DE102016001401A1 - Method and device for producing connecting regions on fiber-matrix composite components - Google Patents

Method and device for producing connecting regions on fiber-matrix composite components Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Verbindungsbereichen (15) an Faser-Matrix-Verbund-Bauteilen (3), wobei – ein Faser-Matrix-Verbund-Bauteil (3) in wenigstens einem herzustellenden Verbindungsbereich (15) zumindest bereichsweise in einem Pressbereich (17) mit einer Presskraft quer zu einer Fasererstreckungsrichtung beaufschlagt wird, wobei – Matrixmaterial des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils (3) aus dem Pressbereich (17) quer zur Presskraft verdrängt wird.The invention relates to a method for producing connecting regions (15) on fiber-matrix composite components (3), wherein - a fiber-matrix composite component (3) in at least one connecting region (15) to be produced at least in regions in a pressing region (17) is acted upon by a pressing force transversely to a fiber extension direction, wherein - matrix material of the fiber-matrix composite component (3) from the pressing region (17) is displaced transversely to the pressing force.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen von Verbindungsbereichen an Faser-Matrix-Verbund-Bauteilen.The invention relates to a method and an apparatus for producing connecting regions on fiber-matrix composite components.

Mit Blick auf Verbindungsbereiche an Faser-Matrix-Verbund-Bauteilen besteht typischerweise das Bedürfnis, kraftschlüssige Fügeverbindungen, beispielsweise Schraub- oder Nietverbindungen, quer zu einer Faserrichtung, insbesondere also in Richtung einer Dicke des entsprechenden Bauteils, zu schaffen. Dabei stützt sich ein Verbindungsmittel typischerweise in dem Verbindungsbereich ab, beispielsweise ein Schraubenkopf bei einer Schraubverbindung oder ein Nietstützrand bei einer Nietverbindung. Durch die derart in das Bauteil eingeleitete Klemmkraft kommt es aufgrund eines viskoelastischen Materialverhaltens der Matrix des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils im Laufe der Zeit zu einem Abbau der Vorspannkraft der Fügeverbindung, weil der Matrixwerkstoff relaxiert. Dieses Problem besteht insbesondere bei Faser-Matrix-Verbund-Bauteilen, welche eine thermoplastische Matrix aufweisen. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2013 200 776 A1 geht ein Verfahren hervor, bei welchem mittels eines Dorns, welcher die Fasern eines Faser-Matrix-Verbund-Bauteils verdrängt, eine Bohrung oder Lochung geschaffen wird, die anschließend zur Schaffung einer Fügeverbindung verwendet werden kann. Um dann eine Setzung der Fügeverbindung zu vermeiden, wird typischerweise eine kriechfeste Metallbuchse in den Verbindungsbereich eingebracht, wobei die Buchse die Klemmkraft aufnimmt und Fügekräfte über ihre Mantelfläche in das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil einleitet. Nachteilig hieran ist, dass ein Zusatzelement in Form der Buchse vorgehalten werden muss, für welches Kosten anfallen, welches das Gewicht des Bauteils erhöht, und welches letztlich die Krafteinleitung in die Umgebung des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils verschlechtert. Zudem ergibt sich durch die Notwendigkeit des Zusatzbauteils eine störanfällige Prozessführung bei zugleich verminderter Festigkeit und Steifigkeit gegenüber einer Lösung, bei der auf ein Zusatzbauteil verzichtet werden könnte.With regard to connection areas on fiber-matrix composite components, there is typically the need to create non-positive joining connections, for example screwed or riveted connections, transversely to a fiber direction, in particular in the direction of a thickness of the corresponding component. In this case, a connecting means is typically supported in the connection region, for example a screw head in the case of a screw connection or a rivet support edge in the case of a riveted connection. Due to the clamping force introduced into the component in this way, due to a viscoelastic material behavior of the matrix of the fiber-matrix composite component, over time the prestressing force of the joint connection is reduced because the matrix material relaxes. This problem exists in particular with fiber-matrix composite components, which have a thermoplastic matrix. From the German patent application DE 10 2013 200 776 A1 shows a method in which by means of a mandrel, which displaces the fibers of a fiber-matrix composite component, a bore or perforation is created, which can then be used to provide a joint connection. In order then to avoid settlement of the joint connection, a creep-resistant metal bushing is typically introduced into the connection region, the bushing receiving the clamping force and introducing joining forces into the fiber-matrix composite component via its lateral surface. The disadvantage of this is that an additional element must be provided in the form of the socket, for which costs incurred, which increases the weight of the component, and which ultimately deteriorates the introduction of force into the environment of the fiber-matrix composite component. In addition, due to the necessity of the additional component results in a failure-prone litigation at the same time reduced strength and rigidity compared to a solution in which could be dispensed with an additional component.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Verbindungsbereichen an Faser-Matrix-Verbund-Bauteilen zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.The invention has for its object to provide a method and an apparatus for producing connecting areas of fiber-matrix composite components, wherein said disadvantages do not occur.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by providing the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Herstellen von Verbindungsbereichen an Faser-Matrix-Verbund-Bauteilen geschaffen wird, wobei ein Faser-Matrix-Verbund-Bauteil in wenigstens einem herzustellenden Verbindungsbereich zumindest bereichsweise, nämlich in wenigstens einem Pressbereich, mit einer Presskraft quer zu einer Fasererstreckungsrichtung beaufschlagt wird, wobei Matrixmaterial des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils aus dem Pressbereich quer zur Presskraft verdrängt wird. Indem der Matrixwerkstoff aus dem Pressbereich verdrängt wird, wird er zugleich aus dem Verbindungsbereich und damit aus der Fügezone verdrängt, wodurch dort eine Erhöhung des Faservolumengehalts – durch Verringerung des Gehalts an Matrixwerkstoff – erreicht wird. Dies bewirkt eine Verbesserung des Kriech- und/oder Relaxationsverhaltens des Bauteils in dem Verbindungsbereich, sodass das Risiko einer Relaxation und einem damit verbundenen Abbau von Vorspannkraft deutlich verringert wird. Es ist letztlich möglich, eine direkte Einleitung der Klemmkraft in das Fasermaterial des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils im Verbindungsbereich bereitzustellen, sodass bei deutlich verbessertem Setzverhalten, insbesondere hoher Setzungsresistenz, in dem Verbindungsbereich ein Zusatzelement wie beispielsweise eine Buchse entfallen kann. Dies bringt zugleich Kosten- und Gewichtsvorteile mit sich und bedingt eine vergleichsweise einfache Prozessführung, die wenig störanfällig ist. Es ergibt sich durch den erhöhten Faservolumengehalt eine erhöhte Festigkeit und/oder Steifigkeit des Bauteils im Verbindungsbereich. Zugleich ermöglicht das hier vorgeschlagene Verfahren eine platzsparende Ausgestaltung des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils einschließlich der Fügeverbindung im Verbindungsbereich, da auf ein Zusatzbauteil verzichtet wird. Das Verfahren lässt sich in einfacher Weise in ein Umform- oder Spritzgießwerkzeug zur Schaffung thermoplastischer Faser-Matrix-Verbund-Bauteile integrieren. Vor- und/oder nachgelagerte Prozesse können entfallen oder zumindest reduziert werden. Darüber hinaus ergibt sich durch die erhöhte Steifigkeit im Verbindungsbereich eine Verringerung des Anlageflächenbedarfs für ein Fügebauteil, beispielsweise eine Schraube oder einen Niet. Da das Fasermaterial typischerweise sehr viel weniger fließfähig ist als das Matrixmaterial – vorzugsweise ist das Fasermaterial nicht fließfähig, insbesondere im Fall von Endlosfasern – bleiben die Fasern im Pressbereich vorhanden, wobei das Matrixmaterial – vorzugsweise so weit wie möglich – verdrängt wird, sodass bei gleichzeitiger Zunahme des Faservolumengehalts eine Reduzierung der Dicke des Bauteils im Verbindungsbereich herbeigeführt wird. Dabei führt eine Maximierung des Faservolumengehalts im Pressbereich zu einer minimal möglichen Dickenreduzierung durch Kriechen und/oder Relaxation bei Kraftbeaufschlagung des Verbindungsbereichs, da die viskoelastische Matrix – vorzugsweise weitestgehend – aus dem Verbindungsbereich verdrängt wurde, und die sehr viel kriechfesteren Fasern die Lasten der Fügeverbindung aufnehmen können, beziehungsweise geklemmt werden.The object is achieved in particular by providing a method for producing connecting regions on fiber-matrix composite components, wherein a fiber-matrix composite component in at least one connecting region to be produced at least in regions, namely in at least one pressing region, with a pressing force is applied transversely to a fiber extension direction, wherein matrix material of the fiber-matrix composite component is displaced from the pressing region transverse to the pressing force. By displacing the matrix material from the pressing area, it is at the same time displaced from the joining area and thus from the joining zone, whereby an increase in the fiber volume content is achieved there - by reducing the content of matrix material. This causes an improvement in the creep and / or relaxation behavior of the component in the connection region, so that the risk of relaxation and associated reduction of prestressing force is significantly reduced. It is ultimately possible to provide a direct initiation of the clamping force in the fiber material of the fiber-matrix composite component in the connection area, so that with significantly improved setting behavior, in particular high settlement resistance, in the connection area an additional element such as a socket can be omitted. This brings at the same time cost and weight advantages and requires a comparatively simple process management, which is less prone to failure. The increased fiber volume content results in increased strength and / or rigidity of the component in the connection region. At the same time, the method proposed here allows a space-saving design of the fiber-matrix composite component including the joint connection in the connection area, as is dispensed with an additional component. The method can be easily integrated into a forming or injection molding tool to provide thermoplastic fiber-matrix composite components. Upstream and / or downstream processes can be eliminated or at least reduced. In addition, due to the increased rigidity in the connection region, a reduction in the contact surface requirement for a joining component, for example a screw or a rivet, results. Since the fiber material is typically much less fluid than the matrix material-preferably, the fiber material is not flowable, especially in the case of continuous filaments-the fibers remain in the compression region, displacing the matrix material, preferably as much as possible, so as to increase with concomitant increase the fiber volume content is brought about a reduction of the thickness of the component in the connection area. In this case, maximizing the fiber volume content in the pressing area leads to a minimal possible reduction in thickness due to creep and / or relaxation upon application of force to the connecting area, since the viscoelastic matrix has been displaced-preferably largely-out of the connection area, and very much creep-resistant fibers can absorb the loads of the joint connection, or be clamped.

Unter einem Faser-Matrix-Verbund-Bauteil wird insbesondere ein Bauteil verstanden, welches ein Verbundmaterial aus Fasern und wenigstens einem Matrixmaterial aufweist oder aus einem solchen Verbundmaterial besteht. Die Fasern können als Kurzfasern vorliegen, bevorzugt liegen sie als Endlosfasern und/oder als Endlosfaserbündel, insbesondere als Faserrovings vor.A fiber-matrix composite component is understood in particular to mean a component which has a composite material made of fibers and at least one matrix material or consists of such a composite material. The fibers may be in the form of short fibers, preferably they are in the form of endless fibers and / or endless fiber bundles, in particular fiber rovings.

Es ist möglich, dass die Fasern in dem Faser-Matrix-Verbund-Bauteil in Form eines Geflechts, Gewebes, Gewirks, Geleges, Gestricks, als Wirrfaserflies, und/oder in anderer geeigneter Weise vorliegen.It is possible that the fibers in the fiber-matrix composite component may be in the form of a braid, woven, knitted, laid, knitted, knitted fiber, and / or other suitable manner.

Die Fasern sind vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Glasfasern, Metallfasern, Keramikfasern, Naturfasern, Kunststofffasern, Kohlenstofffasern oder Karbonfasern, oder anderen geeigneten Fasern. Auch eine Kombination von wenigstens zwei der genannten Faserarten ist möglich.The fibers are preferably selected from a group consisting of glass fibers, metal fibers, ceramic fibers, natural fibers, plastic fibers, carbon fibers or carbon fibers, or other suitable fibers. A combination of at least two of the mentioned types of fibers is possible.

Das Matrix-Material weist vorzugsweise wenigstens einen Kunststoff auf, insbesondere ein Thermoplast. Besonders bevorzugt besteht die Matrix aus einem thermoplastischen Material.The matrix material preferably has at least one plastic, in particular a thermoplastic. Particularly preferably, the matrix consists of a thermoplastic material.

Als Faser-Matrix-Verbund-Bauteil wird besonders bevorzugt ein endlosfaserverstärkter Faser-Verbund-Kunststoff mit thermoplastischer Matrix verwendet, insbesondere ein Organoblech.As a fiber-matrix composite component, it is particularly preferable to use an endless-fiber-reinforced fiber-composite plastic with a thermoplastic matrix, in particular an organic sheet.

Mit einer Fasererstreckungsrichtung ist hier eine Richtung gemeint, in der sich die vorzugsweise als Endlosfasern ausgebildeten Fasern des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils zumindest im Wesentlichen erstrecken. Dabei zeigt sich, dass Faser-Matrix-Verbund-Bauteile typischerweise flächig, insbesondere eben ausgebildet sind, wobei sich die Fasern in einer durch die Erstreckung des Bauteils definierten Fläche oder Ebene erstrecken, sodass eine bestimmte Fasererstreckungsebene gegeben ist. Die Presskraft erstreckt sich bevorzugt quer zu dieser Fasererstreckungsebene, insbesondere also in Dickenrichtung des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils. Besonders bevorzugt erstreckt sich die Presskraft senkrecht zu der Fasererstreckungsrichtung oder Fasererstreckungsebene.By fiber extension direction is meant here a direction in which the fibers of the fiber-matrix composite component, preferably designed as continuous fibers, extend at least substantially. It turns out that fiber-matrix composite components are typically flat, in particular flat, with the fibers extending in a plane or plane defined by the extension of the component, so that a certain fiber extension plane is given. The pressing force preferably extends transversely to this fiber extension plane, in particular in the thickness direction of the fiber-matrix composite component. Particularly preferably, the pressing force extends perpendicular to the fiber extension direction or fiber extension plane.

Unter einem Pressbereich wird hier insbesondere der Bereich verstanden, in welchem das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil mit der Presskraft beaufschlagt wird. Dabei ist der Pressbereich vorzugsweise identisch mit dem Verbindungsbereich, umfasst den Verbindungsbereich oder ist ein Teil des Verbindungsbereichs. Insbesondere ist es möglich, dass der Verbindungsbereich außer dem Pressbereich noch einen weiteren Bereich umfasst, in welchem eine Bohrung oder Lochung vorgesehen ist oder wird.A pressing region is understood here to mean in particular the region in which the fiber-matrix composite component is subjected to the pressing force. In this case, the pressing region is preferably identical to the connection region, comprises the connection region or is part of the connection region. In particular, it is possible for the connection region to comprise, in addition to the pressing region, a further region in which a bore or perforation is or will be provided.

Im Rahmen des Verfahrens wird vorzugsweise wenigstens ein Verbindungsbereich an dem Faser-Matrix-Verbund-Bauteil geschaffen.In the context of the method, at least one connection region is preferably created on the fiber-matrix composite component.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil in dem Pressbereich erwärmt wird. Bevorzugt wird das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil vor dem Pressen und/oder während des Pressens erwärmt, wobei „Pressen” das Beaufschlagen des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils in dem Pressbereich mit einer Presskraft bedeutet. Die Erwärmung erfolgt dabei bevorzugt derart, dass das Matrixmaterial des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils zumindest soweit fließfähig wird, dass es durch das Pressen aus dem Pressbereich verdrängt werden kann. Daher wird der Pressbereich bevorzugt auf eine Temperatur erwärmt, bei welchem das Matrixmaterial fließfähig ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil in dem Pressbereich über eine Schmelztemperatur des Matrixmaterials hinaus erwärmt wird. Dies gewährleistet eine besonders effiziente Verdrängung von möglichst viel Matrixmaterial aus dem Pressbereich durch Pressen. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil in dem Pressbereich in erwärmten Zustand mit der Presskraft beaufschlagt wird.According to one embodiment of the invention, it is provided that the fiber-matrix composite component is heated in the pressing region. Preferably, the fiber-matrix composite component is heated prior to pressing and / or during pressing, where "pressing" means applying to the fiber-matrix composite component in the pressing region with a pressing force. The heating is preferably carried out in such a way that the matrix material of the fiber-matrix composite component is at least so far flowable that it can be displaced by pressing from the pressing area. Therefore, the pressing area is preferably heated to a temperature at which the matrix material is flowable. According to a preferred embodiment of the method, it is provided that the fiber-matrix composite component is heated in the pressing region beyond a melting temperature of the matrix material. This ensures a particularly efficient displacement of as much matrix material from the pressing area by pressing. In particular, it is provided that the fiber-matrix composite component is acted upon in the pressing region in the heated state with the pressing force.

Die Erwärmung kann auch in einem dem hier vorgeschlagenen Verfahren vorgelagerten Schritt erfolgen. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass die Erwärmung mittels Infrarotstrahlung erfolgt. Das Matrixmaterial liegt während des Pressens vorzugsweise im schmelzflüssigen Zustand vor.The heating can also take place in a step upstream of the method proposed here. Additionally or alternatively, it is possible that the heating takes place by means of infrared radiation. The matrix material is preferably in the molten state during pressing.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein ringförmiger Pressbereich mit der Presskraft beaufschlagt wird. Dies ist vorteilhaft, weil auch Krafteinleitungsbereiche für Verbindungsmittel typischerweise ringförmig ausgebildet sind, insbesondere im Fall von Schrauben- oder Nietköpfen.According to one embodiment of the invention it is provided that an annular pressing area is acted upon by the pressing force. This is advantageous because also force introduction areas for connecting means are typically annular, in particular in the case of screw or rivet heads.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Inneres des ringförmigen Pressbereichs nach dem Beaufschlagen des Pressbereichs mit der Presskraft mit einer Ausnehmung versehen wird. Dabei wird unter einem Inneren des ringförmigen Pressbereichs ein Bereich des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils verstanden, welcher von dem ringförmigen Pressbereich umgriffen ist. Es ist also möglich, dass zunächst der ringförmige Pressbereich mit der Presskraft beaufschlagt wird, wobei danach in dem Inneren eine Ausnehmung vorgesehen wird. Dabei ist es möglich, dass das Innere des ringförmigen Pressbereichs vollständig entfernt wird. Als Ausnehmung wird bevorzugt eine Bohrung, insbesondere eine Durchgangsbohrung, oder eine Lochung erstellt. Es ist dabei möglich, dass die Ausnehmung in das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil gestanzt oder gelocht oder durch Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden oder dergleichen ausgebildet wird. Besonders bevorzugt wird die Ausnehmung allerdings durch Verdrängen von Faser- und Matrixmaterial, insbesondere mittels eines Dorns, geschaffen.It is preferably provided that an interior of the annular pressing area is provided with a recess after the application of the pressing area with the pressing force. In this case, an interior of the annular pressing region is understood to be a region of the fiber-matrix composite component which is encompassed by the annular pressing region. It is thus possible for the annular pressing area to be acted upon first by the pressing force, after which a recess is provided in the interior. It is possible that the interior of the annular pressing area is completely removed. As a recess is preferred a bore, in particular a through hole, or a hole created. It is possible that the recess is punched or punched in the fiber-matrix composite component or formed by laser cutting, water jet cutting or the like. However, the recess is particularly preferably created by displacing fiber and matrix material, in particular by means of a mandrel.

Alternativ ist es möglich, dass der ringförmige Pressbereich eine vor dem Pressen in das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil eingebrachte Ausnehmung umgreift. Dabei ist es insbesondere möglich, dass das Verfahren vorsieht, dass vor dem Pressen die Ausnehmung innerhalb des vorbestimmten ringförmigen Pressbereichs geschaffen wird. Dies ist deswegen vorteilhaft, weil etwa aus dem Bereich der Ausnehmung verdrängtes Matrixmaterial seinerseits wiederum durch das Pressen aus dem Pressbereich verdrängt werden kann. Wird dagegen die Ausnehmung erst nach dem Pressen erzeugt, ist es möglich, dass Matrixmaterial aus dem Inneren des ringförmigen Pressbereichs beim Schaffen der Ausnehmung in den Pressbereich verdrängt wird, sodass die durch das Pressen erzielte Wirkung teilweise wieder rückgängig gemacht wird.Alternatively, it is possible for the annular pressing region to engage around a recess introduced into the fiber-matrix composite component prior to pressing. It is particularly possible that the method provides that the recess is created within the predetermined annular pressing area before pressing. This is advantageous because, for example, matrix material displaced from the region of the recess can in turn be displaced from the pressing region by the pressing. If, on the other hand, the recess is not produced until after pressing, it is possible for matrix material to be displaced from the interior of the annular pressing area to create the recess in the pressing area, so that the effect achieved by the pressing is partially reversed.

Alternativ ist es möglich, dass die Ausnehmung in dem Inneren des ringförmigen Pressbereichs in einem Arbeitsschritt mit dem Pressen geschaffen wird. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass das Pressen und das Schaffen der Ausnehmung in demselben Arbeitsschritt vorgenommen werden. Hierzu kann vorzugsweise ein Kombinationswerkzeug verwendet werden, welches sowohl die Ausnehmung schaffen als auch den Pressbereich mit der Presskraft beaufschlagen kann. Dies stellt eine besonders effiziente und ökonomische Vorgehensweise dar.Alternatively, it is possible that the recess is provided in the interior of the annular pressing portion in one step of pressing. In particular, it is provided that the pressing and the creation of the recess are made in the same step. For this purpose, preferably a combination tool can be used, which both create the recess and can act on the pressing area with the pressing force. This represents a particularly efficient and economical procedure.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausnehmung in dem Inneren des Pressbereichs durch Verdrängen von Fasermaterial, vorzugsweise mit einem Dorn, das heißt durch Dornen, erzeugt wird. Dabei ist unter „Dornen” ein Vorgehen zu verstehen, bei welchem ein Dorn, insbesondere ein konisch zulaufendes, stift- oder stabförmiges Werkzeugteil, in das Innere vorgeschoben wird, wobei Faser- und Matrixmaterial aus dem Inneren verdrängt wird. Dies ist eine besonders günstige Art, die Ausnehmung zu schaffen, da auf diese Weise Fasermaterial im Bereich des Inneren nicht zerstört, sondern nur in einen Randbereich und insbesondere in den Pressbereich verdrängt wird, wobei die Steifigkeit des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils in dem Verbindungsbereich erhalten bleibt und jedenfalls in dem Pressbereich sogar noch erhöht wird. Besonders bevorzugt wird ein beheizter Dorn verwendet, was insbesondere zu einem besonders effizienten Verdrängen des Matrixmaterials führt.According to one embodiment of the invention, it is provided that the recess in the interior of the pressing region by displacement of fiber material, preferably with a mandrel, that is, thorns generated. In this case, "thorns" is to be understood as a procedure in which a mandrel, in particular a tapered, rod-shaped or rod-shaped tool part, is advanced into the interior, with fiber and matrix material being displaced from the interior. This is a particularly favorable way to create the recess, since in this way fiber material is not destroyed in the region of the interior, but is displaced only in an edge region and in particular in the pressing region, wherein the rigidity of the fiber-matrix composite component in the Connection area is maintained and in any case even increased in the pressing area. Particularly preferably, a heated mandrel is used, which leads in particular to a particularly efficient displacement of the matrix material.

Wird die Ausnehmung mit einem spitzen Dorn zur Durchbruchherstellung geschaffen, wird durch den Dorn ein Durchbruch durch Faserverdrängung erzeugt, wobei um den Rand der Ausnehmung eine Faseranhäufung entsteht, welche durch den anschließenden Pressvorgang zusätzlich verdichtet wird. Damit wird der Faservolumengehalt in dem Pressbereich zusätzlich signifikant erhöht. Insbesondere entsteht eine kreisförmige Faseranhäufung um den Rand der Ausnehmung, wobei in diesem Bereich eine minimale Kriechneigung gegeben ist.If the recess is created with a pointed mandrel for the production of breakthrough, a breakthrough by fiber displacement is generated by the mandrel, wherein around the edge of the recess, a fiber accumulation arises, which is additionally compressed by the subsequent pressing process. This additionally increases the fiber volume content in the pressing area significantly. In particular, there is a circular accumulation of fibers around the edge of the recess, whereby a minimal creep tendency is given in this area.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Pressbereich lokal durch einen erwärmten Fluidstrom, insbesondere durch Heißgas, erwärmt wird. Dies stellt eine besonders einfache und zugleich effiziente Methode dar, um den Pressbereich zu erwärmen. Besonders bevorzugt wird dabei zugleich Matrixmaterial durch den Druck des Fluidstroms, insbesondere den Gasdruck des Heißgases, aus dem Pressbereich verdrängt. Insbesondere erhöht dabei der Druck den Druckradienten im Pressbereich und führt damit zu einer verbesserten Matrixverdrängung. Bereits vor Kontakt des Pressbereichs mit einem Presselement kann der Fluidstrom Matrixmaterial aus dem Pressbereich verdrängen und so bereits vor dem eigentlichen Pressen den Faservolumengehalt in dem Pressbereich erhöhen.According to one embodiment of the invention, it is provided that the pressing region is heated locally by a heated fluid flow, in particular by hot gas. This is a particularly simple and at the same time efficient method of heating the pressing area. At the same time, matrix material is particularly preferably displaced from the pressing region by the pressure of the fluid flow, in particular the gas pressure of the hot gas. In particular, the pressure increases the pressure gradient in the pressing area and thus leads to an improved matrix displacement. Even before the contact area of the pressing area with a pressing element, the fluid flow can displace matrix material from the pressing area and thus increase the fiber volume content in the pressing area even before the actual pressing.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Verbindungselement in dem Verbindungsbereich angeordnet wird. Somit stellt das Verfahren zugleich ein Verfahren zum Verbinden des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils mit wenigstens einem weiteren Bauteil dar. Als Verbindungselement wird besonders bevorzugt eine Schraube und/oder ein Niet verwendet.According to one embodiment of the invention, it is provided that a connecting element is arranged in the connecting region. Thus, the method also represents a method for connecting the fiber-matrix composite component with at least one further component. As a connecting element, a screw and / or a rivet is particularly preferably used.

Es zeigt sich noch, dass durch das Verdrängen von Matrixmaterial aus dem Verbindungsbereich und dem Erhöhen des Faservolumengehalts quasi eine Faserbuchse im Verbindungsbereich des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils geschaffen wird, beispielsweise im Fall von Glasfasern als Verstärkungsfasern eine Art Glasbuchse. Diese ist in vorteilhafterweise durch Verdrängen des Matrixmaterials einstückig aus dem Faser-Matrix-Verbund-Bauteil herausgearbeitet, sodass sich in effizienter Weise das Vorsehen einer zusätzlichen Buchse als Zusatzbauteil erübrigt. Im Bereich der Faserbuchse ist in Dickenrichtung des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils nur noch ein minimaler Matrixanteil vorhanden.It can also be seen that displacing matrix material from the connection region and increasing the fiber volume content virtually creates a fiber bushing in the connection region of the fiber-matrix composite component, for example in the case of glass fibers as reinforcing fibers a kind of glass bushing. This is advantageously produced by displacing the matrix material in one piece from the fiber-matrix composite component, so that it is not necessary to provide an additional socket as an additional component in an efficient manner. In the area of the fiber bush, only a minimal amount of matrix is present in the thickness direction of the fiber-matrix composite component.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Verbindungbereich vor dem Schaffen der Ausnehmung mit einem Prägestempel beaufschlagt, nämlich derart, dass möglichst viel Matrixmaterial quer, insbesondere senkrecht zur Presskraft nach außen verdrängt wird. Nachträglich wird dann vorzugsweise eine Ausnehmung, insbesondere durch Dornen, geschaffen. In dem derart geschaffenen Verbindungsbereich entsteht eine nahezu matrixfreie Zone, in der aufgrund des verpressten, matrixarmen Fasermaterials eine mechanische Verbindung, insbesondere Schraub- oder Nietverbindung, zum Einsatz gelangen kann, ohne dass das Problem des Setzens und der damit verbundenen undefinierten Stabilität und bisweilen Selbstlösung der Verbindung auftritt.In a preferred embodiment of the method of the connection area is applied before creating the recess with an embossing die, namely such that as much as possible Matrix material is displaced transversely, in particular perpendicular to the pressing force to the outside. Subsequently, a recess, in particular by thorns, is then preferably created. In the thus created connection area creates a nearly matrix-free zone in which due to the compressed, matrix-poor fiber material, a mechanical connection, in particular screw or rivet, can be used without the problem of setting and the associated undefined stability and sometimes self-solution Connection occurs.

Im Rahmen des Verfahrens wird bevorzugt ein Faser-Matrix-Verbund-Bauteil verwendet, welches vorgesehen ist für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise für einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug. Bei dem Faser-Matrix-Verbund-Bauteil kann es sich insbesondere um eine Rückwand, eine Multifunktionsmulde, ein Türinnenteil oder einen Drehstab handeln. Selbstverständlich sind auch andere Faser-Matrix-Verbund-Bauteile möglich, bei denen wenigstens ein Verbindungsbereich mittels des hier vorgeschlagenen Verfahrens geschaffen werden kann.As part of the method, a fiber-matrix composite component is preferably used, which is provided for a vehicle, in particular for a motor vehicle, preferably for a passenger car, a truck or a commercial vehicle. The fiber-matrix composite component may in particular be a rear wall, a multi-function tray, a door inner part or a torsion bar. Of course, other fiber-matrix composite components are possible in which at least one connection region can be created by means of the method proposed here.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Vorrichtung zur Herstellung von Verbindungsbereichen von Faser-Matrix-Verbund-Bauteilen geschaffen wird, welche ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug aufweist. Ein erstes Werkzeugteil, das ausgewählt ist aus dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug, ist als Widerlager für ein Faser-Matrix-Verbund-Bauteil ausgebildet, und ein zweites Werkzeugteil, welches ausgewählt ist aus dem Unterwerkzeug und dem Oberwerkzeug, weist einen relativ zu dem ersten Werkzeugteil in einer Hubrichtung verlagerbaren Prägestempel auf, wobei der Prägestempel eingerichtet ist, um das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil in wenigstens einem herzustellenden Verbindungsbereich zumindest bereichsweise, nämlich in einem Pressbereich, mit einer Presskraft quer zur Fasererstreckungsrichtung des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils zu beaufschlagen. Die Vorrichtung ist insbesondere ausgebildet zur Durchführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. In Zusammenhang mit der Vorrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.The object is also achieved by providing a device for producing connecting regions of fiber-matrix composite components, which has an upper tool and a lower tool. A first tool part, which is selected from the upper tool and the lower tool, is formed as an abutment for a fiber-matrix composite component, and a second tool part, which is selected from the lower tool and the upper tool, has a relative to the first tool part in a stroke direction displaceable embossing dies, wherein the embossing punch is adapted to the fiber-matrix composite component in at least one connecting region to be produced at least partially, namely in a pressing area, with a pressing force transverse to the fiber extension direction of the fiber-matrix composite component apply. The device is in particular designed for carrying out a method according to one of the embodiments described above. In connection with the device, in particular, the advantages that have already been explained in connection with the method.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist es demnach möglich, dass das Oberwerkzeug als erstes Werkzeugteil und damit als Widerlager ausgebildet ist, wobei das Unterwerkzeug als zweites Werkzeugteil ausgebildet ist und somit den Prägestempel aufweist. Alternativ ist es möglich, dass das Unterwerkzeug als erstes Werkzeugteil und damit als Widerlager ausgebildet ist, wobei das Oberwerkzeug als zweites Werkzeugteil ausgebildet ist und damit den Prägestempel aufweist.According to one embodiment of the device, it is therefore possible that the upper tool is formed as a first tool part and thus as an abutment, wherein the lower tool is formed as a second tool part and thus has the stamper. Alternatively, it is possible that the lower tool is formed as a first tool part and thus as an abutment, wherein the upper tool is designed as a second tool part and thus has the stamper.

Mit einer Hubrichtung ist hier insbesondere eine Richtung angesprochen, in welche ein Werkzeughub der Vorrichtung, insbesondere also eine Relativverlagerung des Prägestempels relativ zu dem ersten Werkzeugteil und/oder eine Relativverlagerung des zweiten Werkzeugteils relativ zu dem ersten Werkzeugteil erfolgt.With a stroke direction, in particular a direction is addressed, in which a tool stroke of the device, in particular a relative displacement of the embossing die relative to the first tool part and / or a relative displacement of the second tool part relative to the first tool part.

Es ist möglich, dass der Prägestempel starr, insbesondere lagefest, an dem zweiten Werkzeugteil angeordnet ist, wobei der Prägestempel gemeinsam mit dem zweiten Werkzeugteil relativ zu dem ersten Werkzeugteil verlagerbar ist. Es ist zusätzlich oder alternativ aber auch möglich, dass der Prägestempel relativ zu dem zweiten Werkzeugteil verlagerbar ist, sodass er unabhängig von diesem relativ zu dem ersten Werkzeug verlagert werden kann.It is possible that the die is rigid, in particular positionally fixed, arranged on the second tool part, wherein the die together with the second tool part is displaceable relative to the first tool part. In addition or alternatively, however, it is also possible for the stamping die to be displaceable relative to the second tool part, so that it can be displaced independently of this relative to the first tooling.

Eine Relativverlagerung von Werkzeugteilen schließt hier ein, dass ein Werkzeugteil lagefest, insbesondere raumfest angeordnet ist, wobei das andere Werkzeugteil verlagert wird. Es ist aber auch möglich, dass eine Mehrzahl von Werkzeugteilen – was auch den Prägestempel einschließt – gemeinsam und insbesondere relativ zueinander verlagert werden können.A relative displacement of tool parts includes here that a tool part is fixed in position, in particular spatially fixed, wherein the other tool part is displaced. But it is also possible that a plurality of tool parts - which also includes the stamper - can be moved together and in particular relative to each other.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eines der Werkzeugteile und/oder der Prägestempel eine Wärmequelle und/oder eine Wärmesenke aufweist/aufweisen. Eine Wärmequelle ist dabei insbesondere verwendbar, um das Matrixmaterial des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils vor oder während des Pressens zu erwärmen. Eine Wärmesenke kann vorgesehen sein, um das Matrixmaterial nach dem Pressen – vorzugsweise jedoch noch unter Beaufschlagung mit dem Prägestempel – zu kühlen, sodass es in der verdrängten Anordnung erstarrt. Es ist insbesondere möglich, dass das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug Medienführungskanäle aufweist/aufweisen, durch welche ein Heiz- und/oder Kühlmedium durchführbar ist. Das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug kann/können auch in anderer geeigneter Weise, beispielsweise elektrisch oder induktiv, beheizbar sein.According to one embodiment of the invention, it is provided that at least one of the tool parts and / or the die has / have a heat source and / or a heat sink. A heat source can be used in particular to heat the matrix material of the fiber-matrix composite component before or during the pressing. A heat sink may be provided to cool the matrix material after pressing, but preferably still under the action of the die, so that it solidifies in the displaced configuration. It is in particular possible that the upper tool and / or the lower tool has / have media guide channels through which a heating and / or cooling medium can be carried out. The upper tool and / or the lower tool can also be heated in another suitable manner, for example electrically or inductively.

Besonders bevorzugt ist der Prägestempel – vorzugsweise variotherm – beheizbar ausgebildet. Auf diese Weise kann eine besonders effiziente und auf den Pressbereich konzentrierte Erwärmung des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils durch den Prägestempel erfolgen.Particularly preferably, the embossing punch - preferably variotherm - formed heatable. In this way, a particularly efficient and focused on the pressing area heating of the fiber-matrix composite component can be done by the die.

Besonders bevorzugt wird aber auch eine Ausgestaltung, bei welcher sowohl der Prägestempel als auch wenigstens eines der Werkzeugteile, nämlich das Oberwerkzeug oder das Unterwerkzeug, – vorzugsweise variotherm – beheizbar sind. Besonders bevorzugt ist dabei zusätzlich oder alternativ wenigstens eines der Werkzeugteile kühlbar.However, an embodiment is also particularly preferred in which both the embossing punch and at least one of the tool parts, namely the upper tool or the lower tool, - preferably variotherm - are heated. Particularly preferably, additionally or alternatively, at least one of the tool parts can be cooled.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Prägestempel eine Mehrzahl von Bohrungen aufweist, durch welche einen Fluidstrom zu einem zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug angeordneten Faser-Matrix-Verbund-Bauteil zuführbar ist. Alternativ oder zusätzlich sind die Bohrungen bevorzugt eingerichtet, um einen Fluidstrom von dem Faser-Matrix-Verbund-Bauteil abzuführen. Insbesondere ist die Vorrichtung bevorzugt eingerichtet, um durch die Mehrzahl von Bohrungen ein Heißgas zu führen, um den Pressbereich mittels des Heißgases zu beheizen und vorzugsweise durch den Gasdruck des Heißgases Matrixmaterial aus dem Pressbereich zu verdrängen. Alternativ oder zusätzlich ist die Vorrichtung bevorzugt eingerichtet, um durch die Mehrzahl von Bohrungen einen Fluidstrom von dem Faser-Matrix-Verbund-Bauteil weg zu erzeugen und dieses somit zu Handhabungszwecken ansaugen zu können. Dabei kann insbesondere ein Vakuum angelegt werden, um das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil nach Art eines Vakuumgreifers zu halten, zu fixieren und/oder zu positionieren.According to one embodiment of the invention, it is provided that the embossing punch has a plurality of holes through which a fluid flow to a arranged between the upper tool and the lower tool fiber-matrix composite component can be fed. Alternatively or additionally, the bores are preferably configured to remove a fluid flow from the fiber-matrix composite component. In particular, the device is preferably configured to guide a hot gas through the plurality of bores in order to heat the pressing region by means of the hot gas and preferably to displace matrix material from the pressing region by the gas pressure of the hot gas. Alternatively or additionally, the device is preferably configured to generate a fluid flow through the plurality of bores away from the fiber-matrix composite component and thus to be able to suck it up for handling purposes. In particular, a vacuum can be applied in order to hold, fix and / or position the fiber-matrix composite component in the manner of a vacuum gripper.

Die Bohrungen in dem Prägestempel weisen vorzugsweise einen Durchmesser auf, der kleiner ist als 0,2 mm, bevorzugt kleiner als 0,1 mm. Dabei sind die Bohrungen vorzugsweise derart angeordnet, dass sie den Prägestempel im Wesentlichen in Hubrichtung, vorzugsweise in Hubrichtung durchsetzen, wobei sie stirnseitig aus dem Prägestempel ausmünden, mithin in Richtung auf das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil zu.The holes in the die preferably have a diameter which is less than 0.2 mm, preferably less than 0.1 mm. In this case, the bores are preferably arranged such that they pass through the embossing stamp essentially in the stroke direction, preferably in the stroke direction, whereby they open out of the stamping die at the end, thus towards the fiber-matrix composite component.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Prägestempel einen Dorn aufweist, der gemeinsam mit dem Prägestempel in Hubrichtung verlagerbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Dorn relativ zu dem Prägestempel in Hubrichtung verlagerbar ist. Bevorzugt ist der Dorn mittig, insbesondere zentral, in einem Inneren des Prägestempels angeordnet; insbesondere wird er bevorzugt von dem Prägestempel umgriffen. Mit einem derart ausgestalteten Werkzeug ist es möglich, in einem Arbeitsgang, insbesondere in einem Werkzeughub, sowohl das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil in dem Pressbereich mit der Presskraft zu beaufschlagen als auch eine Ausnehmung in einem Inneren des dann ringförmigen Pressbereichs durch Dornen zu schaffen.According to one embodiment of the invention, it is provided that the embossing punch has a mandrel which can be displaced in the stroke direction together with the embossing punch. Alternatively or additionally, it is possible that the mandrel is displaceable in the stroke direction relative to the embossing punch. The mandrel is preferably arranged centrally, in particular centrally, in an interior of the embossing stamp; In particular, it is preferably encompassed by the die. With such a designed tool, it is possible to apply in one operation, in particular in a tool stroke, both the fiber-matrix composite component in the pressing area with the pressing force as well as to create a recess in an interior of the then annular pressing area by thorns ,

Die Beschreibung des Verfahrens einerseits und der Vorrichtung andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale der Vorrichtung, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, sind bevorzugt einzelne oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit der Vorrichtung erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal eines erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung bedingt ist. Die Vorrichtung zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Verfahrensschritt einer erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.The description of the method on the one hand and the device on the other hand are to be understood as complementary to each other. Features of the device that have been described explicitly or implicitly in the context of the method are preferably single or combined features of a preferred embodiment of the device. Process steps that have been explained explicitly or implicitly in connection with the device are preferably individually or combined with one another Steps of a preferred embodiment of the method. This is preferably characterized by at least one method step, which is due to at least one feature of an inventive or preferred embodiment of the device. The device is preferably characterized by at least one feature which is due to at least one method step of a preferred embodiment of the method according to the invention or preferred embodiment.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung sowie eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen von Verbindungsbereichen an Faser-Matrix-Verbund-Bauteilen.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. The single FIGURE shows a schematic representation of an embodiment of a device and an embodiment of a method for producing connecting regions of fiber-matrix composite components.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zur Herstellung von Verbindungsbereichen an einem Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3, welches ein Oberwerkzeug 5 und ein Unterwerkzeug 7 aufweist. Das Oberwerkzeug 5 und das Unterwerkzeug 7 sind relativ zueinander verlagerbar, wobei besonders bevorzugt das Unterwerkzeug 7 raumfest angeordnet ist, wobei das Oberwerkzeug 5 verlagerbar gehalten ist. Durch Relativverlagerung des Oberwerkzeugs 5 relativ zu dem Unterwerkzeug 7 können diese beiden Werkzeugteile einerseits in einer bei a) in der Figur dargestellten Offenstellung und andererseits in einer beispielsweise bei b) dargestellten Schließstellung angeordnet werden, wobei das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 in der Schließstellung zwischen dem Oberwerkzeug 5 und dem Unterwerkzeug 7 sicher gehalten wird.The single FIGURE shows a schematic representation of an embodiment of a device 1 for producing connecting regions on a fiber-matrix composite component 3 , which is an upper tool 5 and a lower tool 7 having. The upper tool 5 and the lower tool 7 are displaceable relative to each other, wherein particularly preferably the lower tool 7 spatially fixed, wherein the upper tool 5 is held relocatable. By relative displacement of the upper tool 5 relative to the lower tool 7 These two tool parts can be arranged on the one hand in an open position shown in a) in the figure and on the other hand in a closed position shown for example in b), wherein the fiber-matrix composite component 3 in the closed position between the upper tool 5 and the lower tool 7 is held securely.

Dabei ist hier das Unterwerkzeug 7 als ein erstes Werkzeugteil 9 ausgebildet, welches als Widerlager für das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 dient. Das Oberwerkzeug 5 ist als zweites Werkzeugteil 11 ausgebildet, welches einen Prägestempel 13 aufweist, der in Hubrichtung der Vorrichtung 1, das heißt in Richtung der Relativverlagerung des Oberwerkzeugs 5 und des Unterwerkzeugs 7, verlagerbar ist, wobei er bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 zugleich auch relativ zu dem Oberwerkzeug 5 verlagerbar gehalten ist. Der Prägestempel 13 ist eingerichtet, um das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 in einem herzustellenden Verbindungsbereich 15 zumindest bereichsweise, nämlich in einem Pressbereich 17, mit einer Presskraft zu beaufschlagen, die sich quer, vorzugsweise senkrecht zu einer Fasererstreckungsrichtung und/oder Fasererstreckungsebene des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils 3 erstreckt.Here is the lower tool 7 as a first tool part 9 formed, which as an abutment for the fiber-matrix composite component 3 serves. The upper tool 5 is as a second tool part 11 formed, which has an embossing stamp 13 having, in the stroke direction of the device 1 that is, in the direction of the relative displacement of the upper tool 5 and the lower tool 7 , is displaceable, wherein it is in the embodiment of the device shown here 1 at the same time relative to the upper tool 5 is held relocatable. The stamp 13 is set up to the fiber-matrix composite component 3 in a connection area to be produced 15 at least in certain areas, namely in a pressing area 17 to apply a pressing force across, preferably perpendicular to a fiber extension direction and / or fiber extension plane of the fiber-matrix composite component 3 extends.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 weisen das Oberwerkzeug 5, das Unterwerkzeug 7 und der Prägestempel 13 jeweils eine Wärmequelle auf, wobei die Wärmequellen des Oberwerkzeugs 5 und des Unterwerkzeugs 7 zugleich als Wärmesenken dienen können. Zur Verwirklichung dieser Wärmequellen weisen das Oberwerkzeug 5 und das Unterwerkzeug 7 Medienführungskanäle 19 auf, von denen der besseren Übersichtlichkeit wegen jeweils nur einer mit dem Bezugszeichen 19 gekennzeichnet ist. Durch die Medienführungskanäle 19 ist ein Medium zur Erwärmung oder Kühlung der Werkzeugteile 9, 11, mithin des Oberwerkzeugs 5 und/oder des Unterwerkzeugs 7, führbar. Dabei kann es sich insbesondere um ein flüssiges Medium, beispielsweise eine Heiz- oder Kühlflüssigkeit, insbesondere ein Öl oder Wasser, handeln.In the embodiment of the device shown here 1 have the upper tool 5 , the lower tool 7 and the stamp 13 in each case a heat source, wherein the heat sources of the upper tool 5 and the lower tool 7 at the same time serve as heat sinks. To realize these heat sources have the upper tool 5 and the lower tool 7 Media guide channels 19 on, of which the sake of clarity, only one with the reference numeral 19 is marked. Through the media guide channels 19 is a medium for heating or cooling the tool parts 9 . 11 , hence the upper tool 5 and / or the lower tool 7 , feasible. This may in particular be a liquid medium, for example a heating or cooling liquid, in particular an oil or water.

Der Prägestempel 13 weist bei d) schematisch angedeutete Bohrungen 21 auf, durch die vorzugsweise ein Heißgas führbar ist, was hier schematisch durch Pfeile angedeutet ist. Der Pressbereich 17 kann so mit Heißgas beaufschlagt werden, wodurch er erwärmt werden kann, und wodurch zum anderen auch mittels des Gasdrucks des Heißgases bereits vor dem Pressen erwärmtes Matrixmaterial aus dem Pressbereich 17 verdrängt werden kann. Dies kann den Faservolumengehalt in dem Pressbereich 17 bereits vor dem eigentlichen Pressen erhöhen. Vorzugsweise weist der Prägestempel 13 eine Vielzahl von feinen Bohrungen auf, die einen Durchmesser von weniger als 0,1 mm aufweisen.The stamp 13 indicates at d) schematically indicated holes 21 , through which preferably a hot gas is feasible, which is schematically indicated here by arrows. The pressing area 17 can be acted upon with hot gas, whereby it can be heated, and on the other hand also by means of the gas pressure of the hot gas already before pressing heated matrix material from the pressing area 17 can be displaced. This can be the fiber volume content in the press area 17 already increase before the actual pressing. Preferably, the die has 13 a plurality of fine bores having a diameter of less than 0.1 mm.

Bevorzugt ist es möglich, durch diese Bohrungen 21 in einem anderen Betriebszustand der Vorrichtung 1 auch Luft anzusaugen, und so mit dem Prägestempel 13 quasi einen Vakuumgreifer für das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 zu verwirklichen. Der Prägestempel 13 kann dann auch eingesetzt werden, um das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 zu handhaben, insbesondere zu halten, zu fixieren und/oder zu positionieren.Preferably, it is possible through these holes 21 in another operating state of the device 1 also to suck air, and so with the stamp 13 virtually a vacuum gripper for the fiber-matrix composite component 3 to realize. The stamp 13 can then also be used to the fiber-matrix composite component 3 to handle, in particular to hold, fix and / or position.

Der Prägestempel 13 weist hier mittig, insbesondere zentral, einen Dorn 23 auf, der hier insbesondere gemeinsam mit dem Prägestempel 13 in Hubrichtung verlagerbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Dorn 23 relativ zu dem Prägestempel 13 in Hubrichtung verlagerbar ist.The stamp 13 has here centrally, in particular centrally, a thorn 23 on, here in particular together with the stamp 13 is displaceable in the stroke direction. Alternatively or additionally, it is possible for the mandrel 23 relative to the die 13 is displaceable in the stroke direction.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen von Verbindungsbereichen 15 an dem Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 anhand der verschiedenen Darstellungen der einzigen Figur näher erläutert:
Bei a) ist dargestellt, dass das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 zwischen dem Oberwerkzeug 5 und dem Unterwerkzeug 7 angeordnet wird. Anschließend wird – wie bei b) dargestellt – die Vorrichtung 1 geschlossen, wobei das Oberwerkzeug 5 und das Unterwerkzeug 7 in ihrer Schließstellung angeordnet werden. Das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 ist nun sicher zwischen den beiden Werkzeugteilen 9, 11 angeordnet.In the following, a preferred embodiment of the method for producing connecting regions 15 on the fiber-matrix composite component 3 explained in more detail with reference to the various representations of the single figure:
In a) it is shown that the fiber-matrix composite component 3 between the upper tool 5 and the lower tool 7 is arranged. Subsequently, as shown at b) - the device 1 closed, with the upper tool 5 and the lower tool 7 be arranged in its closed position. The fiber-matrix composite component 3 is now safe between the two tool parts 9 . 11 arranged.

Bei c) ist dargestellt, dass nun vorzugsweise der Prägestempel 13 gemeinsam mit dem Dorn 23 relativ zu dem Unterwerkzeug 7 und hier auch zu dem Oberwerkzeug 5 in Hubrichtung verlagert wird, wobei mittels des Dorns 23 eine Ausnehmung 25 in dem Verbindungsbereich 15 des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils 3 erzeugt wird. Dabei werden Fasern aus dem Bereich der Ausnehmung 25 seitlich nach außen verdrängt, sodass diese insbesondere in dem Pressbereich 17 gebündelt werden, wodurch bereits der Faservolumengehalt erhöht wird. Zugleich wird durch das Dornen mit dem Dorn 23 eine Zerstörung von Fasern zumindest weitgehend, vorzugsweise vollständig vermieden. Der Dorn 23 verdrängt auch Matrixmaterial aus dem Bereich der Ausnehmung 25, insbesondere in den Pressbereich. Dieses wird dann bei dem nachfolgenden Pressvorgang vorzugsweise zusätzlich radial nach außen verdrängt.In c) it is shown that now preferably the die 13 together with the thorn 23 relative to the lower tool 7 and here also to the upper tool 5 is displaced in the stroke direction, wherein by means of the mandrel 23 a recess 25 in the connection area 15 of the fiber-matrix composite component 3 is produced. In this case, fibers from the region of the recess 25 displaced laterally outwards, so that this particular in the pressing area 17 bundled, which already increases the fiber volume content. At the same time, thorns with the thorn 23 a destruction of fibers at least largely, preferably completely avoided. The thorn 23 also displaces matrix material from the area of the recess 25 , in particular in the pressing area. This is then preferably additionally displaced radially outward in the subsequent pressing process.

In der Figur ist auch noch dargestellt, dass die Vorrichtung 1 bevorzugt eine Gegehülse 27 aufweist, die entgegen der Hubrichtung verlagerbar in dem Unterwerkzeug 7 aufgenommen ist. Vorzugsweise wird die Gegenhülse 27 während oder nach der Schaffung der Ausnehmung 25 auf den Dorn 23 zu verlagert, sodass sie diesen aufnimmt.In the figure is also shown that the device 1 preferably a Gegehülse 27 has, against the stroke direction displaced in the lower tool 7 is included. Preferably, the counter sleeve 27 during or after the creation of the recess 25 on the thorn 23 to shift so that she receives this.

Wie in der Figur bei d) dargestellt ist, wird die Gegenhülse 27 bevorzugt bis zu dem Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 heranverlagert, sodass sie dieses beim nachfolgenden Pressvorgang stützen kann.As shown in the figure at d), the counter sleeve 27 preferably up to the fiber-matrix composite component 3 moved so that they can support this during the subsequent pressing process.

Vor dem eigentlichen Pressen wird nun – wie ebenfalls bei d) dargestellt – das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 in dem Verbindungsbereich 15 und insbesondere in dem Pressbereich 17 erwärmt, wobei hier sowohl ein Heizmedium durch die Medienführungskanäle 19 der Werkzeugteile 9, 11 geleitet wird, als auch zugleich ein Heißgas über die Bohrungen 21 des Prägestempels 13 auf den Pressbereich 17 aufgebracht wird. Dabei wird das Matrixmaterial vorzugsweise über seine Schmelztemperatur hinaus erwärmt, sodass es bei dem nachfolgenden Pressvorgang effizient aus dem Pressbereich verdrängt werden kann. Zugleich bewirkt der Gasdruck des Heißgases aus den Bohrungen 21 bereits ein Vorverdrängen von Matrixmaterial aus dem Pressbereich 17.Before the actual pressing is now - as also shown at d) - the fiber-matrix composite component 3 in the connection area 15 and especially in the pressing area 17 heated, in which case both a heating medium through the media guide channels 19 the tool parts 9 . 11 is passed, as well as at the same time a hot gas over the holes 21 of the stamp 13 on the pressing area 17 is applied. In this case, the matrix material is preferably heated beyond its melting temperature, so that it can be efficiently displaced from the pressing region during the subsequent pressing process. At the same time causes the gas pressure of the hot gas from the holes 21 already a Vorverdrängen of matrix material from the pressing area 17 ,

Bei d) zeigt sich auch, dass der Pressbereich 17 hier ein Inneres des Pressbereiches 17 ringförmig umgreift, in welchem die Ausnehmung 25 geschaffen ist.In d) also shows that the pressing area 17 here an inside of the pressing area 17 annular engages in which the recess 25 is created.

Es ist auch möglich, dass der Pressvorgang ohne Erwärmung durchgeführt wird, insbesondere wenn entweder Presskräfte zur Verfügung stehen, die hoch genug sind, um das grundsätzlich fließfähige Matrixmaterial auch ohne Erwärmung zu verdrängen, und/oder wenn das Matrixmaterial bereits bei Normaltemperatur, insbesondere im Bereich von 25°C, hinreichend fließfähig ist, um beim Pressen verdrängt zu werden. Es ist allerdings auch möglich, dass das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 aus einem vorgelagerten Verfahren bereits erwärmt in die Vorrichtung eingelegt wird, sodass sich ein weiteres Erwärmen erübrigt.It is also possible that the pressing operation is carried out without heating, in particular if either pressing forces are available which are high enough to displace the basically flowable matrix material even without heating, and / or if the matrix material already at normal temperature, especially in the range of 25 ° C, sufficiently flowable to be displaced during pressing. However, it is also possible that the fiber-matrix composite component 3 already heated from an upstream process is inserted into the device, so that further heating is unnecessary.

Bei e) ist dargestellt, dass das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 in dem Pressbereich 17 mit einer Presskraft quer, insbesondere senkrecht zu einer Fasererstreckungsrichtung und insbesondere einer Fasererstreckungsebene beaufschlagt wird, was hier schematisch durch einen Pfeil angedeutet ist, wobei Matrixmaterial des Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 aus dem Pressbereich 17 quer zur Presskraft, hier radial – das heißt in horizontaler Richtung – nach außen von dem Dorn 23 weg, verdrängt wird. Bevorzugt wird dabei bei der hier dargestellten Ausführungsform des Verfahrens ein Kühlmedium durch die Medienführungskanäle 19 geleitet, durch welches das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 – insbesondere in dem Pressbereich 17 – gekühlt wird, wodurch das verdrängte Matrixmaterial erstarrt, sodass es nach Beenden des Pressens nicht wieder zurückfließen kann.In e) it is shown that the fiber-matrix composite component 3 in the pressing area 17 with a pressing force across, in particular perpendicular to a fiber extension direction and in particular a fiber extension plane is applied, which is schematically indicated here by an arrow, wherein matrix material of the fiber-matrix composite component 3 from the pressing area 17 transverse to the pressing force, here radially - that is, in the horizontal direction - outward from the mandrel 23 away, is displaced. In the case of the embodiment of the method shown here, a cooling medium through the media guide channels is preferred 19 passed through which the fiber-matrix composite component 3 - Especially in the pressing area 17 - Is cooled, whereby the displaced matrix material solidifies, so that it can not flow back after completion of the pressing.

Bei f) ist dargestellt, dass zum Ende des Verfahrens die Vorrichtung 1 wieder geöffnet wird, sodass das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 mit dem nunmehr fertig geschaffenen Verbindungsbereich 15, welcher die Ausnehmung 25 und den Pressbereich 17 aufweist, entnommen werden kann. Dabei zeigt sich, dass das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 in den Pressbereich 17 eine reduzierte Dicke aufweist, da hier Matrixmaterial verdrängt wurde, wodurch eine nahezu matrixfreie Zone geschaffen ist. Aufgrund des verpressten, matrixarmen Fasermaterials in dem Pressbereich 17 kann nun eine mechanische Verbindung, insbesondere eine Schraubverbindung oder eine Nietverbindung, in dem Verbindungsbereich 15 zum Einsatz gelangen, ohne dass das Problem des Setzens und der damit verbundenen undefinierten Stabilität und bisweilen leichten Selbstlösung der Verbindung auftritt. Vorzugsweise wird also in einem nächsten Schritt ein Verbindungsmittel, insbesondere eine Schraube oder ein Niet, in dem Verbindungsbereich 15 angeordnet, wodurch das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 bevorzugt mit wenigstens einem weiteren Bauteil verbunden wird.At f) it is shown that at the end of the procedure the device 1 reopened, leaving the fiber-matrix composite component 3 with the now created connection area 15 which the recess 25 and the pressing area 17 has, can be removed. It shows that the fiber-matrix composite component 3 in the pressing area 17 has a reduced thickness, since matrix material has been displaced here, whereby an almost matrix-free zone is created. Due to the compressed, matrix-poor fiber material in the pressing area 17 can now be a mechanical connection, in particular a screw or a riveted joint in the connection area 15 be used without the problem of setting and the associated undefined stability and sometimes easy self-solution of the compound occurs. Preferably, in a next step, a connecting means, in particular a screw or a rivet, in the connection region 15 arranged, whereby the fiber matrix composite component 3 is preferably connected to at least one further component.

Alternativ zu der hier dargestellten Ausführungsform des Verfahrens ist es insbesondere auch möglich, das Innere eines ringförmigen Pressbereichs 17 erst nach dem Beaufschlagen des Pressbereichs 17 mit der Presskraft mit der Ausnehmung 25 zu versehen, wobei diese durch Dornen, aber beispielsweise auch durch Stanzen oder Wasserstrahlschneiden geschaffen werden kann. Weiterhin ist es auch möglich, dass der ringförmige Pressbereich 17 eine bereits vor dem Pressen in das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 eingebrachte Ausnehmung 25 umgreift, wobei die Ausnehmung 25 insbesondere in einem vorgelagerten Verfahrensschritt, vorzugsweise außerhalb der Vorrichtung 1 durch eine separate Vorrichtung, geschaffen werden kann. In diesem Fall ist es möglich, dass der Prägestempel 13 keinen Dorn 23 aufweist. Allerdings ist gleichwohl auch die Verwendung eines Dorns 23 denkbar, um eine Verdrängung von Matrixmaterial in die zuvor geschaffene Ausnehmung 25 hinein zu vermeiden. Der Dorn 23 dient dann allerdings nicht der Schaffung der Ausnehmung 25, sondern lediglich zu deren Stützung und zum Freihalten derselben von Matrixmaterial.As an alternative to the embodiment of the method illustrated here, it is also possible, in particular, for the interior of an annular pressing region 17 only after applying the pressing area 17 with the pressing force with the recess 25 to provide, which can be created by thorns, but for example by punching or water jet cutting. Furthermore, it is also possible that the annular pressing area 17 one already before pressing into the fiber-matrix composite component 3 introduced recess 25 encompasses, wherein the recess 25 in particular in an upstream process step, preferably outside the device 1 by a separate device can be created. In this case, it is possible for the die to be stamped 13 no thorn 23 having. However, it is also the use of a thorn 23 conceivable for a displacement of matrix material in the previously created recess 25 to avoid. The thorn 23 But then does not serve the creation of the recess 25 but merely to support them and keep them free of matrix material.

Bei der in der Figur dargestellten Ausführungsform des Verfahrens wird die Ausnehmung 25 in dem Inneren des ringförmigen Pressbereichs 17 quasi in einem Arbeitsschritt, das heißt insbesondere während eines Werkzeughubs der Vorrichtung 1 zusammen mit dem Pressen geschaffen.In the embodiment of the method shown in the figure, the recess 25 in the interior of the annular pressing area 17 virtually in one step, that is, in particular during a tool stroke of the device 1 created together with the pressing.

Insgesamt zeigt sich, dass mit Hilfe des Verfahrens in platzsparender, einfacher und prozesssicherer Weise eine erhöhte Festigkeit und/oder Steifigkeit in einem Verbindungsbereich 15 für ein Faser-Matrix-Verbund-Bauteil 3 geschaffen werden kann, wobei zur Vermeidung von Setzvorgängen insbesondere bei Schraub- und/oder Nietverbindungen keine Zusatzelemente wie etwa eine kriechfeste Metallbuchse mehr verwendet werden müssen.Overall, it turns out that with the help of the method in a space-saving, simple and process-reliable manner increased strength and / or rigidity in a connection area 15 for a fiber-matrix composite component 3 can be created, with no additional elements such as a creep-resistant metal bushing must be used to avoid setting operations, especially in screw and / or rivet.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013200776 A1 [0002] DE 102013200776 A1 [0002]

Claims (10)

Verfahren zum Herstellen von Verbindungsbereichen (15) an Faser-Matrix-Verbund-Bauteilen (3), wobei – ein Faser-Matrix-Verbund-Bauteil (3) in wenigstens einem herzustellenden Verbindungsbereich (15) zumindest bereichsweise in einem Pressbereich (17) mit einer Presskraft quer zu einer Fasererstreckungsrichtung beaufschlagt wird, wobei – Matrixmaterial des Faser-Matrix-Verbund-Bauteils (3) aus dem Pressbereich (17) quer zur Presskraft verdrängt wird.Method for producing connection areas ( 15 ) on fiber-matrix composite components ( 3 ), wherein - a fiber-matrix composite component ( 3 ) in at least one connection region to be produced ( 15 ) at least partially in a pressing area ( 17 ) is acted upon by a pressing force transversely to a fiber extension direction, wherein - matrix material of the fiber-matrix composite component ( 3 ) from the pressing area ( 17 ) is displaced transversely to the pressing force. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil (3) in dem Pressbereich (17) erwärmt wird.Method according to claim 1, characterized in that the fiber-matrix composite component ( 3 ) in the pressing area ( 17 ) is heated. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiger Pressbereich (17) mit der Presskraft beaufschlagt wird, wobei vorzugsweise a) ein Inneres des ringförmigen Pressbereichs (17) nach dem Beaufschlagen des Pressbereichs (17) mit der Presskraft mit einer Ausnehmung (25) versehen wird; oder wobei b) der ringförmige Pressbereich (17) eine vor dem Beaufschlagen des Pressbereichs (17) mit der Presskraft in das Faser-Matrix-Verbund-Bauteil (3) eingebrachte Ausnehmung (25) umgreift; oder wobei c) eine Ausnehmung (25) in dem Inneren des ringförmigen Pressbereichs (17) in einem Arbeitsschritt mit dem Beaufschlagen des ringförmigen Pressbereichs (17) mit der Presskraft geschaffen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that an annular pressing area ( 17 ) is applied to the pressing force, wherein preferably a) an inside of the annular pressing area ( 17 ) after applying the pressing area ( 17 ) with the pressing force with a recess ( 25 ) is provided; or where b) the annular pressing area ( 17 ) one before applying the pressing area ( 17 ) with the pressing force in the fiber-matrix composite component ( 3 ) introduced recess ( 25 ) encompasses; or where c) a recess ( 25 ) in the interior of the annular pressing area ( 17 ) in one step with the application of the annular pressing area ( 17 ) is created with the pressing force. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (25) in dem Inneren des Pressbereichs (17) durch Verdrängen von Fasermaterial, vorzugsweise mit einem Dorn, erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the recess ( 25 ) in the interior of the pressing area ( 17 ) is produced by displacing fiber material, preferably with a mandrel. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressbereich (17) lokal durch einen erwärmten Fluidstrom erwärmt wird, wobei vorzugsweise Matrixmaterial durch einen Druck des Fluidstroms aus dem Pressbereich (17) verdrängt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pressing area ( 17 ) is locally heated by a heated fluid flow, wherein preferably matrix material by a pressure of the fluid flow from the pressing area ( 17 ) is displaced. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungselement in dem Verbindungsbereich (15) angeordnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a connecting element in the connecting region ( 15 ) is arranged. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Verbindungsbereichen (15) an Faser-Matrix-Verbund-Bauteilen (3), mit einem Oberwerkzeug (5) und einem Unterwerkzeug (7), wobei ein erstes Werkzeugteil (9), ausgewählt aus dem Oberwerkzeug (5) und dem Unterwerkzeug (7), als Widerlager für ein Faser-Matrix-Verbund-Bauteil (3) ausgebildet ist, und wobei ein zweites Werkzeugteil (11), ausgewählt aus dem Oberwerkzeug (5) und dem Unterwerkzeug (7), einen relativ zu dem ersten Werkzeugteil (9) in einer Hubrichtung verlagerbaren Prägestempel (13) aufweist, der eingerichtet ist, um ein Faser-Matrix-Verbund-Bauteil (3) in wenigstens einem herzustellenden Verbindungsbereich (15) zumindest bereichsweise in einem Pressbereich (17) mit einer Presskraft quer zu einer Fasererstreckungsrichtung zu beaufschlagen.Contraption ( 1 ) for the production of connecting areas ( 15 ) on fiber-matrix composite components ( 3 ), with an upper tool ( 5 ) and a lower tool ( 7 ), wherein a first tool part ( 9 ), selected from the upper tool ( 5 ) and the lower tool ( 7 ), as an abutment for a fiber-matrix composite component ( 3 ), and wherein a second tool part ( 11 ), selected from the upper tool ( 5 ) and the lower tool ( 7 ), one relative to the first tool part ( 9 ) in a stroke direction displaceable dies ( 13 ) arranged to form a fiber-matrix composite component ( 3 ) in at least one connection region to be produced ( 15 ) at least partially in a pressing area ( 17 ) to be applied with a pressing force transversely to a fiber extension direction. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Werkzeugteile (9, 11) und/oder der Prägestempel (13) eine Wärmequelle und/oder eine Wärmesenke aufweist/aufweisen.Contraption ( 1 ) according to claim 7, characterized in that at least one of the tool parts ( 9 . 11 ) and / or the die ( 13 ) has / have a heat source and / or a heat sink. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägestempel (13) eine Mehrzahl von Bohrungen (21) aufweist, durch die ein Fluidstrom zu einem zwischen dem Oberwerkzeug (5) und dem Unterwerkzeug (7) angeordneten Faser-Matrix-Verbund-Bauteil (3) zuführbar und/oder von dem Faser-Matrix-Verbund-Bauteil (3) abführbar ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 7 and 8, characterized in that the embossing stamp ( 13 ) a plurality of holes ( 21 ), through which a fluid flow to one between the upper tool ( 5 ) and the lower tool ( 7 ) arranged fiber-matrix composite component ( 3 ) and / or from the fiber-matrix composite component ( 3 ) is dissipatable. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Prägestempel (13) einen Dorn (23) aufweist, der gemeinsam mit dem Prägestempel (13) und/oder relativ zu dem Prägestempel (13) in Hubrichtung verlagerbar ist.Contraption ( 1 ) according to one of claims 7 to 9, characterized in that the stamp ( 13 ) a thorn ( 23 ), which together with the die ( 13 ) and / or relative to the die ( 13 ) is displaceable in the stroke direction.
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