DE102015218215A1 - Apparatus and process for the production of fiber-reinforced semi-finished composite products of composite components - Google Patents

Apparatus and process for the production of fiber-reinforced semi-finished composite products of composite components Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Verbundbauteilen mit – einer Faserablageeinrichtung (20) zur Ablage von Verstärkungsfasern (10) auf dem Gelegehalbzeug (11) entlang einer vorbestimmten Bahn (12), – einer Faserfestlegungseinrichtung (30) zur zerstörungsfrei reversiblen Festlegung der abgelegten Verstärkungsfasern (10) an dem Gelegehalbzeug (11), wobei die Faserfestlegungseinrichtung (30) ein Unterdruckerzeugungsmittel (31) aufweist.The invention relates to an apparatus and a method for the production of fiber-reinforced composite components with - a fiber deposition device (20) for depositing reinforcing fibers (10) on the semi-finished fabric (11) along a predetermined path (12), - a non-destructively non-destructive fiber-fixing device (30) Fixing the deposited reinforcing fibers (10) on the fabric semi-finished product (11), wherein the fiber fixing means (30) comprises a negative pressure generating means (31).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Gelegehalbzeugen sowie ein entsprechendes Verfahren. Solche Gelegehalbzeuge werden beim Herstellen von Verbundbauteilen verwendet, die zunehmend in der Automobilindustrie eingesetzt werden.The present invention relates to a device for producing fiber-reinforced semi-finished fabric as well as a corresponding method. Such semi-finished lugs are used in the manufacture of composite components, which are increasingly used in the automotive industry.

Häufig werden bei der Fertigung von Faserverbundbauteilen, insbesondere mittels Verfahren des Tailored Fiber Placement, die Verstärkungsfasern mittels einer Faserablageeinrichtung auf dem Gelegehalbzeug abgelegt und unmittelbar mittels Sticken derart fixiert, dass eine zerstörungsfreie Ablösung der Verstärkungsfasern nicht mehr möglich ist.Frequently, in the manufacture of fiber composite components, in particular by means of Tailored Fiber Placement, the reinforcing fibers are deposited by means of a fiber depositing device on the semi-finished fabric and fixed directly by means of embroidery such that a nondestructive detachment of the reinforcing fibers is no longer possible.

Indem die Verstärkungsfasern mit einem zusätzlich eingebrachten Stickfaden örtlich fixiert werden, wird sichergestellt, dass die abgelegten Verstärkungsfasern auf dem gewünschten, zu verstärkenden Lastpfad des späteren Verbundfaserbauteils verbleiben.By locally fixing the reinforcing fibers with an additionally introduced embroidery thread, it is ensured that the deposited reinforcing fibers remain on the desired, to be reinforced load path of the later composite fiber component.

Das Einbringen des Stickfadens entlang der gesamten zu verstärkenden Bahn bringt jedoch zusätzliches Gewicht in das Bauteil ein. Ferner ist es in solchen Fertigungsprozessen nötig, die Fixierung mit dem Stickfaden zumindest im Wesentlichen unmittelbar an der Stelle durchzuführen, an welcher die Verstärkungsfasern abgelegt werden, um ein Verrutschen der Verstärkungsfasern auszuschließen.The introduction of the embroidery thread along the entire web to be reinforced, however, adds additional weight to the component. Furthermore, it is necessary in such manufacturing processes to carry out the fixation with the embroidery thread at least substantially directly at the point at which the reinforcing fibers are laid down in order to preclude slippage of the reinforcing fibers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche hinsichtlich Fertigungsprozess und/oder Bauteilgestaltung eine höhere Flexibilität ermöglichen.It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus and a method which allow greater flexibility with regard to the production process and / or component design.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein entsprechendes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.This object is achieved by a device having the features of claim 1 and a corresponding method having the features of claim 7.

Bei der Erfindung werden die Verstärkungsfasern zerstörungsfrei reversibel, insbesondere translatorisch und rotatorisch, festgelegt. Hierzu werden die abgelegten Verstärkungsfasern durch eine durch Unterdruck erzeugte Zugkraft gegen die Oberfläche des Gelegehalbzeugs gepresst. Die Verstärkungsfasern sind somit reibschlüssig temporär positioniert.In the invention, the reinforcing fibers are non-destructive reversible, in particular translational and rotational set. For this purpose, the deposited reinforcing fibers are pressed by a tensile force generated by negative pressure against the surface of the semi-finished Gelege. The reinforcing fibers are thus temporarily frictionally positioned.

Unter einer Festlegung von Verstärkungsfasern kann vorliegend eine Verbindung der Verstärkungsfasern mit dem Gelegehalbzeug im Wesentlichen auf Basis von Reibschluss verstanden werden, welche zerstörungsfrei löslich ist, sobald die dem Reibschluss zu Grunde liegende Kraft nicht mehr aufgebracht wird.A definition of reinforcing fibers may in the present case be understood as meaning a connection of the reinforcing fibers to the semi-finished gel product based essentially on frictional engagement, which is non-destructively soluble as soon as the force underlying the frictional connection is no longer applied.

Unter einer dauerhaften Fixierung kann vorliegend eine Verbindung der Verstärkungsfasern mit dem Gelegehalbzeug im Wesentlichen auf Basis von Formschluss oder Stoffschluss verstanden werden, wobei wenigstens einer der Formschluss- oder Stoffschlusspartner wenigstens teilweise zerstört werden muss, um die Verbindung zu lösen.In the present case, a permanent fixation can be understood as meaning a connection of the reinforcing fibers to the semi-finished gel product essentially on the basis of form-locking or material bonding, wherein at least one of the form-fitting or material-bonding partners must be at least partially destroyed in order to release the connection.

Der Unterdruck wird gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung an einer Unterseite des Gelegehalbzeugs aufgebracht. Nachdem das Gelegehalbzeug aber fluiddurchlässig ist, saugt es die an der Oberseite aufgelegten Verstärkungsfasern an und drückt sie damit gegen das Gelegehalbzeug.The negative pressure is applied according to a preferred embodiment of the invention on an underside of the semi-finished Gelegebzeug. However, after the semi-finished fabric is fluid-permeable, it absorbs the reinforcing fibers applied to the upper side and presses them against the semi-finished fabric.

Die Verstärkungsfasern werden, noch während sie gegen das Gelegehalbzeug gedrückt werden, an dem Gelegehalbzeug fixiert, sodass die Verstärkungsfasern nicht mehr verrutschen können. Die so gebildete Einheit kann dann separat transportiert werden oder gelagert werden, bis die Einheit schließlich bei der Herstellung von Verbundbauteilen eingesetzt wird.The reinforcing fibers are fixed to the semi-finished fabric while still pressed against the semi-finished fabric, so that the reinforcing fibers can not slip. The unit so formed may then be transported or stored separately until the unit is finally used in the manufacture of composite components.

Die erzeugte Einheit kann ein Bahnmaterial sein, welches anschließend beschnitten wird, oder es kann sich bereits um ein beschnittenes Gelegehalbzeug handeln, an dem Verstärkungsfasern angebracht werden.The unit produced may be a sheet material which is subsequently trimmed, or it may already be a trimmed laid semi-finished product to which reinforcing fibers are applied.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie die Verstärkungsfasern in der Fixiereinrichtung am Gelegehalbzeug befestigt werden können. Eine Variante ist die Verwendung von Bindermaterial, eine andere Möglichkeit ein Schweißverfahren und wieder eine andere Möglichkeit ein Stickverfahren. Diese Verfahren können auch beliebig miteinander kombiniert werden.There are various ways in which the reinforcing fibers can be fixed in the fixing device on the semi-finished fabric. One variant is the use of binder material, another possibility is a welding process and another possibility is an embroidery process. These methods can also be combined with each other as desired.

Gemäß einer Weiterbildung wird das Gelegehalbzeug mittels einer Transporteinrichtung von der Faserablegeeinrichtung weg bis zur Faserfixiereinrichtung und anschließend von dieser wiederum wegtransportiert. Die Transporteinrichtung bewegt das Gelegehalbzeug beispielsweise kontinuierlich weiter, alternativ hierzu ist auch eine schrittweise Positionierung denkbar. Über einen Teil der Bahn hinweg wirkt die Faserfestlegungseinrichtung permanent, nämlich von der Faserablageeinrichtung bis zur Faserfixiereinrichtung.According to a further development, the semi-finished jelly product is transported away from the fiber-depositing device by means of a transport device as far as the fiber-fixing device and subsequently away from it. The transport device moves the semi-finished jelly, for example, continuously, alternatively, a stepwise positioning is conceivable. Over a part of the web, the fiber setting device acts permanently, namely from the fiber depositing device to the fiber fixing device.

Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine räumliche und/oder zeitliche Entkopplung der Faserablage und der Fixierung der Verstärkungsfasern am Gelegehalbzeug erfolgen.As a result, spatial and / or temporal decoupling of the fiber deposit and the fixation of the reinforcing fibers on the semi-finished gel product can advantageously take place.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung liegt der Unterdruck an einer Unterseite des fluiddurchlässigen Gelegehalbzeugs an.According to a preferred development of the vacuum is applied to a bottom of the fluid-permeable Gelegehalbzeugs.

Dadurch kann in vorteilhafter Weise ein ungehinderter Transport des Gelegehalbzeugs mit den abgelegten Verstärkungsfasern zwischen den verschiedenen Stationen bzw. Schritten des Fertigungsprozesses erfolgen. As a result, an unhindered transport of the semi-finished fabric with the deposited reinforcing fibers between the various stations or steps of the manufacturing process can be carried out in an advantageous manner.

Durch die fluiddurchlässige Ausbildung des Gelegehalbzeugs kann der Unterdruck auf der Unterseite des Gelegehalbzeugs angelegt werden, was einen Luftzug durch das Gelegehalbzeug verursacht, durch welchen an der Oberflächenebene des Gelegehalbzeugs eine Zugkraft anliegt, welche die Verstärkungsfasern an der abgelegten Stelle festlegt.Due to the fluid-permeable design of the semi-finished Gelegehalbzeugs the negative pressure can be applied to the bottom of the semi-finished Gelezeug, causing a draft through the semi-finished fabric, through which a tensile force is applied to the surface plane of the semi-finished Gelegebei, which determines the reinforcing fibers at the place.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Fixiereinrichtung eine Bebinderungseinrichtung zum Bebindern von auf dem Gelegehalbzeug abgelegten Verstärkungsfasern mittels eines Bindermaterials auf. Die Faserfestlegungseinrichtung ist dann so ausgebildet, dass die Zugkraft (zeitlich oder örtlich) wenigstens bis zu einem Verbinden des Bindermaterials mit den abgelegten Verstärkungsfasern und/oder dem Gelegehalbzeug aufbringbar ist.In a preferred development, the fixing device has a binding device for binding reinforcing fibers deposited on the semi-finished fabric by means of a binder material. The fiber fixing device is then designed so that the tensile force (temporally or locally) can be applied at least until the binder material has been bonded to the deposited reinforcing fibers and / or the semi-finished gel product.

Insbesondere durch das Ansintern eines pulverförmigen Bindermaterials kann eine solche Fixierung erreicht werden.In particular, by the sintering of a powdery binder material, such a fixation can be achieved.

Die Fixiereinrichtung kann zusätzlich oder alternativ einen Stickkopf aufweisen, welcher so ausgebildet ist, dass die Verstärkungsfasern an wenigstens einer vorbestimmten Fixierposition entlang der Bahn mittels eines Fixierfadens an dem Gelegehalbzeug fixierbar sind.The fixing device may additionally or alternatively have an embroidery head, which is designed such that the reinforcing fibers can be fixed to the folded semi-finished product at at least one predetermined fixing position along the path by means of a fixing thread.

Damit kann für eine dauerhafte Fixierung der Verstärkungsfasern in vorteilhafter Weise auf – bei häufig vewendeten Verfahren des Tailored Fiber Placement – vorhandene Komponenten (wie hier den Stickkopf) zurückgegriffen werden.This can be used for a permanent fixation of the reinforcing fibers in an advantageous manner - with frequently used methods of tailored fiber placement - existing components (such as the embroidery head).

Weiter zusätzlich oder alternativ weist die Fixiervorrichtung einen Schweißkopf auf, welcher so ausgebildet ist, dass die Verstärkungsfasern an wenigstens einer vorbestimmten Fixierposition entlang der Ablagebahn mit dem Gelegehalbzeug verschweißbar sind, z. B. an bestimmten Punkten.Next additionally or alternatively, the fixing device to a welding head, which is designed so that the reinforcing fibers are welded at least one predetermined fixing position along the storage path with the Gelegehalbzeug, z. At certain points.

Eine Fixierung der Verstärkungsfasern an dem Gelegehalbzeug mittels eines Schweißverfahrens ist vorzugsweise mittels geeigneter, an sich bekannter Verfahren des Kunststoffschweißens vorgesehen und ist insbesondere für Anwendungen vorgesehen, in welchen das Gelegehalbzeug und/oder die abgelegten Verstärkungsfasern mit einem Polymeranteil, beispielsweise als Hybridfasern, ausgebildet sind.A fixation of the reinforcing fibers to the semi-finished fabric by means of a welding process is preferably provided by means of suitable, known per se methods of plastic welding and is particularly intended for applications in which the Gelegehalbzeug and / or the deposited reinforcing fibers are formed with a polymer content, for example as hybrid fibers.

Die Verwendung eines Schweißverfahrens zur Fixierung der Verstärkungsfasern ist insbesondere für CFK-Rovings mit Thermoplastfäden für endlosfaserverstärkte Thermoplastbauteile vorgesehen.The use of a welding method for fixing the reinforcing fibers is intended in particular for CFRP rovings with thermoplastic threads for continuous-fiber-reinforced thermoplastic components.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Verstärkungsvorrichtung zusätzlich eine Transporteinrichtung zum Transport des Gelegehalbzeugs von der Faserablageeinrichtung zur Faserfixiereinrichtung auf, wobei die Faserfestlegungseinrichtung so ausgebildet ist, dass die Zugkraft entlang des Transportwegs von der Faserablageeinrichtung bis zur Faserfixiereinrichtung aufbringbar ist.According to a preferred development, the reinforcing device additionally has a transport device for transporting the semi-finished fabric from the fiber depositing device to the fiber fixing device, wherein the fiber-defining device is designed such that the tensile force can be applied along the transport path from the fiber depositing device to the fiber fixing device.

Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine flexible Anpassung hinsichtlich der mittels einer reversiblen Festlegung überbrückbaren Strecke an die Erfordernisse des Fertigungsprozesses.This advantageously enables a flexible adaptation with regard to the distance to be bridged by means of a reversible fixing to the requirements of the production process.

Die Transporteinrichtung ist vorzugsweise mit einer Bereitstellungs- und einer Abnahmerolle ausgebildet, mittels welchen das Gelegehalbzeug entlang des Fertigungsweges transportiert wird. In einer Ausführung ist auch ein Endlosbandförderer vorgesehen, wobei das Band – ebenso wie das Gelegehalbzeug – fluiddurchlässig ausgebildet ist.The transport device is preferably formed with a supply and a take-off roll, by means of which the semi-finished fabric is transported along the production path. In one embodiment, an endless belt conveyor is provided, wherein the band - as well as the semi-finished fabric - is designed to be fluid-permeable.

Die zu den vorstehend beschriebenen Aspekten der Erfindung und den zugehörigen Weiterbildungen der Vorrichtungen offenbarten Merkmale und Vorteile gelten auch für die nachstehend beschriebenen Aspekte der Erfindung und die zugehörigen Weiterbildungen des Verfahrens als entsprechend offenbart, und umgekehrt.The features and advantages disclosed in relation to the above-described aspects of the invention and the associated developments of the devices also apply to the aspects of the invention described below and the associated developments of the method as disclosed accordingly, and vice versa.

Beispielhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen in Zusammenhang mit den Figuren, welche im Einzelnen – teilweise schematisiert – zeigen:Exemplary embodiments of the invention will become apparent from the following descriptions in conjunction with the figures, which show in detail - partially schematically -:

1 eine Vorrichtung zum Herstellen von faserverstärkten Gelegehalbzeugen gemäß einer Ausführung der Erfindung in einer Seitenansicht; und 1 an apparatus for producing fiber-reinforced semi-finished fabric according to an embodiment of the invention in a side view; and

2 die Vorrichtung aus 1 in einer Draufsicht. 2 the device off 1 in a top view.

Der in 1 gezeigte Ausschnitt einer Anlage zur Herstellung von Faserverbundbauteilen zeigt denjenigen Bereich, in welchem faserverstärkte Gelegehalbzeuge hergestellt werden.The in 1 shown section of a plant for the production of fiber composite components shows the area in which fiber-reinforced semi-finished lugs are produced.

Die dargestellte Vorrichtung umfasst verschiedene Abschnitte, nämlich eine Faserablageeinrichtung 20, eine Faserfestlegungseinrichtung 30 sowie eine Faserfixiereinrichtung 50.The illustrated device comprises various sections, namely a fiber depositing device 20 , a fiber-fixing device 30 and a Faserfixiereinrichtung 50 ,

Eine Transporteinrichtung 40 durchläuft die Vorrichtung. Diese Transporteinrichtung 40 ist beispielsweise ein Endlosbandförderer mit zumindest einer angetriebenen Walze oder eine Bereitstellungsrolle, auf der ein Gelegehalbzeug aufgerollt ist und welches von dieser Rolle abgerollt, bearbeitet und auf eine Abnahmerolle aufgerollt wird.A transport device 40 goes through the device. This transport device 40 is, for example, an endless belt conveyor with at least one driven roller or a supply roll, on which a semi-finished Gelezeughalb rolled up and which is unrolled from this roll, processed and rolled up on a take-off roll.

Zusammenfassend wird ein als Gelegematte ausgebildetes Gelegehalbzeug 11 mit Verstärkungsfasern 10 versehen, wobei die Verstärkungsfasern 10 mittels der Faserablegeeinrichtung 20 (z. B. ein Rollenförderer) auf der Oberfläche O der Gelegematte 11, hier der Oberseite der Gelegematte 11, abgelegt werden.In summary, a semifinished product formed as a mat mat is used 11 with reinforcing fibers 10 provided, wherein the reinforcing fibers 10 by means of the Faserablegeeinrichtung 20 (eg a roller conveyor) on the surface O of the mat 11 , here's the top of the mat mat 11 , be filed.

Die auf dem Gelegehalbzeug 11 liegenden Verstärkungsfasern 10 werden durch die Faserfestlegungseinrichtung 30 reversibel am Gelegehalbzeug 11 temporär gehalten, ohne Aufbringen von zusätzlichem Werkstoff. In der anschließenden Faserfixiereinrichtung 50 erfolgt dann die dauerhafte Fixierung der Verstärkungsfasern 10 an der Gelegematte.The on the semi-finished fabric 11 lying reinforcing fibers 10 be through the fiber setting device 30 reversible on the semi-finished fabric 11 temporarily held, without application of additional material. In the subsequent Faserfixiereinrichtung 50 then takes the permanent fixation of the reinforcing fibers 10 at the mat.

Im Folgenden werden die Vorrichtung und das damit geführte erfindungsgemäße Verfahren detaillierter vorgestellt.In the following, the device and the method according to the invention conducted therewith will be presented in more detail.

Die Faserablageeinrichtung 20 hat einen Faserablagekopf 21 mit entsprechenden Antrieben für die Verstärkungsfasern 10, die beispielsweise von einer Rolle, allgemein gesagt, von einem Faserlager 22, abgewickelt werden. 2 zeigt, dass die Verstärkungsfasern 10 nicht zwingend längs der eingezeichneten Transportrichtung X auf dem Gelgehalbzeug abgelegt werden, sondern auf dem Gelegehalbzeug eine vorbestimmte Bahn, hier eine Sinuskurve, bilden können.The fiber storage device 20 has a fiber storage head 21 with corresponding drives for the reinforcing fibers 10 For example, from a roll, generally speaking, from a fiber bearing 22 to be handled. 2 shows that the reinforcing fibers 10 not necessarily along the marked transport direction X are stored on the Gelgehalbzeug, but on the Gelegehalbzeug a predetermined path, here a sine curve can form.

Beim Ablegen oder nach dem Ablegen werden die Verstärkungsfasern 10 mittels der Faserfestlegungseinrichtung 30 gegen das Gelegehalbzeug 11 gedrückt, sodass sich die Verstärkungsfasern 10 nicht mehr verschieben können. Ein Unterdruckerzeugungsmittel 31, hier eine Unterdruckpumpe, sorgt dafür, dass ein Unterdruck in einem Unterdruckraum 32 herrscht, der an der Unterseite eines Transportteils 33 angrenzt. Das Transportteil kann ein Gitter sein, längs dem das Gelegehalbzeug verschoben wird, oder ein Rand des Bandförderers. Das Transportteil 33 ist mit zahlreichen Öffnungen versehen, sodass das Gelegehalbzeug 11 angesaugt wird und aufgrund seiner Fluiddurchlässigkeit die Verstärkungsfasern 10 gegen die Oberfläche O drückt.When depositing or after depositing the reinforcing fibers 10 by means of the fiber-fixing device 30 against the semi-finished fabric 11 pressed so that the reinforcing fibers 10 can not move anymore. A negative pressure generating means 31 , here a vacuum pump, ensures that a vacuum in a vacuum chamber 32 prevails at the bottom of a transport part 33 borders. The transport part may be a grid, along which the semi-finished Gelege is moved, or an edge of the belt conveyor. The transport part 33 is provided with numerous openings, so that the Gelegehalbzeug 11 is sucked in and due to its fluid permeability, the reinforcing fibers 10 against the surface O presses.

Der Unterdruckraum 32 erstreckt sich in Transportrichtung X von vor der Faserablageeinrichtung 20 bis kurz nach der Faserfixiereinrichtung 50.The vacuum chamber 32 extends in the transport direction X from in front of the fiber storage device 20 until shortly after the fiber fixing device 50 ,

Die Faserfixiereinrichtung 50 fixiert, wie gesagt, die Verstärkungsfasern 10 bleibend am Gelegehalbzeug 11. Es gibt verschiedene Varianten der Ausführung der Faserfixiervorrichtung 50. Eine dieser Varianten besteht darin, dass die Faserfixiereinrichtung 50 ein Teil 51 besitzt, welches als Schweißkopf ausgeführt ist.The fiber fixing device 50 fixed, as I said, the reinforcing fibers 10 remaining on the semi-finished fabric 11 , There are several variants of the execution of the Faserfixiervorrichtung 50 , One of these variants is that the Faserfixiereinrichtung 50 a part 51 has, which is designed as a welding head.

Mittels des Schweißkopfes werden dann an vorbestimmten Fixierpositionen P1, P2, P3, P4 Schweißpunkte gesetzt, welche die Verstärkungsfasern 10 an der Gelegematte 11 dauerhaft punktweise fixieren.Welding points are then set by means of the welding head at predetermined fixing positions P1, P2, P3, P4, which constitute the reinforcing fibers 10 at the mat 11 permanently fix pointwise.

In diesem Ausführungsbeispiel entsprechen die Fixierpositionen P1, P2, P3, P4 solchen Punkten auf der vorbestimmten Bahn 12 (Verstärkungsbahn), an welchen eine Umlenkung der abgelegten Verstärkungsfasern 10 vorgesehen ist. Somit ist durch die Fixierung sichergestellt, dass markante Punkte der Bahn 12 erhalten bleiben, wobei beispielsweise durch die Fixierung an zwei Kurvenpunkten P1, P2 ein Erhalt der Position der Verstärkungsfasern 10 entlang der zwischen den Kurvenpunkten P1 und P2 gerade verlaufenden Strecke im Wesentlichen vorgegeben ist.In this embodiment, the fixing positions P1, P2, P3, P4 correspond to such points on the predetermined path 12 (Reinforcing), to which a deflection of the deposited reinforcing fibers 10 is provided. Thus, the fixation ensures that distinctive points of the web 12 retained, for example, by fixing at two curve points P1, P2 preserving the position of the reinforcing fibers 10 is essentially predetermined along the route running between the curve points P1 and P2.

Dadurch ist im Ausführungsbeispiel bei einem weiteren Transport der Gelegematte 11 in positive x-Richtung nach der Faserfixiereinrichtung 50 keine Festlegung mittels der Faserfestlegungseinrichtung 30 mehr nötig, welche sich daher nur bis zur Faserfixiereinrichtung 50 erstreckt, um die Verstärkungsfasern 10 temporär zu halten.As a result, in the embodiment in a further transport of the mat mat 11 in the positive x-direction after the fiber fixing device 50 no fixing by means of the fiber fixing device 30 more necessary, which therefore only up to Faserfixiereinrichtung 50 extends to the reinforcing fibers 10 to keep temporary.

In 2 ist die Fixierungsvorrichtung aus 1 in einer Draufsicht dargestellt. Die an dem Faserablagekopf 21 und dem Schweißkopf 51 eingezeichneten Pfeile verdeutlichen, dass diese beiden Komponenten wenigstens in beide y-Richtungen, vorzugsweise auch in x-Richtung verfahrbar sind.In 2 is the fixation device off 1 shown in a plan view. The at the fiber storage head 21 and the welding head 51 drawn arrows illustrate that these two components are movable at least in both y-directions, preferably in the x-direction.

Eine andere Variante sieht vor, dass das Teil 51 Teil einer Bebinderungseinrichtung zum Bebindern der Verstärkungsfasern ist. Das Teil 51 führt Bindermaterial zu, beispielsweise punktuell, welches anschließend in einer Heizvorrichtung 52 erhitzt wird, sodass die Verstärkungsfasern 10 punktuell am Gelegehalbzeug 10 bleibend fixiert sind.Another variant provides that part 51 Part of a binder for binding the reinforcing fibers. The part 51 leads to binder material, for example, punctually, which subsequently in a heater 52 is heated so that the reinforcing fibers 10 punctually on the semi-finished fabric 10 are permanently fixed.

Das Material kann beispielsweise pulverförmiges Bindermaterial sein, welches durch Ansintern die Verstärkungsfasern 10 am Gelegehalbzeug 11 bleibend fixiert, sodass eine vorgefertigte Einheit entsteht.The material may be, for example, powdered binder material which by Ansintern the reinforcing fibers 10 on the semi-finished fabric 11 permanently fixed so that a prefabricated unit is created.

Wieder eine andere Variante der Ausführung der Fixiereinrichtung 50 besteht darin, das Teil 51 als Stickkopf auszuführen, der einen Fixierfaden (s. 1) unterhalb des Teils 51 verwendet, um die Verstärkungsfasern 10 am Gelegehalbzeug anzubringen.Yet another variant of the embodiment of the fixing device 50 is the part 51 as an embroidery head, a fixing thread (s. 1 ) below the part 51 used the reinforcing fibers 10 to attach to the semi-finished fabric.

Das Teil 51 und/oder der Faserablagekopf 21 sind insbesondere frei programmierbare Roboter, mit insbesondere wenigstens drei Bewegungsachsen.The part 51 and / or the fiber depositing head 21 are in particular freely programmable robot, in particular with at least three axes of motion.

Claims (11)

Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Gelegehalbzeugen (11) für die Herstellung von faserverstärkten Verbundbauteilen, aufweisend: – eine Faserablageeinrichtung (20) zur Ablage von Verstärkungsfasern (10) auf dem Gelegehalbzeug (11) entlang einer vorbestimmten Bahn (12), – eine Faserfestlegungseinrichtung (30) zur zerstörungsfrei reversiblen, insbesondere translatorischen und rotatorischen, Festlegung der abgelegten Verstärkungsfasern (10) an dem Gelegehalbzeug (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Faserfestlegungseinrichtung (30) ein Unterdruckerzeugungsmittel (31) aufweist, welches so ausgebildet ist, dass an einer Außenoberfläche (O) des Gelegehalbzeugs (11) eine durch Unterdruck erzeugte Zugkraft (Z) in Richtung gegen die Außenoberfläche (O) auf die abgelegten Verstärkungsfasern (12) aufbringbar ist.Device for producing fiber-reinforced semi-finished fiber products ( 11 ) for the production of fiber-reinforced composite components, comprising: - a fiber depositing device ( 20 ) for depositing reinforcing fibers ( 10 ) on the semi-finished girder product ( 11 ) along a predetermined path ( 12 ), - a fiber setting device ( 30 ) for non-destructively reversible, in particular translational and rotational, determination of the deposited reinforcing fibers ( 10 ) on the semifinished product ( 11 ), characterized in that the fiber setting device ( 30 ) a negative pressure generating means ( 31 ), which is formed so that on an outer surface (O) of the semi-finished Gelege ( 11 ) a tensile force (Z) generated by negative pressure in the direction against the outer surface (O) on the deposited reinforcing fibers ( 12 ) can be applied. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Faserfestlegungseinrichtung (30) einen Unterdruck an einer Unterseite (U) des fluiddurchlässigen Gelegehalbzeugs (11) anlegt.Device according to claim 1, wherein the fiber-determining device ( 30 ) a negative pressure on an underside (U) of the fluid-permeable semi-finished gel product ( 11 ) applies. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend: – eine Faserfixiereinrichtung (50) die in Transportrichtung nach der Faserfestlegungseinrichtung (30) angeordnet ist und die Verstärkungsfasern (10) an dem Gelegehalbzeug (11) vorzugsweise punktuell fixiert.Device according to one of the preceding claims, comprising: - a fiber fixing device ( 50 ) in the transport direction after the fiber setting device ( 30 ) and the reinforcing fibers ( 10 ) on the semifinished product ( 11 ) preferably selectively fixed. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Faserfixiereinrichtung (50) eine Bebinderungseinrichtung zum Bebindern von auf dem Gelegehalbzeug (11) abgelegten Verstärkungsfasern (10) mittels eines Bindermaterials ist.Device according to claim 3, wherein the fiber fixing device ( 50 ) a binding device for binding on the semi-finished fabric ( 11 ) deposited reinforcing fibers ( 10 ) by means of a binder material. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Faserfixiereinrichtung (50) einen Stickkopf aufweist, welcher so ausgebildet ist, dass er die Verstärkungsfasern (10) an wenigstens einer vorbestimmten Fixierposition entlang der Ablagebahn mittels eines Fixierfadens an dem Gelegehalbzeug fixiert, und/oder – einen Schweißkopf (51) aufweist, welcher so ausgebildet ist, dass er die Verstärkungsfasern (10) an wenigstens einer vorbestimmten Fixierposition (P1, P2, P3, P4) entlang der Ablagebahn (12) mit dem Gelegehalbzeug (11) verschweißt.Device according to claim 3, wherein the fiber fixing device ( 50 ) has an embroidery head, which is designed such that it the reinforcing fibers ( 10 ) fixed at at least one predetermined fixing position along the storage path by means of a fixing thread on the Gelegehalbzeug, and / or - a welding head ( 51 ), which is designed such that it the reinforcing fibers ( 10 ) at at least one predetermined fixing position (P1, P2, P3, P4) along the storage path ( 12 ) with the semi-finished fabric ( 11 ) welded. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, welche zusätzlich eine Transporteinrichtung (40) zum Transport des Gelegehalbzeugs (11) von der Faserablageeinrichtung (20) weg aufweist, wobei die Faserfestlegungseinrichtung (30) so ausgebildet ist, dass sie die Zugkraft (Z) entlang eines Transportwegs, der sich von der Faserablageeinrichtung (20) bis zumindest zur Faserfixiereinrichtung (50) erstreckt, aufbringt.Device according to one of claims 3 to 5, which additionally comprises a transport device ( 40 ) for transporting the semi-finished girder product ( 11 ) from the fiber storage device ( 20 ), wherein the fiber setting device ( 30 ) is adapted to transmit the tensile force (Z) along a transport path extending from the fiber storage device (10). 20 ) to at least the Faserfixiereinrichtung ( 50 ). Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Verbundbauteilen, wobei – Verstärkungsfasern (10) mittels einer Faserablageeinrichtung (20) auf einem fluiddurchlässigen Gelegehalbzeug (11) entlang einer vorbestimmten Bahn (12) abgelegt werden, und – die abgelegten Verstärkungsfasern (10) an dem Gelegehalbzeug (11) mittels einer Faserfestlegungseinrichtung (30) zerstörungsfrei reversibel, insbesondere translatorisch und rotatorisch, festgelegt werden, wozu die abgelegten Verstärkungsfasern (10) durch eine durch Unterdruck erzeugte Zugkraft (Z) gegen die Oberfläche des Gelegehalbzeugs (11) gepresst werden.Process for producing fiber-reinforced composite components, in which - reinforcing fibers ( 10 ) by means of a fiber depositing device ( 20 ) on a fluid-permeable semi-finished gel product ( 11 ) along a predetermined path ( 12 ), and - the deposited reinforcing fibers ( 10 ) on the semifinished product ( 11 ) by means of a fiber setting device ( 30 ) are determined non-destructively reversible, in particular translational and rotational, for which purpose the deposited reinforcing fibers ( 10 ) by a tensile force generated by negative pressure (Z) against the surface of the semi-finished Gelegezeugs ( 11 ) are pressed. Verfahren gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei der Unterdruck an einer Unterseite (U) des Gelegehalbzeugs (11) aufgebracht wird.Method according to the preceding claim, wherein the negative pressure at a lower side (U) of the semi-finished graft ( 11 ) is applied. Verfahren gemäß einem der vorherigen Verfahrensansprüche, wobei – die Verstärkungsfasern (10), solange sie gegen das Gelegehalbzeug (11) drücken, an wenigstens einer vorbestimmten Stelle der Bahn (12) an dem Gelegehalbzeug (11) fixiert werden, sodass eine Einheit aus Gelegehalbzeug (11) und Verstärkungsfasern (10) gebildet ist.Method according to one of the preceding method claims, wherein - the reinforcing fibers ( 10 ), as long as they are resistant to the semi-finished 11 ), at least one predetermined location of the web ( 12 ) on the semifinished product ( 11 ) are fixed, so that a unit from Gelegehalbzeug ( 11 ) and reinforcing fibers ( 10 ) is formed. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Verstärkungsfasern (10) mittels eines Stickverfahrens mit einem Fixierfaden an dem Gelegehalbzeug (11) fixiert werden und/oder mittels eines Schweißverfahrens mit dem Gelegehalbzeug (11) verschweißt werden und/oder mittels eines Bindermaterials am Gelegehalbzeug (11) fixiert werden.Process according to claim 9, wherein the reinforcing fibers ( 10 ) by means of an embroidery process with a fixing thread on the fabric semi-finished product ( 11 ) and / or by means of a welding process with the semi-finished fabric ( 11 ) and / or by means of a binder material on the semi-finished fabric ( 11 ) are fixed. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 und 10, wobei – das Gelegehalbzeug (11) mittels einer Transporteinrichtung (40) von der Faserablageeinrichtung (20) weg transportiert wird, und – entlang des Transportweges von der Faserablageeinrichtung (20) bis zu einer Faserfixiereinrichtung (30) eine durch Unterdruck erzeugte Zugkraft (Z) auf die abgelegten Verstärkungsfasern (10) aufgebracht wird.Method according to one of claims 9 and 10, wherein - the semi-finished fabric ( 11 ) by means of a transport device ( 40 ) from the fiber storage device ( 20 ) is transported away, and - along the transport path of the fiber storage device ( 20 ) to a fiber fixing device ( 30 ) a tensile force (Z) generated by negative pressure on the deposited reinforcing fibers ( 10 ) is applied.
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