf dieser Basis ein Auswertungssignal, auf dessen Basis die Steuereinrichtung 30 die Konfektioniereinrichtung 20 ansteuert. Die Steuereinrichtung 30 steuert die Konfektioniereinrichtung 20 dann so an, dass die Faserverbundstoffprofilteile PT mittels der Sortier-und-Abstapel-Einrichtung 22 der Konfektioniereinrichtung 20 jeweils einer ihrem jeweiligen Übereinstimmungsgrad zugeordneten Qualitätsstufe PT1, PT2 oder PT3 einer Mehrzahl von unterschiedlichen Qualitätsstufen PT1 bis PT3 zuordnet werden. Die Sortier-und-Abstapel-Einrichtung 22 ist dabei eingerichtet, die Faserverbundstoffprofilteile PT nach ihrer jeweiligen Qualitätsstufe PT1, PT2 oder PT3 zu sortieren, abzustapeln und zu beschriften. The testing device 31 then determined for each based on the detected separation points TS fiber composite profile part PT a degree of agreement with the target fiber strand structure and generates on this basis an evaluation signal, on the basis of the control device 30 the confectioning device 20 controls. The control device 30 controls the packaging device 20 then so that the fiber composite profile parts PT by means of the sorting and stacking device 22 the confectioning device 20 each one of their respective degree of agreement associated quality level PT1, PT2 or PT3 a plurality of different quality levels PT1 to PT3 are assigned. The sorting and stacking facility 22 is set up to sort the fiber composite profile parts PT according to their respective quality level PT1, PT2 or PT3, stack and label.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung prüft die Prüfeinrichtung 31 im Rahmen der Überprüfung der Ist-Faserstrangstruktur einen Ist-Überdeckungsgrad der multiaxialen Faserstrukturen 50 und vergleicht zur Ermittlung des Übereinstimmungsgrades mit der Soll-Faserstrangstruktur für jedes Faserverbundstoffprofilteil PT den Ist-Überdeckungsgrad mit einem vorbestimmten Soll-Überdeckungsgrad der Soll-Faserstrangstruktur. According to this embodiment of the invention, the testing device checks 31 as part of the review of the actual fiber strand structure an actual coverage of the multiaxial fiber structures 50 and compares, for determining the degree of correspondence with the desired fiber strand structure for each fiber composite profile part PT, the actual coverage with a predetermined target coverage of the target fiber strand structure.

6 zeigt hierzu beispielhaft zwei mittels der zweiten Prüfkopfanordnung 34 ermittelte Messsignalaufzeichnungen (Spannungssignale U über die Zeit t bzw. die Weglänge s des Faserverbundstoffprofils P) zum Vergleich der Längspositionierung der multiaxialen Faserstrukturen 50 der innersten Lage (untere Faserstrukturen 50 in 5) mit der Längspositionierung der multiaxialen Faserstrukturen 50 der äußersten Lage (obere Faserstrukturen 50 in 5) eines jeweiligen Faserverbundstoffprofilteils PT. 6a zeigt dabei eine Messsignalaufzeichnung, die einer Längspositionierung von innerster Lage und äußerster Lage der multiaxialen Faserstrukturen 50 mit völliger gegenseitiger Überdeckung (gemäß dem Soll-Überdeckungsgrad) entspricht. 6b zeigt dahingegen eine Messsignalaufzeichnung, die einer Längspositionierung von innerster Lage und äußerster Lage der multiaxialen Faserstrukturen 50 mit nur teilweiser gegenseitiger Überdeckung (also reduziertem Übereinstimmungsgrad mit der Soll-Faserstrangstruktur) entspricht. 6 shows by way of example two by means of the second probe assembly 34 determined measurement signal recordings (voltage signals U over the time t or the path length s of the fiber composite profile P) for comparing the longitudinal positioning of the multiaxial fiber structures 50 the innermost layer (lower fiber structures 50 in 5 ) with the longitudinal positioning of the multiaxial fiber structures 50 the outermost layer (upper fiber structures 50 in 5 ) of a respective fiber composite profile part PT. 6a shows a measurement signal recording, the longitudinal positioning of innermost layer and outermost layer of multiaxial fiber structures 50 with complete mutual coverage (according to the target coverage). 6b shows on the other hand a measurement signal recording, the longitudinal positioning of innermost layer and outermost layer of the multiaxial fiber structures 50 with only partial mutual overlap (ie, reduced degree of coincidence with the desired fiber strand structure).

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung definieren die Qualitätsstufen PT1 bis PT3 abgestufte mechanische Leistungsfähigkeiten der Faserverbundstoffprofilteile PT. D.h., die Faserverbundstoffprofilteile PT werden je nach ihrem Übereinstimmungsgrad mit der Soll-Faserstrangstruktur einer mechanischen Leistungsfähigkeit wie insbesondere einer maximal für das jeweilige Faserverbundstoffprofilteil PT zulässigen Last zugeordnet. Damit können die Faserverbundstoffprofilteile PT z.B. in eine schwere Ausführung mit im Gutteilbereich höchster mechanischer Leistungsfähigkeit (maximaler Übereinstimmungsgrad mit der Soll-Faserstrangstruktur, Qualitätsstufe PT1), eine mittlere Ausführung mit im Gutteilbereich mittlerer mechanischer Leistungsfähigkeit (mittlerer Übereinstimmungsgrad mit der Soll-Faserstrangstruktur, Qualitätsstufe PT2) und eine leichte Ausführung mit im Gutteilbereich niedrigster mechanischer Leistungsfähigkeit (minimal akzeptierbarer Übereinstimmungsgrad mit der Soll-Faserstrangstruktur, Qualitätsstufe PT3) und in Ausschussteile eingestuft werden. According to this embodiment of the invention, the quality levels PT1 to PT3 define graded mechanical performances of the fiber composite profile parts PT. That is, the fiber composite profile parts PT are assigned, depending on their degree of agreement with the desired fiber strand structure, to a mechanical performance, such as, in particular, a maximum allowable load for the respective fiber composite profile part PT. Thus, the fiber composite profile parts PT, e.g. in a heavy-duty design with good mechanical performance (maximum degree of conformity with target fiber-strand structure, quality grade PT1), middle grade with medium mechanical strength (average consistency with nominal fiber structure, grade PT2) and light weight with im Good range of lowest mechanical performance (minimum acceptable degree of conformance with the target fiber strand structure, quality grade PT3) and classified in rejects.

7 zeigt hierzu beispielhaft zwei Diagramme zu einer solchen qualitativen Einstufung der Faserverbundstoffprofilteile PT. Dabei ist die mechanischen Leistungsfähigkeit in Form einer maximal für die Faserverbundstoffprofilteile PT zulässigen Last (Kraft F) über die Anzahl n der in einen jeweiligen Lastbereich fallenden Faserverbundstoffprofilteile PT dargestellt. In 7a ist gezeigt, wie sich ohne die erfindungsgemäße qualitative Einstufung eine Mengenverteilung der Faserverbundstoffprofilteile PT zeigen würde. Aus 7a ist ersichtlich, dass nur eine sehr geringe Anzahl n von Faserverbundstoffprofilteilen PT mit der Qualitätsbewertung PT1' als Gutteile eingestuft werden würden und entsprechend den schraffierten Bereichen die überwiegende Anzahl n der Faserverbundstoffprofilteile PT als Ausschussteile eingestuft werden würden. In 7b ist gezeigt, dass mit der erfindungsgemäßen qualitativen Einstufung entsprechend den schraffierten Bereichen nur eine sehr geringe Anzahl n von Faserverbundstoffprofilteilen PT als Ausschussteile eingestuft werden und die überwiegende Anzahl n der Faserverbundstoffprofilteile PT einer der hier drei Qualitätsstufen PT1, PT2, PT3 zugeordnet und als Gutteile eingestuft werden. 7 shows for this purpose two diagrams for such a qualitative classification of the fiber composite profile parts PT. The mechanical performance in the form of a maximum allowable for the fiber composite profile parts PT load (force F) on the number n of falling in a respective load range fiber composite profile parts PT is shown. In 7a is shown how without the qualitative classification according to the invention a Quantity distribution of the fiber composite profile parts PT would show. Out 7a It can be seen that only a very small number n of fiber composite profile parts PT with the quality rating PT1 'would be classified as good parts and, according to the hatched areas, the vast number n of the fiber composite profile parts PT would be classified as reject parts. In 7b It is shown that with the qualitative classification according to the invention corresponding to the hatched areas only a very small number n of fiber composite profile parts PT are classified as rejects and the vast number n of fiber composite profile parts PT one of the three quality levels PT1, PT2, PT3 assigned and classified as good parts ,

Im Fazit können mit der erfindungsgemäßen qualitativen Einstufung bzw. Abstufung der Faserverbundstoffprofilteile PT auch Faserverbundstoffprofilteile PT verwendet werden, welche ansonsten als Ausschuss angesehen würden. Damit wird die Ausschussrate bei der Herstellung der Faserverbundstoffprofilteile PT gesenkt. Mit der kontinuierlichen Überwachung der Qualität der Faserverbundstoffprofilteile PT können grundlegende Qualitätsprobleme schnell erkannt werden und damit das Qualitätsniveau insgesamt angehoben werden. Der erforderliche Sicherheitsfaktor für die Dimensionierung der Faserverbundstoffprofilteile PT kann somit gesenkt und damit das Gewicht der Faserverbundstoffprofilteile PT reduziert werden. In conclusion, it is also possible with the qualitative classification or graduation according to the invention of the fiber composite profile parts PT to use fiber composite profile parts PT, which would otherwise be considered scrap. This reduces the reject rate in the production of the fiber composite profile parts PT. With the continuous monitoring of the quality of the fiber composite profile parts PT basic quality problems can be detected quickly and thus the overall quality level can be raised. The required safety factor for the dimensioning of the fiber composite profile parts PT can thus be reduced and thus the weight of the fiber composite profile parts PT can be reduced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Pultrusionslinie Pultrusionslinie
10 10
Speicheranordnung memory array
11 11
Faserspeicher fiber storage
12 12
Faserstrukturspeicher Fiber structure memory
13 13
Faserstrukturrollen Fiber structure rolls
15 15
Ausricht-und-Vorform-Einrichtung Alignment and preform facility
16 16
Imprägniereinrichtung impregnating
17 17
Aushärteinrichtung curing device
18 18
Fördereinrichtung Conveyor
20 20
Konfektioniereinrichtung packeting
21 21
Trenneinrichtung separator
22 22
Sortier-und-Abstapel-Einrichtung Sorting and destacking-facility
30 30
Steuereinrichtung control device
31 31
Prüfeinrichtung test equipment
32 32
Rechnereinheit computer unit
33 33
Prüfkopfanordnung probe arrangement
34 34
Prüfkopfanordnung probe arrangement
40 40
Rovings rovings
41 41
Verstärkungsfasern reinforcing fibers
50 50
multiaxiale Faserstruktur multiaxial fiber structure
51 51
Längenabschnitt longitudinal section
52 52
monoaxialer Bereich monoaxial region
53 53
Nullgradfasern Zero degree fibers
54 54
Nullgradfasern Zero degree fibers
55 55
Vernähfäden Vernähfäden
56 56
multiaxialer Bereich multiaxial area
57 57
Neunziggradfasern Ninety degrees fibers
58 58
Kennfäden tracers
L1 L1
erste Länge first length
L2 L2
zweite Länge second length
LR LR
Längsrichtung longitudinal direction
P P
Faserverbundstoffprofil Fiber composite profile
PT PT
Faserverbundstoffprofilteil Fiber composite profile member
PT1; PT1' PT1; PT1 '
Qualitätsstufe quality level
PT2; PT3 PT2; PT3
Qualitätsstufe quality level
S S
Faserstrang tow
TS TS
Trennstelle separation point

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • EP 1387166 A2 [0021] EP 1387166 A2 [0021]

Claims (10)

Verfahren zum mittels Pultrusion Herstellen von Faserverbundstoffprofilteilen (PT), wobei: eine Mehrzahl von Verstärkungsfasern (41) längs aus einem Faserspeicher (11) gezogen werden, um diese monoaxial längs eines Faserverbundstoffprofils (P) verlaufen zu lassen, mindestens zwei multiaxiale Faserstrukturen (50) aus einem Faserstrukturspeicher (12) bereitgestellt werden, um die Faserstrukturen (50) längs des Faserverbundstoffprofils (P) verlaufen zu lassen, die Verstärkungsfasern (41) und die Faserstrukturen (50) entsprechend einem vorgegebenen Querschnitt des Faserverbundstoffprofils (P) zu einem Faserstrang (S) zusammengeführt werden, der Faserstrang (S) in einer Imprägniereinrichtung (16) mit flüssigem Kunststoffmaterial imprägniert wird, der imprägnierte Faserstrang (S) einer Aushärteinrichtung (17) zugeführt und mittels der Aushärteinrichtung (17) das im Faserstrang (S) enthaltene Kunststoffmaterial ausgehärtet wird, so dass das Faserverbundstoffprofil (P) ausgebildet wird, und das Faserverbundstoffprofil (P) einer Konfektioniereinrichtung (20) zugeführt wird und mittels der Konfektioniereinrichtung (20) in Faserverbundstoffprofilteile (PT) vorbestimmter Länge abgelängt wird, wobei in einer Prüfeinrichtung (31) mittels Wirbelstroms eine Ist-Faserstrangstruktur des Faserstrangs (S) im ausgehärteten Kunststoffmaterial geprüft und mit einer vorbestimmten Soll-Faserstrangstruktur verglichen wird, für jedes Faserverbundstoffprofilteil (PT) ein Übereinstimmungsgrad mit der Soll-Faserstrangstruktur ermittelt wird und die Konfektioniereinrichtung (20) die Faserverbundstoffprofilteile (PT) jeweils einer ihrem jeweiligen Übereinstimmungsgrad zugeordneten Qualitätsstufe (PT1, PT2, PT3) einer Mehrzahl von unterschiedlichen Qualitätsstufen (PT1–PT3) zuordnet. A method of pultrusion producing fiber composite profile parts (PT), wherein: a plurality of reinforcing fibers ( 41 ) longitudinally from a fiber storage ( 11 ) in order to extend them monoaxially along a fiber composite profile (P), at least two multiaxial fiber structures ( 50 ) from a fiber structure memory ( 12 ) are provided to the fiber structures ( 50 ) along the fiber composite profile (P), the reinforcing fibers ( 41 ) and the fiber structures ( 50 ) are combined according to a predetermined cross-section of the fiber composite profile (P) to form a fiber strand (S), the fiber strand (S) in an impregnating device ( 16 ) is impregnated with liquid plastic material, the impregnated fiber strand (S) of a curing device ( 17 ) and by means of the curing device ( 17 ) the plastic material contained in the fiber strand (S) is cured such that the fiber composite profile (P) is formed, and the fiber composite profile (P) of a finishing device ( 20 ) is fed and by means of the assembly ( 20 ) is cut in fiber composite profile parts (PT) of predetermined length, wherein in a test device ( 31 ) an actual fiber strand structure of the fiber strand (S) is tested in the cured plastic material and compared with a predetermined target fiber strand structure, for each fiber composite profile part (PT) a degree of agreement with the desired fiber strand structure is determined and the confectioning ( 20 ) assigns the fiber composite profile parts (PT) in each case one of their respective degree of conformity associated quality level (PT1, PT2, PT3) a plurality of different quality levels (PT1-PT3). Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Qualitätsstufen (PT1–PT3) abgestufte mechanische Leistungsfähigkeiten der Faserverbundstoffprofilteile (PT) definieren.  The method of claim 1, wherein the quality levels (PT1-PT3) define graded mechanical performances of the fiber composite profile parts (PT). Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen (50) jeweils so bereitgestellt werden, dass sie aneinandergereihte identische Längenabschnitte (51) mit jeweils längs variierender Struktur aufweisen, und wobei jeder Längenabschnitt (51) der Länge eines Faserverbundstoffprofilteils (PT) entspricht. Method according to claim 1 or 2, wherein the at least two multiaxial fiber structures ( 50 ) are each provided so that they have identical lengths ( 51 ), each having a longitudinally varying structure, and wherein each longitudinal section ( 51 ) corresponds to the length of a fiber composite profile part (PT). Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei mittels der Prüfeinrichtung (31) die Längenabschnitte (51) der mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen (50) erfasst und dadurch jeweilige Trennstellen (TS) für die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile (PT) erkannt werden, und wobei die Konfektioniereinrichtung (20) das Ablängen des Faserverbundstoffprofils (P) in die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile (PT) auf Basis der erkannten Trennstellen (TS) durchführt. Method according to claim 3, wherein by means of the test device ( 31 ) the lengths ( 51 ) of at least two multiaxial fiber structures ( 50 ) and thereby respective separation points (TS) for the respective fiber composite profile parts (PT) are detected, and wherein the confectioning device ( 20 ) performs the cutting of the fiber composite profile (P) in the respective fiber composite profile parts (PT) based on the detected separation points (TS). Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen (50) jeweils so bereitgestellt werden, dass sie elektrisch leitfähige Kennfäden (58) enthalten, welche ihre jeweiligen Längenabschnitte (51) begrenzen, und wobei die Prüfeinrichtung (31) die Trennstellen (TS) für die jeweiligen Faserverbundstoffprofilteile (PT) durch Erfassen der Kennfäden (58) erkennt. Method according to claim 4, wherein the at least two multiaxial fiber structures ( 50 ) are each provided in such a way that they contain electrically conductive characteristic filaments ( 58 ) containing their respective lengths ( 51 ), and the test equipment ( 31 ) the separation points (TS) for the respective fiber composite profile parts (PT) by detecting the characteristic threads ( 58 ) recognizes. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3–5, wobei die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen (50) so bereitgestellt werden, dass sie in jedem Längenabschnitt (51) einen monoaxialen Bereich (52) mit sich parallel zu den Verstärkungsfasern (41) erstreckenden Fasern (53, 54) und einen multiaxialen Bereich (56) mit sich parallel zu den Verstärkungsfasern (41) erstreckenden Fasern (53) und sich nicht parallel zu den Verstärkungsfasern (41) erstreckenden Fasern (57) aufweisen. Method according to one of claims 3-5, wherein the at least two multiaxial fiber structures ( 50 ) are provided so that in each length section ( 51 ) a monoaxial region ( 52 ) parallel to the reinforcing fibers ( 41 ) extending fibers ( 53 . 54 ) and a multiaxial area ( 56 ) parallel to the reinforcing fibers ( 41 ) extending fibers ( 53 ) and not parallel to the reinforcing fibers ( 41 ) extending fibers ( 57 ) exhibit. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3–6, wobei die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen (50) identisch bereitgestellt werden und im Faserstrang (S) so zusammengeführt werden, dass sie sich bezüglich einer Längspositionierung ihrer jeweiligen Längenabschnitte (51) überdecken, wobei die Prüfeinrichtung (31) im Rahmen der Überprüfung der Ist-Faserstrangstruktur einen Ist-Überdeckungsgrad der mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen (50) prüft und zur Ermittlung des Übereinstimmungsgrades für jedes Faserverbundstoffprofilteil (PT) mit einem vorbestimmten Soll-Überdeckungsgrad der Soll-Faserstrangstruktur vergleicht. Method according to one of the claims 3-6, wherein the at least two multiaxial fiber structures ( 50 ) and are brought together in the fiber strand (S) in such a way that they are in relation to a longitudinal positioning of their respective lengths ( 51 ), the test equipment ( 31 ) as part of the review of the actual fiber strand structure an actual coverage of the at least two multi-axial fiber structures ( 50 ) and, for determining the degree of correspondence for each fiber composite profile part (PT), compares with a predetermined target coverage level of the target fiber strand structure. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3–7, wobei die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen (50) im Faserstrang (S) so zusammengeführt werden, dass die eine multiaxiale Faserstruktur (50) in eine innerste Lage des Faserverbundstoffprofils (PT) integriert ist und die andere multiaxiale Faserstruktur (50) in eine äußerste Lage des Faserverbundstoffprofils (PT) integriert ist. Method according to one of claims 3-7, wherein the at least two multiaxial fiber structures ( 50 ) are combined in the fiber strand (S) such that the one multiaxial fiber structure ( 50 ) is integrated into an innermost layer of the fiber composite profile (PT) and the other multiaxial fiber structure ( 50 ) is integrated in an outermost layer of the fiber composite profile (PT). Faserverbundstoffprofilteil (PT), das mittels Pultrusion hergestellt ist und das aufweist: eine Mehrzahl von monoaxial längs verlaufenden Verstärkungsfasern (41), und mindestens zwei multiaxiale Faserstrukturen (50), von denen eine in eine innerste Lage des Faserverbundstoffprofilteils (PT) integriert ist und die andere in eine äußerste Lage des Faserverbundstoffprofilteils (PT) integriert ist, wobei die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen (50) jeweils eine längs des Faserverbundstoffprofilteils (PT) variierende Struktur aufweisen. A fiber composite profile member (PT) made by pultrusion, comprising: a plurality of monoaxially longitudinal reinforcing fibers ( 41 ), and at least two multiaxial fiber structures ( 50 ), one of which is integrated into an innermost layer of the fiber composite profile part (PT) and the other is integrated in an outermost layer of the fiber composite profile part (PT), wherein the at least two multiaxial fiber structures (PT) 50 ) each have a along the fiber composite profile part (PT) varying structure. Faserverbundstoffprofilteil (PT) gemäß Anspruch 9, wobei die mindestens zwei multiaxialen Faserstrukturen (50) sich jeweils über die gesamte Länge des Faserverbundstoffprofilteils (PT) erstrecken und an jeweiligen Längsenden des Faserverbundstoffprofilteils (PT) jeweils elektrisch leitfähige Kennfäden (58) enthalten. A composite fiber profile part (PT) according to claim 9, wherein the at least two multiaxial fiber structures ( 50 ) each extend over the entire length of the fiber composite profile part (PT) and at respective longitudinal ends of the fiber composite profile part (PT) each electrically conductive characteristic filaments ( 58 ) contain.
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