DE102015114492B3

DE102015114492B3 - Method and device for analyzing shaped bodies as components for fiber composite components

Info

Publication number: DE102015114492B3
Application number: DE102015114492.1A
Authority: DE
Inventors: Dominic Bertling; Nico Liebers; Mark Opitz
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2035-09-01

Abstract

Zur Analyse von Formkörpern (3), die als Komponenten für eine Verwendung in Faserverbundbauteilen vorgesehen sind, wird der jeweils zu analysierende Formkörper (3) mit definierter Ausrichtung in einer Kammer (2) angeordnet und in der Kammer (2) in eine Flüssigkeit (5) eingebettet. Dann wird ein vorgegebener zeitlicher Verlauf von Druck und Temperatur in der Kammer (2) eingestellt, während mindestens eine Abmessung (20) des Formkörpers (3) mehrfach gemessen wird.For the analysis of shaped bodies (3), which are provided as components for use in fiber composite components, each shaped body (3) to be analyzed with a defined orientation is arranged in a chamber (2) and in the chamber (2) into a liquid (5 ) embedded. Then, a predetermined time profile of pressure and temperature in the chamber (2) is set, while at least one dimension (20) of the shaped body (3) is measured several times.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Analyse von Formkörpern als Komponenten für Faserverbundbauteile mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1. Bei den Formkörpern kann es sich insbesondere um Hartschäume oder andere leichtgewichtige Festkörper handeln, die in den Faserverbundbauteilen zum Beispiel als Platzhalter, d. h. als Ersatz für nicht realisierbare Hohlräume dienen. Die Formkörper können auch sogenannte Preforms oder Prepregs sein, d. h. Formlinge aus Verstärkungsfasern, die nur aneinander fixiert oder bereits mit einem Harz zur Ausbildung einer Matrix des jeweiligen Faserverbundbauteils getränkt sind. Ebenso kann der Formkörper einen Teilverbund des jeweiligen Faserverbundbauteils umfassen, zum Beispiel einen Stab aus einem Hartschaum, der mit trockenen oder harzgetränkten Verstärkungsfasern umwickelt ist. The invention relates to a method for the analysis of moldings as components for fiber composite components having the features of the preamble of independent claim 1. The moldings may in particular be rigid foams or other lightweight solids, which in the fiber composite components, for example, as a placeholder, d , H. serve as a substitute for unrealizable cavities. The moldings may also be so-called preforms or prepregs, d. H. Moldings of reinforcing fibers, which are fixed only to each other or already impregnated with a resin to form a matrix of the respective fiber composite component. Likewise, the shaped body may comprise a partial composite of the respective fiber composite component, for example a rod made of a hard foam, which is wrapped with dry or resin-impregnated reinforcing fibers.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen werden Verstärkungsfasern und gegebenenfalls weitere als Verstärkung und/oder Platzhalter dienende Formkörper in ein Matrixmaterial eingebettet, das eine alle eingebetteten Komponenten verbindende feste Matrix ausbildet. Zum Beispiel wird beim Liquid Composite Molding oder Moulding (LCM) ein flüssiges Harz in eine Form injiziert, in der bereits alle weiteren Komponenten des Faserverbundbauteils angeordnet sind. Ziel ist eine vollständige Imprägnierung aller Oberflächen der weiteren Komponenten und deren offener Hohlräume mit dem flüssigen Harz. Zum LCM zählt zum Beispiel das Resin Transfer Molding (RTM), bei dem eine jede weitere Komponente enthaltende Form zur Erzeugung einer das flüssige Harz treibenden Kraft evakuiert wird.In the production of fiber composite components, reinforcing fibers and, if appropriate, other shaped bodies serving as reinforcements and / or spacers are embedded in a matrix material which forms a solid matrix connecting all embedded components. For example, in liquid composite molding or molding (LCM), a liquid resin is injected into a mold in which all other components of the fiber composite component are already disposed. The aim is a complete impregnation of all surfaces of the other components and their open cavities with the liquid resin. The LCM includes, for example, Resin Transfer Molding (RTM), in which a mold containing each further component is evacuated to produce a force driving the liquid resin.

Bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen treten typischerweise nicht nur Drücke und aus Druckdifferenzen resultierende Kräfte auf deren Komponenten, sondern zeitgleich auch erhöhte Temperaturen auf, mit denen beispielsweise ein thermoplastisches Matrixmaterial für das Imprägnieren flüssig gehalten oder ein duroplastisches Matrixmaterial ausgehärtet wird. Diese kombinierte Druck- und Temperaturbelastung kann Formkörper (z. B. Schaumkerne usw.), die als Komponenten der Faserverbundbauteile vorgesehen sind, gegenüber ihrer Ausgangsform verformen. Bei mehreren gleichzeitig verwendeten Formkörpern können auch relative Verformungen dieser Formkörper zueinander auftreten. Zudem können durch solche Verformungen Spannungen in das hergestellte Bauteil eingeführt werden. Im Extremfall können die Formkörper, wie beispielsweise Hartschäume, unter den auftretenden Drücken und Temperaturen kollabieren. Dabei wirken sich jeweils auch Anisotropien bei den Festigkeits- und Verformungseigenschaften der Formkörper aus. Solche Anisotropien treten in der Praxis häufig auch bei solchen Komponenten für Faserverbundbauteile auf, die von ihren Herstellern als isotrop bezeichnet werden. Zudem reichern sich nicht nur offenporige sondern auch als geschlossenporig bezeichnete Schäume in der Praxis häufig mit dem die Matrix ausbildenden Matrixmaterial an, während dieses noch flüssig ist. Eine Untersuchung/Klassifizierung der Aufnahmefähigkeit der Formkörper wäre daher für eine Beurteilung des Leichtbaupotenzials und die Auslegung des Herstellungsverfahrens wünschenswert und sinnvoll. Je nach Fließverhalten „saugt“ beispielsweise ein angrenzender Formkörper aus einem Schaum das flüssige Harz aus einem angrenzenden Prepreg.In the production of fiber composite components typically occur not only pressures and resulting from pressure differences forces on their components, but at the same time also elevated temperatures, which, for example, a thermoplastic matrix material for impregnation kept liquid or a thermosetting matrix material is cured. This combined pressure and temperature loading may deform molded articles (eg, foam cores, etc.) provided as components of the fiber composite components from their original shape. In the case of several moldings used at the same time, relative deformations of these moldings to one another may also occur. In addition, stresses can be introduced into the manufactured component by such deformations. In extreme cases, the moldings, such as rigid foams, can collapse under the pressures and temperatures that occur. Anisotropies in the strength and deformation properties of the shaped bodies also have an effect in each case. Such anisotropies often occur in practice also in such components for fiber composite components, which are referred to by their manufacturers as isotropic. In addition, not only open-pored foams but also closed-cell foams frequently accumulate in practice with the matrix material forming the matrix while it is still liquid. An investigation / classification of the absorption capacity of the moldings would therefore be desirable and useful for an assessment of the lightweight potential and the design of the manufacturing process. Depending on the flow behavior, for example, an adjoining shaped body of a foam "sucks" the liquid resin from an adjacent prepreg.

Aus der EP 2 818 858 A2 ist ein Verfahren zum Messen vom Deformationen nichtmetallischer Materialien mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 bekannt. Zum Messen der Deformationen unter Verwendung akustischer Signale wird eine Probe in einer abdichtbaren Kammer angeordnet, und die Kammer wird abgedichtet. Eine Temperatur und ein Druck innerhalb der Kammer werden eingestellt. Ein Testfluid wird in die Kammer eingeführt. Ein akustisches Signal wird verwendet, um eine Eigenschaft der Probe zu messen, wie beispielsweise eine Dimension oder ein Modul. Wiederholte Messungen werden mit der Zeit durchgeführt, um Änderungen bei der Probe als Antwort auf Temperatur und Druck zu erfassen. Die akustischen Signale können durch einen akustischen Wandler erzeugt werden. From the EP 2 818 858 A2 a method for measuring deformation of non-metallic materials having the features of the preamble of independent claim 1 is known. To measure the deformations using acoustic signals, a sample is placed in a sealable chamber and the chamber is sealed. A temperature and pressure within the chamber are adjusted. A test fluid is introduced into the chamber. An acoustic signal is used to measure a property of the sample, such as a dimension or modulus. Repeated measurements are made over time to detect changes in the sample in response to temperature and pressure. The acoustic signals can be generated by an acoustic transducer.

Aus der US 7,436,504 B2 ist ein Verfahren zum zerstörungsfreien Testen eines Objekts über einen Bereich von Testbedingungen bekannt. Das Verfahren umfasst das Richten von kohärentem Licht auf das Objekt, das Empfangen des von dem Objekt reflektierten kohärenten Lichts und das Aufnehmen des Reflektierten kohärenten Lichts über den Bereich von Testbedingungen hinweg als eine Mehrzahl von digitalen Bildern des Objekts. Das Objekt kann ein Reifen sein, und die unterschiedlichen Testbedingungen können unterschiedliche Belastungen des Reifens durch Anlegen unterschiedlicher Unterdrücke sein.From the US 7,436,504 B2 For example, a method for nondestructive testing of an object over a range of test conditions is known. The method includes directing coherent light to the object, receiving the coherent light reflected from the object, and receiving the reflected coherent light over the range of test conditions as a plurality of digital images of the object. The object may be a tire, and the different test conditions may be different loads on the tire by applying different negative pressures.

Auch aus der DE 103 19 099 A1 ist ein Verfahren zur Interferenzmessung eines Objekts, insbesondere eines Reifens bekannt. Das Objekt wird mit kohärentem Licht, insbesondere Laserlicht bestrahlt. Das von dem Objekt reflektierte Licht wird mit einem Detektor aufgenommen. Dabei können jeweils eine oder mehrere Aufnahmen, aus denen dann ein Mittelwert gebildet werden kann, für einen oder mehrere unterschiedliche Verformungszustände des Objekts gemacht werden. Die verschiedenen Verformungszustände des Objekt können insbesondere dadurch erzeugt werden, dass das Objekt jeweils einem verschiedenen Umgebungsdruck ausgesetzt wird. Also from the DE 103 19 099 A1 is a method for interference measurement of an object, in particular a tire known. The object is irradiated with coherent light, in particular laser light. The light reflected from the object is picked up by a detector. In this case, in each case one or more recordings, from which an average value can then be formed, can be made for one or more different states of deformation of the object. The different Deformation states of the object can be generated in particular by exposing the object to a different ambient pressure.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Analyse von Formkörpern als Komponenten für Faserverbundbauteile aufzuzeigen, mit dem weitere bei der Herstellung der Faserverbundbauteile relevante Eigenschaften der Formkörper soweit bestimmt werden können, dass sie bei der Herstellung der Faserverbundbauteile berücksichtigt oder sogar gezielt genutzt werden können. The invention has for its object to provide a method for the analysis of moldings as components for fiber composite components, with the other in the production of fiber composite components relevant properties of the moldings can be determined so far that they can be considered in the manufacture of fiber composite components or even used specifically ,

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Die abhängigen Patentansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens. The object of the invention is achieved by a method having the features of independent patent claim 1. The dependent claims relate to preferred embodiments of the method according to the invention.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Analyse von Formkörpern als Komponenten für Faserverbundbauteile umfasst die folgenden Schritte, die so auch Teil eines LCM-Herstellungsverfahrens für die Faserverbundbauteile sind. Ein zu analysierender Formkörper wird mit definierter Ausrichtung in einer Kammer angeordnet. Beim LCM ist diese Kammer die Form für das Bauteil. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Kammer in der Regel nicht an ein bestimmtes Bauteil adaptiert, sondern speziell für die Analyse von Formkörpern als Komponenten für Faserverbundbauteile ausgelegt. In der Kammer wird der zu analysierende Formkörper in eine Flüssigkeit eingebettet. Dies geschieht genauso beim LCM, wenn das flüssige Harz injiziert wird. Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Flüssigkeit ein flüssiges Harz sein. Alternativ kann es sich um eine andere Flüssigkeit handeln. Weiterhin wird ein vorgegebener zeitlicher Verlauf von Druck und Temperatur in der Kammer eingestellt. Dieser vorgegebene zeitliche Verlauf von Druck und Temperatur kann auch schon das Einbetten des zu analysierenden Formkörpers in die Flüssigkeit umfassen. Das heißt, dieses Einbetten kann bereits bei bestimmter Temperatur und bestimmten Druck erfolgen. Wenn hier von Druck und Temperatur die Rede ist, geht es insbesondere um erheblich von dem Atmosphärendruck und der Raumtemperatur abweichende Drücke und Temperaturen, insbesondere um gegenüber diesen Referenzwerten deutlich, d. h. zum Beispiel um mindestens 0,1 MPa bzw. 80 K erhöhte Drücke und Temperaturen, wie sie auch beim LCM auftreten. Der vorgegebene zeitliche Verlauf von Druck und Temperatur in der Kammer kann aber auch Drücke und Temperaturen umfassen, die über diejenigen beim LCM deutlich hinausgehen. A method according to the invention for analyzing shaped bodies as components for fiber composite components comprises the following steps, which are thus also part of an LCM production method for the fiber composite components. A shaped body to be analyzed is placed in a chamber with a defined orientation. With the LCM, this chamber is the mold for the component. In the method according to the invention, the chamber is usually not adapted to a particular component, but designed specifically for the analysis of moldings as components for fiber composite components. In the chamber, the shaped body to be analyzed is embedded in a liquid. This is the same with the LCM when the liquid resin is injected. Also in the method according to the invention, the liquid may be a liquid resin. Alternatively, it may be another liquid. Furthermore, a predetermined time profile of pressure and temperature in the chamber is set. This predetermined time profile of pressure and temperature can already include the embedding of the shaped body to be analyzed in the liquid. That is, this embedding can already be done at a certain temperature and pressure. If pressure and temperature are mentioned here, then the pressures and temperatures which deviate significantly from the atmospheric pressure and the room temperature, in particular in relation to these reference values, are particularly significant, ie. H. For example, by at least 0.1 MPa or 80 K increased pressures and temperatures, as they occur in the LCM. However, the predetermined time course of pressure and temperature in the chamber can also include pressures and temperatures that go far beyond those of the LCM.

Während des zeitlichen Verlaufs mindestens wird eine Abmessung des Formkörpers wiederholt gemessen, um die mit der Zeit auftretenden Auswirkungen von Druck und Temperatur, d. h. der Randbedingungen bei der Herstellung des jeweiligen Faserverbundbauteils, auf den Formkörper zu erfassen. Dabei geht es insbesondere um eine Verformung des Formkörpers in mindestens einer Richtung. Die gemessene Verformung kann dann zum Beispiel mit der gemessenen Verformung anderer Formkörper verglichen werden, die gleichzeitig oder alternativ in dem jeweiligen Faserverbundbauteil zum Einsatz kommen können. Wenn große Unterschiede bei der Verformung auftreten, können diese durch Auswahl anderer Formkörper vermieden werden oder sie werden durch einen symmetrischen Aufbau einer Sandwichstruktur aus den Formkörpern aufgefangen oder sie werden gezielt zum Einbringen von gewollten Vorspannungen in das Faserverbundbauteil ausgenutzt. Für die Einleitung jeglicher Gegenmaßnahme ist es ebenso wie für die gezielte Ausnutzung entscheidend, zu erfassen, wie die Formkörper auf Druck, Temperatur und ggf. weitere zu erwartende Randbedingungen der Herstellung des jeweiligen Faserverbundbauteils reagieren und welche Unterschiede dabei zwischen verschiedenen Formkörpern auftreten. Genau dies leistet die vorliegende Erfindung. Weiterhin dient die Erfindung der Identifikation des werkstoffabhängigen Prozessfensters für die Herstellung des jeweiligen Faserverbundbauteils. Herstellerangaben sind hierbei wenig belastbar. Mithilfe der Erfindung ist jedoch das optimale Prozessfenster in Bezug auf den Druck, die Temperatur und ggf. weitere relevante Randbedingungen für ein definiertes Ergebnis ermittelbar.During the course of time, at least one dimension of the molded article is repeatedly measured to compensate for the effects of pressure and temperature over time, i. H. the boundary conditions in the production of the respective fiber composite component, to detect the molding. This is in particular a deformation of the molding in at least one direction. The measured deformation can then be compared, for example, with the measured deformation of other shaped bodies that can be used simultaneously or alternatively in the respective fiber composite component. If large differences in the deformation occur, these can be avoided by selecting other moldings or they are collected by a symmetrical structure of a sandwich structure of the moldings or they are specifically exploited for introducing intentional biases in the fiber composite component. For the initiation of any countermeasure, as well as for targeted utilization, it is crucial to grasp how the shaped bodies react to pressure, temperature and possibly further expected boundary conditions of the production of the respective fiber composite component and which differences occur between different shaped bodies. This is exactly what the present invention accomplishes. Furthermore, the invention serves to identify the material-dependent process window for the production of the respective fiber composite component. Manufacturer specifications are not very resilient. With the aid of the invention, however, the optimal process window with respect to the pressure, the temperature and possibly other relevant boundary conditions for a defined result can be determined.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Formkörper vor dem Anordnen in der Kammer und nach einem Entfernen aus der Kammer im Anschluss an den zeitlichen Verlauf von Druck und Temperatur gewogen. Dabei wird beim ersten Wiegen nur die Masse des Formkörpers selbst und beim zweiten Wiegen auch die Masse der infolge des Verlaufs von Druck und Temperatur in den Formkörper eingedrungenen Flüssigkeit erfasst. So wird insbesondere erfasst, inwieweit auch das bei der Herstellung des Faserverbundbauteils verwendete flüssige Matrixmaterial in den jeweiligen Formkörper eindringt und damit unter anderem deren Masse erhöht aber auch ihre Einbindung in den hergestellten Materialverbund verbessert. In the method according to the invention, the shaped body is weighed before being arranged in the chamber and after removal from the chamber following the time course of pressure and temperature. In this case, during the first weighing, only the mass of the shaped body itself and, during the second weighing, the mass of the liquid which has penetrated into the shaped body as a result of the course of pressure and temperature is detected. In particular, the extent to which the liquid matrix material used in the manufacture of the fiber composite component penetrates into the respective shaped body and thus, among other things, increases its mass but also improves its incorporation into the composite material produced, is recorded.

Um die Tiefe des Eindringens der Flüssigkeit in den Formkörper zu erfassen, kann die Flüssigkeit mit einem Marker versetzt werden und kann mindestens ein Eindringprofil des Markers in den Formkörper erfasst werden. Konkret kann der Marker einen Fluoreszenzfarbstoff aufweisen, und unter Messen des Lichts von diesem Fluoreszenzfarbstoff kann das mindestens eine Eindringprofil längs der Fläche eines Schnitts durch den Formkörper erfasst werden. Das heißt, der Formkörper wird mit einem Schnitt zerteilt und längs des Schnitts wird die Konzentrationsverteilung des Fluoreszenzfarbstoffs, typischerweise durch Beleuchtung mit Anregungslicht und Erfassen des Fluoreszenzlichts, gemessen. In order to detect the depth of penetration of the liquid into the shaped body, the liquid can be offset with a marker and at least one penetration profile of the marker can be detected in the shaped body. Specifically, the marker can be a Having fluorescent dye, and measuring the light of this fluorescent dye, the at least one penetration profile along the surface of a section through the shaped body can be detected. That is, the shaped body is cut with a cut, and along the section, the concentration distribution of the fluorescent dye is measured, typically by illuminating with excitation light and detecting the fluorescent light.

Die Flüssigkeit, in die der jeweils zu analysierende Formkörper in der Kammer eingebettet wird, kann in dem relevanten Temperaturbereich eine gleiche Viskosität aufweisen, wie ein flüssiges Matrixmaterial aus dem die Matrix des Faserverbundbauteils ausgebildet wird, um zum Beispiel mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch das Eindringen eines solchen flüssigen Matrixmaterials in den jeweiligen Formkörper zu erfassen. Idealerweise weist die Flüssigkeit zudem eine gleiche Grenzflächenspannung gegenüber dem zu analysierenden Formkörper auf wie das relevante flüssige Matrixmaterial. Ganz konkret kann die Flüssigkeit das flüssige Matrixmaterial selbst sein. Wenn dieses flüssige Matrixmaterial bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aushärtet, muss jedoch dafür Sorge getragen sein, dass eine problemlose Entfernung der ausgehärteten Matrix aus der Kammer möglich ist. The liquid into which the respective shaped body to be analyzed is embedded in the chamber can have the same viscosity in the relevant temperature range as a liquid matrix material from which the matrix of the fiber composite component is formed, for example also with the inventive method to detect such liquid matrix material in the respective shaped body. Ideally, the liquid also has an equal interfacial tension to the shaped body to be analyzed as the relevant liquid matrix material. Concretely, the liquid may be the liquid matrix material itself. However, if this liquid matrix material cures when carrying out the method according to the invention, it must be ensured that a problem-free removal of the hardened matrix from the chamber is possible.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der jeweils zu analysierende Formkörper so in der Kammer angeordnet werden, dass er sich an mindestens einer Innenoberfläche der Kammer abstützt. Diese mindestens eine Innenoberfläche der Kammer dient dann als Referenz für die definierte Ausrichtung des Formkörpers in der Kammer. Zudem kann die mindestens eine Abmessung des Formkörpers gegenüber dieser mindestens einen Innenoberfläche der Kammer als Bezugspunkt gemessen werden. In the method according to the invention, the shaped body to be analyzed in each case can be arranged in the chamber so that it is supported on at least one inner surface of the chamber. This at least one inner surface of the chamber then serves as a reference for the defined orientation of the shaped body in the chamber. In addition, the at least one dimension of the shaped body can be measured relative to this at least one inner surface of the chamber as a reference point.

Der jeweils zu analysierende Formkörper kann auch so in der Kammer angeordnet werden, dass er sich zumindest bereichsweise an zwei einander gegenüber liegenden Innenoberflächen der Kammer abstützt. Damit können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Zwangsbedingungen gesetzt werden, die gleiche oder ähnliche Zwangsbedingungen bei der Herstellung des jeweiligen Faserverbundbauteils simulieren oder die es zumindest ermöglichen, die Reaktion des Formkörpers auf solche Zwangsbedingungen mit der erfindungsgemäßen Analyse zu erfassen.The respective shaped body to be analyzed can also be arranged in the chamber so that it is supported at least in regions on two opposite inner surfaces of the chamber. This can be set in the inventive method constraints that simulate the same or similar constraints in the production of the respective fiber composite component or at least make it possible to detect the reaction of the molding on such constraints with the analysis of the invention.

Vorzugsweise wird nicht nur eine Abmessung des jeweiligen Formkörpers gemessen, sondern werden die Abmessungen des Formkörpers in mehreren oder in allen drei Raumrichtungen gemessen. Damit kann insbesondere auch ein anisotropes Verhalten des Formkörpers erfasst werden, um es bei der späteren Herstellung von Faserverbundbauteilen unter Verwendung des Formkörpers als Komponente zu berücksichtigen. Preferably, not only a dimension of the respective shaped body is measured, but the dimensions of the shaped body are measured in several or in all three spatial directions. Thus, in particular an anisotropic behavior of the shaped body can be detected in order to take it into account in the later production of fiber composite components using the shaped body as a component.

Konkret kann die mindestens eine Abmessung und können alle Abmessungen des Formkörpers mit Ultraschall gemessen werden, und zwar durch die Flüssigkeit hindurch. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Flüssigkeit zusammen mit dem zu analysierenden Formkörper die Kammer ausfüllt. Dann kann ein ortsfest in der Kammer angeordneter Ultraschallsensor den Abstand der ihm gegenüberliegenden Oberfläche des jeweiligen Formkörpers über die Laufzeit des Ultraschalls durch die Flüssigkeit erfassen und damit die Abmessung des Formkörpers gegenüber einer dem Sensor gegenüberliegenden Innenoberfläche der Kammer oder gegenüber einer anderen Oberfläche des Formkörpers, deren Lage in der Kammer mit einem weiteren Ultraschallsensor erfasst wird.Specifically, the at least one dimension and all dimensions of the molded article can be measured ultrasonically, through the liquid. It is advantageous if the liquid fills the chamber together with the shaped body to be analyzed. Then, an ultrasonic sensor arranged stationarily in the chamber can detect the distance of the surface of the respective shaped body lying opposite it over the travel time of the ultrasound through the liquid and thus the dimension of the shaped body with respect to an inner surface of the chamber opposite the sensor or with respect to another surface of the molded body Location in the chamber is detected with another ultrasonic sensor.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können zumindest die Schritte des Einstellens und des Messens für verschiedene vorgegebene zeitliche Verläufe wiederholt werden, um die Auswirkungen dieser verschiedenen Verläufe auf den zu analysierenden Formkörper zu untersuchen. In the method according to the invention, at least the steps of setting and measuring can be repeated for different predetermined time courses in order to investigate the effects of these different courses on the shaped body to be analyzed.

Vielfach wird es sinnvoll oder gar erforderlich sein, den Formkörper nach jedem zeitlichen Verlauf von Druck und Temperatur zu erneuern, um relevante reproduzierbare Ergebnisse bei der erfindungsgemäßen Analyse zu erzielen. Grundsätzlich kann zwar auch ein einziger Verlauf von Druck und Temperatur die bei der Herstellung des Faserverbundbauteils potentiell auftretenden wesentlichen Temperaturen und Drücke und andere Randbedingungen abdecken. Um das Verhalten des Formkörpers bei verschiedenen Druck- und Temperaturkombinationen zu erfassen, ist aber eine Wiederholung aller Schritte des Anordnens, des Einbettens, des Einstellens und des Messens unter jeweiliger Erneuerung des Formkörpers sinnvoll.In many cases it will be useful or even necessary to renew the molded body after each time course of pressure and temperature in order to achieve relevant reproducible results in the analysis according to the invention. In principle, even a single course of pressure and temperature can cover the potentially occurring during the manufacture of the fiber composite component essential temperatures and pressures and other boundary conditions. In order to detect the behavior of the molding at different pressure and temperature combinations, but a repetition of all steps of arranging, embedding, setting and measuring with each renewal of the molding useful.

Diese Wiederholung der Schritte des Anordnens, des Einbettens, des Einstellens und des Messens kann auch für verschiedene Ausrichtungen des Formkörpers gegenüber der Kammer erfolgen. Dies gilt insbesondere für anisotrope Formkörper, wenn diese den bereits angesprochenen Zwangsbedingungen durch die unterschiedliche Ausrichtung in unterschiedlichen Richtungen bezüglich ihrer Anisotropie ausgesetzt werden. This repetition of the steps of placing, embedding, setting and measuring can also be done for different orientations of the shaped body with respect to the chamber. This is especially true for anisotropic moldings when they are exposed to the already mentioned constraints due to the different orientation in different directions with respect to their anisotropy.

Weiterhin können die Schritte des Anordnens, des Einbettens, des Einstellens und des Messens bei dem erfindungsgemäßen Verfahren für verschiedene Formkörper mit identischen Ausgangsabmessungen wiederholt werden, um die Festigkeits- und Verformungseigenschaften dieser Formkörper bzw. der diesen ausbildenden Materialien in vergleichbarer Form zu erfassen.Furthermore, in the method according to the invention, the steps of arranging, embedding, setting and measuring can be repeated for different shaped bodies having identical initial dimensions in order to obtain the strength and deformation properties of these shaped bodies or to record the materials forming this in a comparable form.

Der Formkörper kann nicht nur aus einem Material bestehen, sondern auch einen Teilverbund des Faserverbundbauteils umfassen. Dann können die Schritte des Anordnens, des Einbettens, des Einstellens und des Messens für verschiedene Zusammensetzungen des Teilverbunds wiederholt werden, wobei hierunter auch eine unterschiedliche Abfolge der Materialien des Teilverbunds fällt.The molded body can not only consist of a material, but also comprise a partial composite of the fiber composite component. Then, the steps of arranging, embedding, adjusting and measuring may be repeated for different compositions of the subassembly, which also includes a different sequence of the materials of the subassembly.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine den Formkörper aufnehmende Kammer, die eine Flüssigkeitszuleitung aufweist, an die ein Flüssigkeitsreservoir oder eine andere Quelle für die Flüssigkeit angeschlossen ist oder angeschlossen werden kann, und auf einen vorgegebenen zeitlichen Verlauf von Druck und Temperatur in der Kammer ansteuerbare Pump- und Heizeinrichtungen. Darüber hinaus sind Messeinrichtungen vorhanden, mit denen mindestens eine Abmessung des Formkörpers während des zeitlichen Verlaufs wiederholt messbar ist. An apparatus for carrying out the method according to the invention comprises a chamber accommodating the shaped body, which has a liquid feed line, to which a liquid reservoir or another source for the liquid is connected or can be connected, and to a predetermined time course of pressure and temperature in the chamber controllable pumping and heating devices. In addition, measuring devices are provided with which at least one dimension of the shaped body can be repeatedly measured during the course of time.

Die Kammer der Vorrichtung kann mindestens eine Innenoberfläche zur Abstützung des zu analysierenden Formkörpers aufweisen. Die Kammer kann auch mehrere einander gegenüberliegende Innenoberflächen zur zumindest bereichsweisen Abstützung des zu analysierenden Formkörpers und zur gleichzeitigen Definition von Zwangsbedingungen aufweisen, unter denen des Formkörper in der Vorrichtung analysiert wird. The chamber of the device may have at least one inner surface for supporting the shaped body to be analyzed. The chamber may also have a plurality of opposing inner surfaces for at least partially supporting the shaped body to be analyzed and for the simultaneous definition of constraints under which the shaped body is analyzed in the apparatus.

Die Kammer kann auch so ausgebildet sein, dass sie einen quaderförmigen, insbesondere einen würfelförmigen zu analysierenden Formkörper an drei seiner sechs Flächen abstützt, die an eine seiner Ecken angrenzen. Mit einer solchen Kammer könnten ohne Zwangsbedingungen die Verformungen des Formkörpers in allen drei Hauptachsenrichtungen mit jeweils einem Ultraschallsensor gemessen werden.The chamber can also be designed so that it supports a cuboid, in particular a cube-shaped shaped body to be analyzed on three of its six surfaces, which adjoin one of its corners. With such a chamber, the deformations of the shaped body could be measured in all three main axis directions, each with an ultrasonic sensor without constraints.

Die Messeinrichtungen können von verschiedenen Fixpunkten der Kammer aus und/oder in verschiedenen Richtungen mehrere Abstände zu den jeweils gegenüberliegenden Oberflächen des Formkörpers messen. Konkret können die Messeinrichtungen die Abmessungen des Formkörpers mit Ultraschall durch die Flüssigkeit hindurch messen. The measuring devices can measure several distances from the respective opposite surfaces of the shaped body from different fixed points of the chamber and / or in different directions. Specifically, the measuring devices can measure the dimensions of the shaped body with ultrasound through the liquid.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and can take effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Without thereby altering the subject matter of the appended claims, as regards the disclosure of the original application documents and the patent, further features can be found in the drawings, in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components and their relative arrangement and operative connection. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims.

Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Sensor die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Sensor, zwei Sensoren oder mehr Sensoren vorhanden sind.The features mentioned in the patent claims and the description are to be understood in terms of their number that exactly this number or a greater number than the said number is present, without requiring an explicit use of the adverb "at least". So if, for example, a sensor is mentioned, this is to be understood that exactly one sensor, two sensors or more sensors are present.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben. In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.

1 ist eine Übersicht über eine Vorrichtung zur Analyse von Formkörpern. 1 is an overview of a device for the analysis of moldings.

2 illustriert eine andere Anordnung von Ultraschallsensoren in einer Kammer einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zur Analyse von Formkörpern. 2 illustrates another arrangement of ultrasonic sensors in a chamber of another embodiment of the device for analyzing moldings.

3 illustriert Details der Kammer einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zur Analyse von Formkörpern. 3 illustrates details of the chamber of another embodiment of the apparatus for analyzing moldings.

4 ist ein schematischer Schnitt durch einen Formkörper nach seiner Analyse in der Vorrichtung zur Analyse von Formkörpern; und 4 is a schematic section through a shaped body after its analysis in the device for the analysis of moldings; and

5 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Teils des erfindungsgemäßen Verfahrens. 5 is a flow diagram of an embodiment of a part of the method according to the invention.

FIGURENBESCHREIBUNG DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die in 1 dargestellte Vorrichtung 1 weist als zentrales Element eine Kammer 2 auf, die einen zu analysierenden Formkörper 3 für ein Faserverbundbauteil, wie beispielsweise ein LCM-Bauteil, aufnimmt. Das heißt, der Formkörper 3 wird zur Analyse mit definierter Ausrichtung in der Kammer 2 angeordnet, hier unter flächiger Anlage an einer Innenoberfläche 4 der Kammer 2. Dann wird die Kammer 2 über eine Flüssigkeitszuleitung 7 mit einer Flüssigkeit 5 befüllt, die hier aus einem Flüssigkeitsreservoir 6 kommt, so dass die Kammer 2 neben dem Formkörper 3 vollständig von der Flüssigkeit 5 ausgefüllt ist. Dabei kann ein Entlüftungsventil 8 in einer Entlüftungsleitung 9 vorübergehend geöffnet werden und/oder die Kammer 2 vor dem Einleiten der Flüssigkeit 5 über die Entlüftungsleitung 9 evakuiert werden. Die Anlage des Formkörpers 3 an der Innenoberfläche 4 der Kammer 2 wird hierbei durch den Auftrieb des Formkörpers 3 in der Flüssigkeit 5 unterstützt oder kann sogar erst durch diesen Auftrieb herbeigeführt werden. Das Flüssigkeitsreservoir 6 dient auch dazu, um mittels einer angeschlossenen Pumpe oder eines Druckbehälters 10 einen vorgegebenen Druck in der Kammer 2 einzustellen. Dieser Druck wird mit einem Drucksensor 11 erfasst und von einer Datenerfassungs- und Auswerteeinrichtung 12 ausgewertet und zum Regeln eines Antriebs 13 der Pumpe 10 verwendet, um den vorgegebenen Druck in der Kammer 2 genau einzustellen. Zudem ist die Kammer 2 zusammen mit dem Flüssigkeitsreservoir 6 in einem Ofen 14 angeordnet, um eine vorgegebene Temperatur in der Kammer 2 einzustellen. Alternativ könnte die Temperatur der Kammer 2 und ihres Inhalts auch durch Induktion, Strahlung oder dgl. eingestellt werden. Diese Temperatur wird mit einem Temperatursensor 15 erfasst, der ebenfalls an die Datenerfassungs- und Auswerteeinrichtung 12 angeschlossen ist, die auf dieser Basis den Ofen 14 steuert. Weiterhin ist in der Kammer 2 ein Ultraschallsensor 16 vorgesehen, der einen Abstand 17 zu einer gegenüberliegenden Oberfläche 18 des Formkörpers 3 durch die Flüssigkeit 5 misst. Unter Berücksichtigung eines bekannten Abstands 19 der Innenoberfläche 4 der Kammer 2, an der sich der Formkörper 3 abstützt, wird so eine Abmessung 20 des Formkörpers 3 normal zu der Innenoberfläche 4 erfasst. Diese Abmessung 20 wird von der Datenerfassungs- und Auswerteeinrichtung 12 wiederholt gemessen, während sie einen zeitlichen Verlauf von Druck und Temperatur, d. h. verschiedene Verhältnisse von Druck und Temperatur nacheinander über vorgegebene Zeiträume hinweg, in der Kammer 2 einstellt. Wenn diese Verhältnisse und zeitlichen Abläufe typische zeitliche Verläufe von Druck und Temperatur bei der Herstellung des geplanten Faserverbundbauteils umfassen, kann aus der wiederholt gemessenen Abmessung 20 auf das Verhalten des Formkörpers während der Herstellung geschlossen werden, d. h. dieses Verhalten vorhergesagt werden. In the 1 illustrated device 1 has as a central element a chamber 2 on, the one to be analyzed shaped body 3 for a fiber composite component such as an LCM component. That is, the molded body 3 is used for analysis with defined orientation in the chamber 2 arranged, here under flat contact on an inner surface 4 the chamber 2 , Then the chamber 2 via a fluid supply line 7 with a liquid 5 filled, here from a liquid reservoir 6 comes, leaving the chamber 2 next to the molding 3 completely from the liquid 5 is filled. This can be a vent valve 8th in a vent line 9 be opened temporarily and / or the chamber 2 before introducing the liquid 5 over the vent line 9 be evacuated. The plant of the molding 3 on the inner surface 4 the chamber 2 This is due to the buoyancy of the molding 3 in the liquid 5 supports or can even be brought about by this boost. The liquid reservoir 6 also serves to be connected by means of a connected pump or a pressure vessel 10 a predetermined pressure in the chamber 2 adjust. This pressure comes with a pressure sensor 11 recorded by a data acquisition and evaluation device 12 evaluated and used to control a drive 13 the pump 10 used to set the given pressure in the chamber 2 to adjust exactly. In addition, the chamber 2 together with the liquid reservoir 6 in an oven 14 arranged to a predetermined temperature in the chamber 2 adjust. Alternatively, the temperature of the chamber could be 2 and its contents are also adjusted by induction, radiation or the like. This temperature comes with a temperature sensor 15 which also belongs to the data acquisition and evaluation device 12 connected, which is based on the oven 14 controls. Furthermore, in the chamber 2 an ultrasonic sensor 16 provided that a distance 17 to an opposite surface 18 of the molding 3 through the liquid 5 measures. Taking into account a known distance 19 the inner surface 4 the chamber 2 on which the molded body 3 supports, so becomes a dimension 20 of the molding 3 normal to the inner surface 4 detected. This dimension 20 is provided by the data acquisition and evaluation device 12 repeatedly measured while keeping a time course of pressure and temperature, ie different ratios of pressure and temperature successively over given periods, in the chamber 2 established. If these relationships and timings include typical time histories of pressure and temperature in the production of the planned fiber composite component, can from the repeatedly measured dimension 20 be concluded on the behavior of the molding during manufacture, ie this behavior can be predicted.

Bei der Ausführungsform der Vorrichtung 1 gemäß 1 wird nur eine Abmessung 20 des Formkörpers 3 wiederholt oder sogar fortlaufend während des Verlaufs von Druck und Temperatur in der Kammer 2 gemessen. 2 illustriert eine Ausführungsform der Vorrichtung 1 anhand ihrer Kammer 2, bei der mit mehreren Ultraschallsensoren 16 neben der Abmessung 20 auch eine dazu orthogonale Abmessung 21 mittels Abständen 22 zu weiteren Oberflächen 23 des Formkörpers 3 und ein Referenzabstand 31 gemessen werden. Der Referenzabstand 31 ist ein an sich bekannter, allenfalls durch Wärmeausdehnung der Kammer 2 temperaturabhängiger Abstand. Mit seiner Hilfe kann die Abstandsmessung mit den Ultraschallsensoren 16 durch die Flüssigkeit 5 kalibriert werden. Konkret kann unter Verwendung der Laufzeit des Ultraschalls über den Referenzabstand 31 die Laufzeit über die Abstände 17 und 22 so normiert werden, dass hieraus die tatsächlichen Abstände 17 und 22 ermittelt werden können. Damit erfolgt eine Kompensation des Einflusses aller Signallaufzeitänderung durch die Flüssigkeit 5. Die Schallgeschwindigkeit in einem Fluid ist temperaturabhängig. Dies führt zu Abweichungen bei Laufzeitmessungen über einen größeren Temperaturbereich. Ohne den Referenzabstand 31 muss eine separate Kompensation dieses Temperatureinflusses durchgeführt werden. Der Einfluss der Wärmeausdehnung der Kammer 2 wird bei der Kompensation vernachlässigt, oder die Wärmeausdehnung der Kammer wird zusätzlich erfasst oder aus den vorliegenden Temperaturen bestimmt und bei der Kompensation berücksichtigt.In the embodiment of the device 1 according to 1 becomes only one dimension 20 of the molding 3 repeatedly or even continuously during the course of pressure and temperature in the chamber 2 measured. 2 illustrates an embodiment of the device 1 based on her chamber 2 when using multiple ultrasonic sensors 16 next to the dimension 20 also an orthogonal dimension 21 by intervals 22 to other surfaces 23 of the molding 3 and a reference distance 31 be measured. The reference distance 31 is a known per se, possibly by thermal expansion of the chamber 2 temperature-dependent distance. With its help, the distance measurement with the ultrasonic sensors 16 through the liquid 5 be calibrated. Specifically, using the transit time of the ultrasound beyond the reference distance 31 the running time over the distances 17 and 22 be normalized so that from this the actual distances 17 and 22 can be determined. This compensates the influence of all signal propagation time change by the liquid 5 , The speed of sound in a fluid is temperature dependent. This leads to deviations during transit time measurements over a larger temperature range. Without the reference distance 31 a separate compensation of this temperature influence must be carried out. The influence of thermal expansion of the chamber 2 is neglected in the compensation, or the thermal expansion of the chamber is additionally detected or determined from the present temperatures and taken into account in the compensation.

Bei der in 3 anhand ihrer Kammer 2 illustrierten weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 1 ist der Formkörper 3 nicht nur an der Innenoberfläche 4, sondern zusätzlich zwischen zwei einander gegenüberliegenden Innenoberflächen 24, die die Oberflächen 23 des Formkörpers 3 abstützen, angeordnet. Damit werden Zwangsbedingungen definiert, unter denen der Formkörper 3 dem Druck und der Temperatur in der Kammer 2 ausgesetzt wird. Dabei wird mit drei Ultraschallsensoren 16 der Abstand 17 bzw. 17', 17'' an unterschiedlichen Stellen der Oberfläche 18 des Formkörpers 3 und entsprechend die Abmessung 20 bzw. 20', 20'' an unterschiedlichen Stellen der Erstreckung des Formkörpers 3 längs der Innenoberfläche 4 der Kammer 2 erfasst. Auch hierdurch wird das Verhalten des Formkörpers 3 gegenüber Druck und Temperatur bei der Herstellung eines den Formkörper 3 umfassenden Faserverbundbauteils, hier unter einer Zwangsbedingung, im Vorfeld der eigentlichen Herstellung erfasst. At the in 3 based on her chamber 2 illustrated another embodiment of the device 1 is the molding 3 not only on the inside surface 4 but additionally between two opposite inner surfaces 24 that the surfaces 23 of the molding 3 support, arranged. This defines constraints, among which the molding 3 the pressure and the temperature in the chamber 2 is suspended. This is done with three ultrasonic sensors 16 the distance 17 respectively. 17 ' . 17 '' at different points of the surface 18 of the molding 3 and according to the dimension 20 respectively. 20 ' . 20 '' at different points of the extension of the molding 3 along the inner surface 4 the chamber 2 detected. This also makes the behavior of the molding 3 against pressure and temperature in the production of a molded body 3 comprehensive fiber composite component, here under a constraint, detected in advance of the actual production.

Nach dem Aussetzen des Formkörpers 3 gegenüber Druck und Temperatur in der Kammer 2, kann der Formkörper 3 entnommen und gewogen werden, um die so bestimmte Masse des Formkörpers 3 mit ihrer vor dem Einbringen in die Kammer 2 bestimmten Masse zu vergleichen. Die Massedifferenz gibt während des Verlaufs von Druck und Temperatur in den Formkörper 3 eingedrungene Flüssigkeit 5 an. Das Eindringen der Flüssigkeit 5 in den Formkörper 3 ist ein wichtiges Kriterium für das Verhalten des Formkörpers 3 bei seiner Verwendung zur Herstellung eines Faserverbundbauteils. Es versteht sich allerdings, dass die Aussagekraft dieses Eindringens der Flüssigkeit 5 in den Formkörper 3 nur dann groß ist, wenn die Flüssigkeit 5 dieselbe oder zumindest eine ähnliche Viskosität und eine ähnliche Grenzflächenspannung gegenüber dem Formkörper 3 aufweist wie das Matrixmaterial bei dem geplanten Herstellungsverfahren. Um dies sicherzustellen, kann die Flüssigkeit das Matrixmaterial sein. Dann muss jedoch die Kammer 2 so ausgebildet werden, dass die ausgehärtete Matrix problemlos daraus entfernt werden kann. After exposure of the molding 3 against pressure and temperature in the chamber 2 , the shaped body can 3 are removed and weighed to the thus determined mass of the molding 3 with her before placing in the chamber 2 to compare to certain mass. The mass difference is during the course of pressure and temperature in the molding 3 penetrated liquid 5 at. The penetration of the liquid 5 in the moldings 3 is an important criterion for the behavior of the molding 3 when used for producing a fiber composite component. It goes without saying, however, that the significance of this penetration of the liquid 5 in the moldings 3 only great when the liquid 5 the same or at least a similar viscosity and a similar interfacial tension to the molding 3 as the matrix material in the planned manufacturing process. To ensure this, the liquid can be the matrix material. But then the chamber has to 2 be formed so that the cured matrix can be easily removed from it.

Um das Eindringen der Flüssigkeit 5 in den Formkörper 3 noch genauer zu untersuchen, kann der Flüssigkeit 5 ein Marker, beispielsweise ein Fluoreszenzfarbstoff zugesetzt werden. Dann kann das Eindringen der Flüssigkeit 5 in den Formkörper 3 durch Messen einer Fluoreszenzlichtintensitätsverteilung über einen Schnitt 25 durch den Formkörper 3 bestimmt werden, wie er in 4 dargestellt ist. Dazu kann der Schnitt 25 mit Anregungslicht beleuchtet werden und das daraufhin imitierte Fluoreszenzlicht von dem Marker in der Flüssigkeit 5 auf eine Kamera abgebildet werden. Die Intensitätsverteilung des Fluoreszenzlichts entspricht dann einer Verteilung der in das Volumen des Formkörpers 3 eingedrungenen Flüssigkeit. To prevent the penetration of the liquid 5 in the moldings 3 To investigate even more closely, the fluid can 5 a marker, for example a fluorescent dye may be added. Then, the penetration of the liquid 5 in the moldings 3 by measuring a fluorescent light intensity distribution across a slice 25 through the molding 3 be determined as he is in 4 is shown. This can be the cut 25 be illuminated with excitation light and then imitated fluorescent light from the marker in the liquid 5 be imaged on a camera. The intensity distribution of the fluorescent light then corresponds to a distribution in the volume of the shaped body 3 penetrated liquid.

5 gibt eine Übersicht über einen Teil des erfindungsgemäßen Verfahren. In einem ersten Schritt des Anordnens 26 wird der zu analysierende Formkörper 3 in der Kammer 2 der Vorrichtung angeordnet. In einem folgenden Schritt des Einbettens 27 wird der Formkörper 3 in der Kammer 2 in die Flüssigkeit eingebettet. Dann wird in einem Schritt des Einstellens 28 ein zeitlicher Verlauf von Druck p und Temperatur T in der Kammer 2 eingestellt. Dabei wird wiederholt ein Schritt des Messens 29 mindestens einer Abmessung des Formkörpers in der Kammer durchgeführt, um ihre Reaktion auf den Druck und die Temperatur zu erfassen. Der in 5 angedeutete Verlauf 30 von Druck p und Temperatur T über der Zeit t umfasst einen stufenweise ansteigenden Druck und eine kontinuierlich ansteigende Temperatur. Dies ist aber nur ein Beispiel. So kann die Temperatur auch konstant gehalten werden, während der Druck stufenweise erhöht wird. Umgekehrt kann auch der Druck konstant gehalten werden und die Temperatur in Stufen erhöht werden. Weitere Kombinationen sind möglich. So kann auch ein kontinuierlicher Verlauf oder ein sinusförmiger Verlauf sinnvoll sein, bei dem aus der phasenverschobenen Antwort des Formkörpers die viskoelastischen Eigenschaften ermittelt werden können. Sinnvoll sind aber insbesondere solche Verläufe, die die Randbedingungen der Herstellung des Faserverbundbauteils widerspiegeln, in dem der Formkörper später eingesetzt werden soll. 5 gives an overview of a part of the method according to the invention. In a first step of arranging 26 becomes the molded article to be analyzed 3 in the chamber 2 arranged the device. In a subsequent step of embedding 27 becomes the shaped body 3 in the chamber 2 embedded in the liquid. Then in a step of setting 28 a time course of pressure p and temperature T in the chamber 2 set. This is repeated a step of measuring 29 at least one dimension of the shaped body carried out in the chamber to detect their reaction to the pressure and the temperature. The in 5 indicated course 30 of pressure p and temperature T over time t includes a stepwise increasing pressure and a continuously increasing temperature. This is just an example. Thus, the temperature can also be kept constant while the pressure is increased gradually. Conversely, the pressure can be kept constant and the temperature can be increased in stages. Further combinations are possible. Thus, a continuous course or a sinusoidal course may be useful, in which the viscoelastic properties can be determined from the phase-shifted response of the shaped body. However, it is particularly appropriate to use such courses which reflect the boundary conditions of the production of the fiber composite component in which the shaped body is to be used later.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtung contraption
22: Kammer chamber
33: Formkörper moldings
44: Innenoberfläche inner surface
55: Flüssigkeit liquid
66: Flüssigkeitsreservoir liquid reservoir
77: Flüssigkeitszuleitung liquid supply
88th: Entlüftungsventil vent valve
99: Entlüftungsleitung vent line
1010: Pumpe pump
1111: Drucksensor pressure sensor
1212: Datenerfassungs- und Auswerteeinrichtung Data acquisition and evaluation device
1313: Antrieb drive
1414: Ofen oven
1515: Temperatursensor temperature sensor
1616: Ultraschallsensor ultrasonic sensor
1717: Abstand distance
1818: Oberfläche surface
1919: Abstand distance
2020: Abmessung dimension
2121: Abmessung dimension
2222: Abstand distance
2323: Oberfläche surface
2424: Abstand distance
2525: Schnitt cut
2626: Schritt des Anordnens Step of Arranging
2727: Schritt des Einbettens Step of embedding
2828: Schritt des Einstellens Step of setting
2929: Schritt des Messens Step of measuring
3030: Verlauf course
3131: Referenzabstand reference distance

Claims

Method for analyzing shaped bodies ( 3 ) as components for fiber composite components, - wherein a molded body to be analyzed ( 3 ) with defined orientation in a chamber ( 2 ) is arranged, - wherein the shaped body to be analyzed ( 3 ) in the chamber ( 2 ) into a liquid ( 5 ) and - whereby a given chronological sequence ( 30 ) of pressure and temperature in the chamber ( 2 ), whereby during the course of time ( 30 ) at least one dimension ( 20 . 21 ) of the shaped body ( 3 ) is measured several times, characterized in that the shaped body ( 3 ) before placing in the chamber ( 2 ) and after removal from the chamber ( 2 ) following the time course ( 30 ) is weighed.

Method according to claim 1, characterized in that the liquid ( 5 ) is added with a marker and that at least one penetration profile of the marker into the molding ( 3 ) is detected.

A method according to claim 2, characterized in that the marker has a fluorescent dye and that the at least one penetration profile along the surface of a section ( 25 ) through the shaped body ( 3 ) is detected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid ( 5 ) over the time course, an equal viscosity and / or a same interfacial tension against the shaped body to be analyzed as a liquid matrix material for the production of the respective fiber composite component or a liquid matrix material for the production of the respective fiber composite component is.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the shaped body to be analyzed ( 3 ) so in the chamber ( 2 ) is arranged on at least one inner surface ( 4 . 24 ) the chamber ( 2 ) is supported.

Method according to claim 5, characterized in that the at least one dimension ( 20 ) of the shaped body ( 3 ) opposite the at least one inner surface ( 4 ) the chamber ( 2 ) is measured.

A method according to claim 5 or 6, characterized in that the shaped body to be analyzed ( 3 ) so in the chamber ( 2 ) is arranged so that it at least partially on two opposite inner surfaces ( 24 ) the chamber ( 2 ) is supported.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the dimensions ( 20 . 21 ) of the shaped body ( 3 ) in all three spatial directions.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one dimension ( 20 . 21 ) of the shaped body ( 3 ) with ultrasound through the liquid ( 5 ) is measured.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid ( 5 ) together with the shaped body to be analyzed ( 3 ) the chamber ( 2 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least the steps of setting ( 28 ) and measuring ( 29 ) for various predetermined time courses ( 30 ) be repeated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the steps of arranging ( 26 ), embedding ( 27 ), setting ( 28 ) and measuring ( 29 ) for different orientations of the shaped body ( 3 ) opposite the chamber ( 2 ) be repeated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the steps of arranging ( 26 ), embedding ( 27 ), setting ( 28 ) and measuring ( 29 ) for different shaped bodies ( 3 ) are repeated with identical initial dimensions.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the shaped body ( 3 ) comprises a subassembly of the fiber composite component, wherein the steps of arranging ( 26 ), embedding ( 27 ), setting ( 28 ) and measuring ( 29 ) are repeated for different compositions of the subassembly.