DE102016000703A1 - Method and device for producing a fiber-reinforced plastic composite profile with integrated load introduction elements - Google Patents

Method and device for producing a fiber-reinforced plastic composite profile with integrated load introduction elements Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserkunststoffverbund-Profils (210) mit integrierten, als Lasteinleitungselemente dienenden Inserts (220), bei dem in einem kontinuierlichen Prozess aus einzelnen Fasern und/oder Rovings (200) ein Faserstrang (205) geformt und dann ausgehärtet wird, wobei die Inserts (220) vor dem Aushärten in den Faserstrang (205) eingesetzt und dann beim Aushärten in das Faserkunststoffverbundmaterial eingebettet werden. Die Erfindung betrifft ferner eine zur Ausführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung (100).The invention relates to a method for producing a fiber-plastic composite profile (210) with integrated inserts (220) serving as load introduction elements, in which a fiber strand (205) is formed in a continuous process from individual fibers and / or rovings (200) and then cured wherein the inserts (220) are inserted into the fiber strand (205) prior to curing and then embedded in the fibrous plastic composite during curing. The invention further relates to a device (100) suitable for carrying out this method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Faserkunststoffverbund-Profils (FKV-Profil) mit integrierten, als Lasteinleitungselemente dienenden Inserts.The invention relates to a method and an apparatus for producing a fiber-reinforced plastic composite profile (FKV profile) with integrated inserts serving as load introduction elements.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, Faserkunststoffverbund-Bauteile mit sogenannten Inserts (Einlegeteilen), die als Lasteinleitungselemente dienen, auszustatten. Bei den Inserts handelt es sich zumeist um Metall-, Kunststoff- oder Keramikteile, die nachträglich, typischerweise jedoch bereits bei der Herstellung des betreffenden Faserkunststoffverbund-Bauteils in das Faserkunststoffverbundmaterial eingebettet werden, idealerweise ohne dabei die Fasern zu beschädigen. Bspw. können die Inserts in einem den Bauteilherstellungsprozess vorausgehenden Arbeitsschritt am Verstärkungstextil, Preformling oder dergleichen befestigt und/oder direkt in das Herstellungswerkzeug (Presswerkzeug) eingelegt werden. Zum Stand der Technik wird bspw. auf die DE 198 34 772 C2 hingewiesen.It is known from the prior art to equip fiber-reinforced plastic composite components with so-called inserts (insert parts), which serve as load introduction elements. The inserts are usually metal, plastic or ceramic parts which are subsequently embedded in the fiber-reinforced plastic composite material, but typically without being damaged during the production of the respective fiber-reinforced plastic composite component. For example. For example, the inserts may be attached to the reinforcing fabric, preform or the like in a step preceding the component manufacturing process and / or inserted directly into the production tool (press tool). The prior art is, for example. On the DE 198 34 772 C2 pointed.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrensweisen sind für die Herstellung eines Faserkunststoffverbund-Profils mit integrierten, als Lasteinleitungselemente dienenden Inserts nicht oder nur bedingt geeignet.The methods known from the prior art are not or only partially suitable for the production of a fiber-reinforced plastic composite profile with integrated inserts serving as load introduction elements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftliche Möglichkeit zur Herstellung eines Faserkunststoffverbund-Profils mit integrierten, als Lasteinleitungselemente dienenden Inserts anzugeben.The invention has for its object to provide an economical way of producing a fiber-reinforced plastic composite profile with integrated, serving as a load introduction elements inserts.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.This object is achieved by a method according to the invention with the features of patent claim 1 and by a device according to the invention with the features of the independent patent claim. Preferred developments and refinements of the invention are analogous to both subject matters of the dependent claims, the following description and the figures.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass in einem kontinuierlichen, d. h. fortlaufenden Prozess aus einzelnen Fasern und/oder Rovings ein Faserstrang geformt und dann ausgehärtet wird, wobei die Inserts vor dem Aushärten in den Faserstrang eingesetzt und dann beim Aushärten in das Faserkunststoffverbundmaterial eingebettet werden.The inventive method provides that in a continuous, d. H. continuous process of individual fibers and / or rovings a fiber strand is formed and then cured, the inserts are used prior to curing in the fiber strand and then embedded in the cured fiber composite material during curing.

Das Formen des Faserstrangs erfolgt insbesondere durch werkzeuggestütztes Zusammenführen und Ausrichten der Fasern und/oder Rovings (Faserbündel), wobei es sich um Endlosfasern bzw. Endlosrovings handelt. Als Fasern kommen insbesondere Kohlenstofffasern und Glasfasern in Betracht. Es können sowohl Voll- als auch Hohlprofile erzeugt werden. Die Inserts können zur vorgesehenen Krafteinleitung bspw. Bohrungen, Gewinde, Haken, Ösen und dergleichen aufweisen und identisch oder auch unterschiedlich ausgebildet sein. Die Inserts können so am Faserstrang positioniert werden, dass diese später aus dem Profil herausragen, wozu diese mit einem Fügeabschnitt ausgebildet sein können.The shaping of the fiber strand takes place in particular by tool-supported merging and aligning of the fibers and / or rovings (fiber bundles), which are endless fibers or endless rovings. As fibers, in particular carbon fibers and glass fibers come into consideration. Both solid and hollow profiles can be produced. The inserts may have, for example, bores, threads, hooks, eyes and the like for the intended introduction of force, and may be of identical or different design. The inserts can be positioned on the fiber strand so that they later protrude from the profile, what they can be formed with a joining section.

Die Erfindung sieht also vor, dass die als spätere Lasteinleitungselemente dienenden Inserts bereits während der kontinuierlichen, urformenden Herstellung des Profils in dieses bzw. in dessen Faserkunststoffverbundmaterial integriert werden. Eine nachträgliche Bearbeitung des Profils entfällt, so dass auch eine damit möglicherweise einhergehende Schwächung des Profils ausbleibt.The invention thus provides that the inserts serving as later load introduction elements are already integrated into this or its fiber plastic composite material during the continuous, original shaping of the profile. A subsequent processing of the profile is omitted, so that there is also a possibly resulting weakening of the profile.

Bei dem kontinuierlichen Herstellungsprozess handelt es sich bevorzugt um einen Pultrusionsprozess. Der Pultrusionsprozess ist ein kontinuierliches Herstellungsverfahren (auch als Pultrusionsverfahren oder Strangziehverfahren bezeichnet), für das aus dem Stand der Technik verschiedene Verfahrensvarianten bekannt sind, wozu auf entsprechende Fachliteratur verwiesen wird.The continuous production process is preferably a pultrusion process. The pultrusion process is a continuous production process (also referred to as pultrusion process or pultrusion process) for which different process variants are known from the prior art, reference being made to corresponding technical literature.

Bevorzugt erfolgt das Setzen der Inserts mithilfe wenigstens einer Setzeinrichtung, wofür die im Faserstrang zusammengeführten Fasern und/oder Rovings zur Bildung einer Lücke durch eine der Setzeinrichtung vorgelagerte Spreizeinrichtung gespreizt bzw. aufgeteilt werden, um das beschädigungsfreie Setzen bzw. Einsetzen zu ermöglichen. Das Spreizen bzw. Aufteilen der Fasern und/oder Rovings erfolgt bevorzugt nur vorübergehend, bis das betreffende Insert eingesetzt ist.The inserts are preferably set by means of at least one setting device, for which purpose the fibers and / or rovings gathered in the fiber strand are spread or divided to form a gap by a spreading device arranged upstream of the setting device, in order to enable damage-free setting or insertion. The spreading or splitting of the fibers and / or rovings is preferably carried out only temporarily until the insert in question is used.

Die Fasern und/oder Rovings können mit einem Harzmaterial vorimprägniert sein. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Fasern und/oder Rovings während des Herstellprozesses und zwar vor dem Setzen der Inserts mit Harz (duroplastischer Matrix) imprägniert werden. Die Imprägnierung findet bspw. in einem Harzbad statt, durch welches die trockenen Fasern bzw. Rovings gezogen werden. Die Inserts werden also in einen nassen Faserstrang eingesetzt. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Fasern und/oder Rovings erst nach dem Setzen der Inserts imprägniert werden, wozu der Faserstrang einschließlich der darin gehaltenen Inserts bspw. ein Harzbad durchläuft. Bei dieser Variante werden die Inserts also in einen trockenen Faserstrang eingesetzt.The fibers and / or rovings may be preimpregnated with a resin material. However, it is preferably provided that the fibers and / or rovings are impregnated with resin (thermosetting matrix) during the production process and before the setting of the inserts. The impregnation takes place, for example, in a resin bath, through which the dry fibers or rovings are drawn. The inserts are thus inserted into a wet fiber strand. Likewise, it can be provided that the fibers and / or rovings are impregnated only after setting the inserts, for which purpose the fiber strand, including the inserts held therein, for example, passes through a resin bath. In this variant, the inserts are thus used in a dry fiber strand.

Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren, vor allem auch das Spreizen der Fasern und/oder Rovings und Setzen der Inserts, automatisiert und insbesondere vollautomatisiert ausgeführt.Preferably, the method according to the invention, in particular also the spreading of the fibers and / or rovings and setting of the inserts, is carried out automatically and in particular fully automatically.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst:

  • – eine Formgebungseinrichtung, die in einem kontinuierlichen Prozess aus einzelnen Fasern und/oder Rovings (durch Zusammenführen und Ausrichten dieser Fasern) einen Faserstrang formen kann;
  • – eine Heizeinrichtung, mit welcher der zuvor geformte Faserstrang ausgehärtet werden kann;
  • – wenigstens eine in Ziehrichtung der Heizeinrichtung vorgelagerte Setzeinrichtung, zum Einsetzen der Inserts in den Faserstrang;
  • – wenigstens eine in Ziehrichtung der Setzeinrichtung vorgelagerte Spreizeinrichtung, mit der die im Faserstrang bereits zusammengeführten Fasern und/oder Rovings zum Setzen der Inserts, zumindest vorübergehend, gespreizt bzw. auseinander gedrückt werden können.
The device according to the invention comprises:
  • A shaping device capable of forming a fiber strand in a continuous process of individual fibers and / or rovings (by merging and orienting these fibers);
  • - A heater with which the previously formed fiber strand can be cured;
  • - At least one upstream in the drawing direction of the heater setting means for inserting the inserts in the fiber strand;
  • - At least one in the drawing direction of the setting means upstream spreader, with which the already merged in the fiber strand fibers and / or rovings for setting the inserts, at least temporarily, spread or can be pushed apart.

Die Formgebungseinrichtung ist insbesondere als Formgebungswerkzeug ausgebildet. Die Heizeinrichtung kann im Formgebungswerkzeug angeordnet sein. Ebenso kann die Heizeinrichtung in einem dem Formgebungswerkzeug in Ziehrichtung nachfolgenden Härtungswerkzeug angeordnet sein. Die Setzeinrichtung und/oder die Spreizeinrichtung können im Formgebungswerkzeug und/oder zwischen der Formgebungseinrichtung bzw. dem Formgebungswerkzeug und der Heizeinrichtung bzw. dem Härtungswerkzeug angeordnet sein.The shaping device is designed in particular as a shaping tool. The heater may be arranged in the forming tool. Likewise, the heating device may be arranged in a curing tool following the forming tool in the drawing direction. The setting device and / or the spreading device can be arranged in the shaping tool and / or between the shaping device or the shaping tool and the heating device or the curing tool.

Bevorzugt arbeitet die Spreizeinrichtung zeit- oder weggesteuert, worunter verstanden wird, dass sich diese nicht permanent, sondern nur zeitweise im Fasereingriff befindet, wobei dann die Fasern bzw. Rovings aufgespreizt bzw. auseinandergedrückt werden und eine Lücke zum Einsetzen eines Inserts gebildet wird. Nach dem Setzen bzw. Einsetzen wird der Fasereingriff beendet, so dass die Fasern bzw. Rovings wieder zusammenlaufen und das eingesetzte Insert bis zur Aushärtung des Faserstrangs festhalten. Die Spreizeinrichtung kann bspw. einen Linearschieber mit wenigstens einem daran angeordneten Spreizelement, insbesondere einen Dorn oder dergleichen, aufweisen. Die Spreizeinrichtung kann aber bspw. auch einen Drehschieber mit wenigstens einem daran angeordneten Spreizelement, insbesondere Dorn, aufweisen. Bevorzugt ist dieser Drehschieber als umlaufender Drehschieber ausgebildet, wie nachfolgend noch näher erläutert.Preferably, the spreader operates time or path controlled, which is understood that this is not permanently, but only temporarily in the fiber engagement, in which case the fibers or rovings are spread apart or pressed apart and a gap for inserting an insert is formed. After setting or insertion of the fiber engagement is terminated, so that the fibers or rovings converge again and hold the inserted insert until the curing of the fiber strand. The spreading device may, for example, a linear slide with at least one spreading element arranged thereon, in particular a mandrel or the like. However, the spreader may, for example, a rotary valve with at least one spreading element arranged thereon, in particular mandrel having. Preferably, this rotary valve is designed as a rotating rotary valve, as explained in more detail below.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner eine Faserzuführungseinrichtung (bspw. mit einem Faserregal bzw. einer Stelllage für Faserspindeln und Faserführungen), eine Imprägniereinrichtung (bspw. ein Harzbad), eine Zieheinrichtung (bspw. ein Walzen- oder Raupenabzug) und/oder eine Ablängeinrichtung (bspw. eine Säge) umfassen.The device according to the invention may further comprise a fiber supply device (eg with a fiber shelf or a positioner for fiber spindles and fiber guides), an impregnation device (for example a resin bath), a drawing device (for example a roller or caterpillar take-off) and / or a lengthening device (eg a saw).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner auch eine Insertzuführungseinrichtung für die Zuführung der zu setzenden Inserts zur Setzeinrichtung umfassen. Eine solche Einrichtung kann bspw. ein Magazin für die Inserts, eine Vereinzelungsapparatur, Zuführungsleitungen, Übergabestellen und dergleichen aufweisen.The device according to the invention can also include an insert feed device for feeding the inserts to be set to the setting device. Such a device may, for example, have a magazine for the inserts, a separating device, supply lines, transfer points and the like.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. Zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehört bevorzugt auch einer Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, die erfindungsgemäße Vorrichtung automatisiert und insbesondere vollautomatisiert nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betreiben zu können.The device according to the invention is suitable for carrying out the method according to the invention. To the device according to the invention preferably also includes a control device which is adapted to be able to operate the device according to the invention automatically and in particular fully automated according to the inventive method.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft und in nicht einschränkender Weise anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung weiterbilden.The invention will be explained in more detail by way of example and not by way of limitation with reference to the schematic figures. The features shown in the figures and / or explained below may, even independently of specific combinations of features, be general features of the invention and further develop the invention.

1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Faserkunststoffverbund-Profils mit integrierten Inserts bzw. Lasteinleitungselementen. 1 schematically shows a device according to the invention for producing a fiber-reinforced plastic composite profile with integrated inserts or load introduction elements.

2 zeigt eine zur Vorrichtung der 1 gehörende Spreiz- und Setzeinrichtung zum Setzen der Inserts. 2 shows a to the device of 1 associated spreading and setting device for setting the inserts.

3 veranschaulicht das Setzen eines Inserts mit der Spreiz- und Setzeinrichtung aus 2. 3 illustrates setting an insert with the spreading and setting device 2 ,

4 zeigt mögliche Querschnittsgeometrien der Inserts. 4 shows possible cross-sectional geometries of the inserts.

1 zeigt eine Vorrichtung 100 zur Herstellung eines Faserkunststoffverbund-Profils 210 mit integrierten Inserts 220, die beim späteren Einsatz des Profils 210 oder eines daraus hergestellten Bauteils als Lasteinleitungselemente dienen. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Faserzuführungseinrichtung 110, eine Imprägniereinrichtung 120, eine Formgebungseinrichtung bzw. ein Formgebungswerkzeug 130, ein Härtungswerkzeug 140 mit einer integrierten Heizeinrichtung, eine Zieheinrichtung 150 und eine Schneid- bzw. Ablängeinrichtung 160. 1 shows a device 100 for producing a fiber-reinforced plastic composite profile 210 with integrated inserts 220 when later using the profile 210 or a component made therefrom serve as load introduction elements. The device 100 comprises a fiber feeding device 110 , an impregnating device 120 , a shaping device or a shaping tool 130 , a curing tool 140 with an integrated heating device, a pulling device 150 and a cutting device 160 ,

Die Vorrichtung 100 ermöglicht in an und für sich bekannter Weise die vollautomatisierte Ausführung eines Pultrusionsprozesses, bei dem in einem kontinuierlichen, unterbrechungsfreien Ablauf aus einzelnen eingezogenen Fasern und/oder Rovings 200 zunächst ein Faserstrang 205 und dann durch Aushärten ein Faserkunststoffverbund-Profil 210 hergestellt wird, aus dem durch Ablängen Faserkunststoffverbund-Profilbauteile 215 erzeugt werden können. Ferner können in bekannter Weise Matten, Gewebe, Gelege, Vliese oder dergleichen in den Faserstrang 205 eingearbeitet werden, um die mechanischen Eigenschaften des Profils 210 zu verbessern. Die Ziehrichtung und die Ziehgeschwindigkeit sind mit Z und V angegeben.The device 100 allows in a manner known per se, the fully automated execution of a pultrusion process, in which in a continuous, uninterrupted sequence of individual retracted fibers and / or rovings 200 first a fiber strand 205 and then by curing a fiber-plastic composite profile 210 is made by cutting through fiber composite profile components 215 can be generated. Furthermore, in a known manner Mats, fabrics, scrims, nonwovens or the like in the fiber strand 205 be incorporated to the mechanical properties of the profile 210 to improve. The pulling direction and the pulling speed are indicated by Z and V.

Die Vorrichtung 100 weist ferner erfindungsgemäß eine Faserspreizeinrichtung 170 und eine Setzeinrichtung 180 zum automatisierten Setzen der Inserts 220 auf, die beispielhaft zu einer Bau- bzw. Werkzeugeinheit zusammengefasst und zwischen dem Formgebungswerkzeug 130 und dem Härtungswerkzeug 140 angeordnet sind. 2 und 3 veranschaulichen die Funktionsweise der Spreiz- bzw. Teilungseinrichtung 170 und der Setzeinrichtung 180. Im Übrigen können die Spreiz- und die Setzeinrichtung 170/180 auch in einem geschlossenen Werkzeug, bspw. mit Werkzeugober- und Werkzeugunterteil, angeordnet sein, das vom Faserstrang 205 durchlaufen wird.The device 100 further comprises according to the invention a fiber spreading device 170 and a setting device 180 for automated setting of the inserts 220 on, the example summarized to a construction or tool unit and between the forming tool 130 and the curing tool 140 are arranged. 2 and 3 illustrate the operation of the spreading or dividing device 170 and the setting device 180 , Incidentally, the spreading and the setting device 170 / 180 Also in a closed tool, eg. With Werkzeugober- and lower tool part, be arranged, that of the fiber strand 205 is going through.

Die Spreizeinrichtung 170 weist einen umlaufenden Drehschieber 171 auf, der sich kontinuierlich mit einer an die Ziehgeschwindigkeit V angepassten Drehgeschwindigkeit dreht (ebenso ist auch ein diskontinuierlicher Drehbetrieb denkbar). Am Drehschieber 171 sind beispielhaft zwei dornartige Spreizelemente 172 angeordnet, die aufgrund der Drehschieberdrehung in regelmäßigen Zeit- bzw. Wegabständen in den Faserstrang 205 eingreifen, so dass die bereits imprägnierten, zusammengeführten und ausgerichteten Fasern bzw. Rovings 200 vorübergehend aufgespreizt bzw. auseinandergedrückt werden und eine Lücke S entsteht, wie in 3 gezeigt. Alternativ kann die Spreizeinrichtung 170 einen Linearschieber mit daran befestigtem Spreizelement 172 (ähnlich der Setzeinrichtung 180, wie nachfolgend erläutert) aufweisen.The spreader 170 has a rotating rotary valve 171 on, which rotates continuously with a speed adapted to the pulling speed V (as well as a discontinuous turning operation is conceivable). On the rotary valve 171 are exemplary two mandrel-like spreading elements 172 arranged, due to the rotation of the rotary valve at regular time or distances in the fiber strand 205 intervene so that the already impregnated, consolidated and aligned fibers or rovings 200 be temporarily spread or pressed apart and a gap S arises, as in 3 shown. Alternatively, the spreader 170 a linear slide with attached spreader 172 (similar to the setting device 180 as explained below).

Die Setzeinrichtung 180 weist einen Linearschieber 181 auf, mit dem das zu setzende Insert 220 in die Lücke S eingesetzt bzw. eingefügt werden kann, ohne dass dabei die Fasern bzw. Rovings 200 beschädigt werden. Durch das Weiterdrehen des Drehschiebers 171 wird der Fasereingriff des Spreizdorns 172 beendet und die Fasern bzw. Rovings 200 laufen wieder zusammen und halten das eingesetzte Insert 220 fest. Das gesetzte Insert 220 wird von dem bereits Profilform aufweisenden Faserstrang 205 zum Härtwerkzeug 140 mitgeführt, wo dieses dann beim Aushärten in das Faserkunststoffverbundmaterial, eingebettet wird. Mit 182 ist ein Pneumatikzylinder oder dergleichen zur Betätigung des Linearschiebers 181 bezeichnet. Mit 183 ist ein Zuführkanal für die zu setzenden Inserts 220 bezeichnet, der mit einer Insertzuführungseinrichtung gekoppelt ist. Alternativ kann die Setzeinrichtung 180 auch mit einem Drehschieber (ähnlich wie bei der Spreizeinrichtung 170) ausgebildet sein.The setting device 180 has a linear slide 181 on, with which the insert to be placed 220 can be inserted or inserted into the gap S without the fibers or rovings 200 to be damaged. By further rotation of the rotary valve 171 becomes the fiber engagement of the expanding mandrel 172 finished and the fibers or rovings 200 Run back together and hold the inserted insert 220 firmly. The inserted insert 220 is from the already profile shape having fiber strand 205 to the hardening tool 140 entrained, where this is then embedded during curing in the fiber-reinforced plastic composite material. With 182 is a pneumatic cylinder or the like for actuating the linear slide 181 designated. With 183 is a feed channel for the inserts to be set 220 denoted coupled to an insert feeder. Alternatively, the setting device 180 also with a rotary valve (similar to the spreader 170 ) be formed.

Nach dem gleichen Prinzip können, bei entsprechender Ausgestaltung der Spreiz- und der Setzeinrichtung 170/180, auch mehrere Inserts 220 nebeneinander gesetzt werden. Ferner kann die Vorrichtung 100 mehrere Spreiz- und Setzeinrichtungen 170/180 aufweisen, mit denen an unterschiedlichen Positionen des Strangs 205 bzw. Profils 210 identische oder auch unterschiedliche Inserts 220 gesetzt werden können. Durch entsprechende Ausgestaltung und insbesondere durch eine vorgesehene Austauschbarkeit und/oder variable Anordnung von Vorrichtungskomponenten kann eine hohe Flexibilität bei der Positionierung der Inserts bzw. Lasteinleitungselemente 220 und/oder bei der Formgebung des Profils 210 erreicht werden.According to the same principle, with appropriate design of the spreading and setting 170 / 180 , also several inserts 220 be placed side by side. Furthermore, the device 100 several spreading and setting devices 170 / 180 have, with which at different positions of the strand 205 or profile 210 identical or different inserts 220 can be set. By appropriate design and in particular by a provided interchangeability and / or variable arrangement of device components can be a high flexibility in the positioning of the inserts or load introduction elements 220 and / or shaping the profile 210 be achieved.

Abweichend zu der in 1 gezeigten Ausführungsmöglichkeit, bei der die Inserts 220 in einen nassen Faserstrang 205 eingesetzt werden, kann vorgesehen sein, dass die Imprägniereinrichtung 120 nach der Spreiz- und der Setzeinrichtung 170/180 angeordnet ist, so dass die Inserts 220 in einen trockenen Faserstrang 205 eingesetzt werden und dass die Imprägnierung bzw. Harztränkung erst danach erfolgt. Bei beiden Varianten kann die Imprägnierung bspw. im sogenannten Wannenverfahren oder auch im sogenannten Einspritzverfahren erfolgen.Notwithstanding the in 1 embodiment shown in which the inserts 220 in a wet fiber strand 205 can be used, it can be provided that the impregnation 120 after the spreading and the setting device 170 / 180 is arranged so that the inserts 220 in a dry fiber strand 205 be used and that the impregnation or resin impregnation takes place thereafter. In both variants, the impregnation can, for example, in the so-called tub process or in the so-called injection process done.

4 zeigt mögliche Querschnittsgeometrien der Inserts 220 (oder deren Fügeabschnitte). 4a zeigt eine ovale oder auch linsenförmige Geometrie, 4b zeigt eine kreisrunde Geometrie und 4c zeigt eine rechteckförmige Geometrie. Aus dem Stand der Technik sind weitere Geometrien, auch mit hinterschnittiger Gestaltung, bekannt. 4 shows possible cross-sectional geometries of the inserts 220 (or their joining sections). 4a shows an oval or lenticular geometry, 4b shows a circular geometry and 4c shows a rectangular geometry. From the prior art further geometries, also with undercut design, are known.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19834772 C2 [0002] DE 19834772 C2 [0002]

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung eines Faserkunststoffverbund-Profils (210) mit integrierten, als Lasteinleitungselemente dienenden Inserts (220), dadurch gekennzeichnet, dass in einem kontinuierlichen Prozess aus einzelnen Fasern und/oder Rovings (200) ein Faserstrang (205) geformt und dann ausgehärtet wird, wobei die Inserts (220) vor dem Aushärten in den Faserstrang (205) eingesetzt und dann beim Aushärten in das Faserkunststoffverbundmaterial eingebettet werden.Process for producing a fiber-reinforced plastic composite profile ( 210 ) with integrated inserts serving as load introduction elements ( 220 ), characterized in that in a continuous process of individual fibers and / or rovings ( 200 ) a fiber strand ( 205 ) and then cured, the inserts ( 220 ) before curing in the fiber strand ( 205 ) are inserted and then embedded in the fiber composite material during curing. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim kontinuierlichen Prozess um einen Pultrusionsprozess handelt.A method according to claim 1, characterized in that the continuous process is a pultrusion process. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Setzen der Inserts (220) mithilfe wenigstens einer Setzeinrichtung (180) erfolgt, wofür die im Faserstrang (205) zusammengeführten Fasern und/oder Rovings (200) zur Bildung einer Lücke (S) durch eine der Setzeinrichtung (180) vorgelagerte Spreizeinrichtung (170) gespreizt werden.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the setting of the inserts ( 220 ) using at least one setting device ( 180 ), for which in the fiber strand ( 205 ) merged fibers and / or rovings ( 200 ) for forming a gap (S) by one of the setting device ( 180 ) upstream spreading device ( 170 ) are spread. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern und/oder Rovings (200) bereits vor dem Setzen der Inserts (220) oder erst nach dem Setzen der Inserts (220) mit Harz imprägniert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fibers and / or rovings ( 200 ) before setting the inserts ( 220 ) or only after setting the inserts ( 220 ) are impregnated with resin. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses, insbesondere auch das Spreizen der Fasern und/oder Rovings (200) und das Setzen der Inserts (220), automatisiert ausgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that this, in particular the spreading of the fibers and / or rovings ( 200 ) and the setting of the inserts ( 220 ), is carried out automatically. Vorrichtung (100) zur Herstellung eines Faserkunststoffverbund-Profils (210) mit integrierten, als Lasteinleitungselemente dienenden Inserts (220), umfassend: – eine Formgebungseinrichtung (130), die in einem kontinuierlichen Prozess aus einzelnen Fasern und/oder Rovings (200) einen Faserstrang (205) formen kann; – eine Heizeinrichtung (140), mit der der Faserstrang (205) ausgehärtet werden kann; – wenigstens eine der Heizeinrichtung (140) vorgelagerte Setzeinrichtung (180), mit der die Inserts (220) in den Faserstrang (205) eingesetzt werden können; und – wenigstens eine der Setzeinrichtung (180) vorgelagerte Spreizeinrichtung (170), mit der die im Faserstrang (205) bereits zusammengeführten Fasern und/oder Rovings (200) zum Setzen der Inserts (220) gespreizt werden können.Contraption ( 100 ) for producing a fiber-plastic composite profile ( 210 ) with integrated inserts serving as load introduction elements ( 220 ), comprising: - a shaping device ( 130 ) in a continuous process of individual fibers and / or rovings ( 200 ) a fiber strand ( 205 ) can form; A heating device ( 140 ), with which the fiber strand ( 205 ) can be cured; At least one of the heating devices ( 140 ) upstream setting device ( 180 ), with which the inserts ( 220 ) in the fiber strand ( 205 ) can be used; and - at least one of the setting devices ( 180 ) upstream spreading device ( 170 ), with which in the fiber strand ( 205 ) already merged fibers and / or rovings ( 200 ) for setting the inserts ( 220 ) can be spread. Vorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizeinrichtung (180) einen Linearschieber mit wenigstens einem daran angeordneten Spreizelement (172) aufweist.Contraption ( 100 ) according to claim 6, characterized in that the spreader ( 180 ) a linear slide with at least one spreading element arranged thereon ( 172 ) having. Vorrichtung (106) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizeinrichtung (180) einen Drehschieber (171) mit wenigstens einem daran angeordneten Spreizelement (172) aufweist.Contraption ( 106 ) according to claim 6, characterized in that the spreader ( 180 ) a rotary valve ( 171 ) with at least one spreading element arranged thereon ( 172 ) having. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner umfassend eine Faserzuführungseinrichtung (110), eine Imprägniereinrichtung (120), eine Zieheinrichtung (150) und/oder eine Ablängeinrichtung (160).Contraption ( 100 ) according to one of claims 6 to 8, further comprising a fiber supply device ( 110 ), an impregnation device ( 120 ), a pulling device ( 150 ) and / or a lengthening device ( 160 ). Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner umfassend eine Insertzuführungseinrichtung für die Zuführung der zu setzenden Inserts (220) zur Setzeinrichtung (180).Contraption ( 100 ) according to one of claims 6 to 9, further comprising an insert feed device for feeding the inserts to be placed ( 220 ) to the setting device ( 180 ).
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