DE102016005907A1

DE102016005907A1 - Formwerkzeug und Verfahren zur Konsolidierung eines Fasermatrixverbundhalbzeugs

Info

Publication number: DE102016005907A1
Application number: DE102016005907.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Heßling; Eckhard Reese
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2016-12-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug (1) zur Konsolidierung eines Fasermatrixverbundhalbzeugs (3), welches wenigstens ein Formelement (5) aufweist, mit wenigstens einem Oberwerkzeug (7), und wenigstens einem Schieber (9), wobei das wenigstens eine Oberwerkzeug (7) mit dem wenigstens einen Schieber (9) relativ zu einem Unterwerkzeug (11) entlang einer ersten Achse (P₁) zwischen einer ersten und einer zweiten Funktionsstellung verlagerbar ist, wobei der wenigstens eine Schieber (9) relativ zu dem wenigstens einen Oberwerkzeug (7) entlang einer zweiten Achse (P₂) verlagerbar ist, und wobei der wenigstens eine Schieber (9) eine erste formgebende Fläche (15) aufweist, welche eingerichtet ist, um mit dem wenigstens einen Formelement (5) des Fasermatrixverbundhalbzeugs (3) zusammenzuwirken. Dabei ist vorgesehen, dass zwischen der ersten und der zweiten Funktionsstellung des wenigstens einen Oberwerkzeugs (7) eine zweite formgebende Fläche (17) des wenigstens einen Schiebers (9) einer formgebenden Fläche (19) des wenigstens einen Oberwerkzeugs (7) in Richtung des Unterwerkzeugs (11) vorlaufend angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug und ein Verfahren zur Konsolidierung eines Fasermatrixverbundhalbzeugs.
Es ist bekannt, Fasermatrixverbundhalbzeuge aus Hybridrovings zu weben. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2011 010 592 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Hybridrovings. Für konstruktive und/oder steifigkeitsrelevante Belange werden häufig Falten in das Fasermatrixverbundhalbzeug eingewoben, die nach einer Konsolidierung rippenförmige Versteifungen bilden. Zur Konsolidierung dieser Falten werden typischerweise Formwerkzeuge mit Schiebern verwendet, welche sich seitlich auf die Falten zubewegen und diese zur Konsolidierung komprimieren. Da häufig Fasermatrixverbundhalbzeuge in Bereichen mit Falten sehr bauschig sind, sehen derartige Formwerkzeuge einen großen Verschiebeweg für die Schieber vor, um das bauschige Gewebe vollständig zu erfassen und die rippenförmigen Versteifungen gut ausbilden zu können. Hierbei ist nachteilig, dass aufgrund des großen Verschiebewegs bei Anliegen eines Schiebers an einer rippenförmigen Versteifung ein großer Spalt zwischen einer Rückseite des Schiebers und dem – den Schieber tragenden – Oberwerkzeug ausgebildet ist. In diesem Spalt ist eine Konsolidierung erschwert, da dort weder das Oberwerkzeug noch der Schieber auf dem Fasermatrixverbundhalbzeug aufliegen können. Ebenso ist es nur eingeschränkt möglich, eine Oberfläche des Fasermatrixverbundhalbzeugs in diesem Bereich auszuformen. Häufig wird daher in der Praxis der Verschiebeweg der Schieber reduziert, um den hinter den Schiebern befindlichen Spalt zu verkleinern. In Folge ergeben sich allerdings typischerweise verschlechterte Lagetoleranzen im Bereich der rippenförmigen Versteifungen, da das häufig bauschige Gewebe durch den Schieber nicht mehr vollständig erfasst und insbesondere glattgezogen werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formwerkzeug und ein Verfahren zur Konsolidierung eines Fasermatrixverbundhalbzeugs zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Formwerkzeug zur Konsolidierung eines Fasermatrixverbundhalbzeugs, welches wenigstens ein – insbesondere von einer Grundfläche des Fasermatrixverbundhalbzeugs abragendes – Formelement aufweist, geschaffen wird. Das Formwerkzeug weist wenigstens ein – vorzugsweise genau ein – Oberwerkzeug und wenigstens einen Schieber auf. Das wenigstens eine Oberwerkzeug ist mit dem wenigstens einen Schieber relativ zu einem Unterwerkzeug entlang einer ersten Achse zwischen einer ersten und einer zweiten Funktionsstellung verlagerbar. Der wenigstens eine Schieber ist relativ zu dem wenigstens einen Oberwerkzeug entlang einer zweiten Achse verlagerbar. Der wenigstens eine Schieber weist eine erste formgebende Fläche auf, welche eingerichtet ist, um mit dem wenigstens einen Formelement zusammenzuwirken. Zwischen der ersten und der zweiten Funktionsstellung des wenigstens einen Oberwerkzeugs ist eine zweite formgebende Fläche des wenigstens einen Schiebers – die insbesondere quer, vorzugsweise senkrecht zu der ersten formgebenden Fläche orientiert ist – einer formgebenden Fläche des wenigstens einen Oberwerkzeugs in Richtung auf das Unterwerkzeug vorlaufend angeordnet. Das Formwerkzeug weist Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Dadurch, dass der wenigstens eine Schieber mit der zweiten formgebenden Fläche der formgebenden Fläche des wenigstens einen Oberwerkzeugs in Richtung des Unterwerkzeugs vorlaufend angeordnet ist, wobei der wenigstens eine Schieber insbesondere das wenigstens eine Oberwerkzeug zumindest bereichsweise untergreifen kann, ergibt sich konstruktiv die Möglichkeit, ein Formwerkzeug auszubilden, welches im geschlossenen Zustand bei der Konsolidierung des Fasermatrixverbundhalbzeugs keinen Spalt zwischen einer Rückseite des wenigstens einen Schiebers und dem wenigstens einen Oberwerkzeug aufweist.
Unter einem Fasermatrixverbundhalbzeug wird ein Halbzeug verstanden, welches Verstärkungsfasern aufweist, die in ein Matrixmaterial zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig eingebettet sind. Die Verstärkungsfasern können dabei als Endlosfasern, Kurzfasern, insbesondere gesponnene Kurzfasern, als Faserbündel, sogenannte Rovings, oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein. Bevorzugt liegen die Verstärkungsfasern als Geflecht, Gewirk, Gewebe, Gelege, Wirrfaservlies oder dergleichen, vor. Als Matrixmaterial wird bevorzugt ein Kunststoff verwendet, besonders bevorzugt ein Thermoplast. Es ist möglich, dass das Fasermatrixverbundhalbzeug eine Mehrzahl verschiedener Verstärkungsfasern und/oder eine Mehrzahl verschiedener Matrixwerkstoffe aufweist. Als Verstärkungsfasern können insbesondere Naturfasern oder Kunstfasern, insbesondere anorganische oder organische Fasern, beispielsweise Glasfasern, Karbonfasern, Keramikfasern, Stahlfasern, Aramidfasern, Sisalfasern oder dergleichen verwendet werden. Besonders bevorzugt werden für das Fasermatrixverbundhalbzeug sogenannte Hybridrovings verwendet, worunter Faserbündel verstanden werden, die einerseits Verstärkungsfasern und andererseits Matrixfasern aufweisen. Das Matrixmaterial ist in diesem Fall also faserförmig von den Hybridrovings umfasst. Es kann insbesondere beim Konsolidieren aufgeschmolzen werden, sodass die Verstärkungsfasern dann in das Matrixmaterial eingebettet werden. Vorzugsweise weisen die Hybridrovings als Matrixfasern thermoplastische Fasern auf. Besonders bevorzugt ist das Fasermatrixverbundhalbzeug aus Hybridrovings gewebt.
Das wenigstens eine Formelement ist vorzugsweise als Rippe oder Falte ausgebildet. Es ist auch möglich, dass das wenigstens eine Formelement einen steileren Bereich einer Oberfläche des Fasermatrixverbundhalbzeugs darstellt, der insbesondere schräg oder senkrecht zu der Grundfläche verläuft. Derartige Formelemente können insbesondere mittels einer Faltenwebtechnik realisiert werden. Besonders bevorzugt ist das Formwerkzeug eingerichtet, um derartige Formelemente zu konsolidieren, welche eine Länge aufweisen, welche vorzugsweise von wenigstens 0,5 m bis höchstens 1,5 m, vorzugsweise 1 m beträgt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Fasermatrixverbundhalbzeug bestimmungsgemäß auf dem Unterwerkzeug angeordnet. Das wenigstens eine Oberwerkzeug und der wenigstens eine Schieber sind vorzugsweise relativ zu dem Unterwerkzeug und dem Fasermatrixverbundhalbzeug verlagerbar. Entscheidend ist aber letztlich, dass eine Relativverlagerung zwischen dem wenigstens einen Oberwerkzeug, dem wenigstens einen Schieber, dem Unterwerkzeug und dem Fasermatrixverbundhalbzeug bewirkbar ist.
Die erste Achse steht vorzugsweise senkrecht auf einer Grundfläche des Unterwerkzeugs. Es ist aber auch möglich, dass die erste Achse in einem Winkel zu der Grundfläche des Unterwerkzeugs angeordnet ist.
Unter einer Grundfläche wird hier insbesondere eine Fläche verstanden, welche sich im Wesentlichen in Richtung einer flächigen Erstreckung eines Teils erstreckt. Insbesondere bei Teilen, die – im kartesischen Raum – in zwei Richtungen eine größere Erstreckung aufweisen als in der dritten Richtung, insbesondere in Breiten- und Längenrichtung eine größere Erstreckung als in Höhenrichtung, ist die Grundfläche bevorzugt eine Fläche, in welcher die Breiten- und Höhenrichtung liegen. Diese Definition der Grundfläche ist insbesondere sowohl auf das Unterwerkzeug als auch auf das Fasermatrixverbundhalbzeug und bevorzugt auch auf weitere Teile anwendbar.
Die zweite Achse verläuft vorzugsweise parallel zu der Grundfläche des Unterwerkzeugs. Es ist möglich, dass die zweite Achse senkrecht auf einer Oberfläche des wenigstens einen Formelements steht, welche insbesondere mit der ersten formgebenden Fläche zusammenwirkt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die erste Achse und die zweite Achse orthogonal zueinander angeordnet.
Die erste und zweite formgebende Fläche des wenigstens einen Schiebers sowie die formgebende Fläche des Oberwerkzeugs weisen nicht notwendigerweise eine komplexe Form auf. Es ist auch möglich, dass diese formgebenden Flächen jeweils eine Ebene ausbilden.
Durch das Zusammenwirken der ersten formgebenden Fläche mit dem wenigstens einen Formelement wird eine Konsolidierung des wenigstens einen Formelements bewirkt oder unterstützt.
Indem die zweite formgebende Fläche des wenigstens einen Schiebers der formgebenden Fläche des wenigstens einen Oberwerkzeugs in Richtung des Unterwerkzeugs vorlaufend angeordnet ist, kommt vorzugsweise bei einem Schließen des Werkzeugs zuerst der wenigstens eine Schieber mit dem Fasermatrixverbundhalbzeug in Kontakt. Insbesondere in der zweiten Funktionsstellung des wenigstens einen Oberwerkzeugs ist also der wenigstens eine Schieber in Kontakt mit dem Fasermatrixverbundhalbzeug.
Die in Richtung des Unterwerkzeugs vorlaufende Anordnung der zweiten formgebenden Fläche des wenigstens einen Schiebers relativ zu der formgebenden Fläche des wenigstens einen Oberwerkzeugs liegt vorzugsweise in der ersten Funktionsstellung, in der zweiten Funktionsstellung, und durchgängig in einem Bereich zwischen der ersten und der zweiten Funktionsstellung vor.
Es wird ein Ausführungsbeispiel des Formwerkzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das wenigstens eine Oberwerkzeug relativ zu dem wenigstens einen Schieber zwischen der zweiten und einer dritten Funktionsstellung des Oberwerkzeugs entlang der ersten Achse verlagerbar ist. Vorzugsweise grenzt in der dritten Funktionsstellung die zweite formgebende Fläche des wenigstens einen Schiebers unmittelbar an die formgebende Fläche des wenigstens einen Oberwerkzeugs bündig an.
Vorzugsweise ist das wenigstens eine Oberwerkzeug in die dritte Funktionsstellung verlagerbar, indem es über die zweite Funktionsstellung hinaus weiter entlang der ersten Achse verlagert wird.
Ein unmittelbares, bündiges Angrenzen der zweiten formgebenden Fläche des wenigstens einen Schiebers an die formgebende Fläche des wenigstens einen Oberwerkzeugs spricht insbesondere an, dass zwischen der zweiten formgebenden Fläche des wenigstens einen Schiebers und der formgebenden Fläche des wenigstens einen Oberwerkzeugs kein Spalt existiert, wobei die formgebende Fläche des Oberwerkzeugs und die zweite formgebende Fläche des Schiebers vorzugsweise miteinander fluchten. Insbesondere sind die zweite formgebende Fläche des wenigstens einen Schiebers und die formgebende Fläche des wenigstens einen Oberwerkzeugs dann insgesamt als durchgehende, insbesondere keine Unterbrechung aufweisende formgebende Gesamtfläche ausgebildet. Es ist also durch die konstruktive Ausbildung des Formwerkzeugs möglich, einen Verschiebeweg des wenigstens einen Schiebers so zu dimensionieren, dass ein Einhalten der geforderten Toleranzen des Fasermatrixverbundhalbzeugs insbesondere im Bereich des wenigstens einen Formelements ohne weiteres möglich ist und gleichzeitig kein Spalt hinter dem wenigstens einen Schieber existiert. Auf diese Weise kann eine Verbesserung der Fertigungsgenauigkeit realisiert werden und gleichzeitig der Gestaltungsspielraum bei der Formgebung des Fasermatrixverbundhalbzeugs, insbesondere im Bereich hinter dem wenigstens einen Schieber, erhöht werden.
Es wird ein Ausführungsbeispiel des Formwerkzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass wenigstens ein Stellelement vorgesehen ist, welches eingerichtet ist, um den wenigstens einen Schieber relativ zu dem wenigstens einen Oberwerkzeug entlang der zweiten Achse zu verlagern. Das wenigstens eine Stellelement kann vorzugsweise unabhängig von einer Verlagerung des wenigstens einen Oberwerkzeugs mit dem wenigstens einen Schieber entlang der ersten Achse eine Verlagerung des wenigstens einen Schiebers entlang der zweiten Achse bewirken. Es ist dann möglich, beispielsweise zur Realisierung einer erhöhten Prozesssicherheit oder zur Verringerung der Taktzeit, eine Verlagerung entlang der ersten und der zweiten Achse überlappend durchzuführen.
Es wird ein Ausführungsbeispiel des Formwerkzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das wenigstens eine Stellelement als flexibler, mit einem Fluid beaufschlagbarer Schlauch ausgebildet ist. Der Schlauch ist vorzugsweise in einem Bereich zwischen dem wenigstens einen Schieber und dem wenigstens einen Oberwerkzeug angeordnet. Durch Einstellen eines Fluiddrucks in dem Schlauch ist vorzugsweise eine von dem Fluiddruck abhängige Kraft in den wenigstens einen Schieber einleitbar. Insbesondere bewirkt ein zunehmender Fluiddruck in dem Schlauch eine zunehmende Kraft, welche auf den wenigstens einen Schieber wirkt. Der Schlauch stützt sich vorzugsweise bei der Krafteinleitung in den wenigstens einen Schieber an dem wenigstens einen Oberwerkzeug ab. Durch die Krafteinleitung in den wenigstens einen Schieber mittels des Schlauchs ist es in einfacher Weise möglich, eine vorzugsweise flächige Krafteinleitung in den wenigstens einen Schieber zu bewirken. Insbesondere im Vergleich zu einer punktuellen Krafteinleitung, beispielsweise mittels hydraulischer Mittel, kann so insbesondere eine mechanische Verformung des Schiebers und eine damit einhergehende Verringerung der Maßhaltigkeit des wenigstens einen Formelements vermieden werden.
Unter einem Fluid wird insbesondere ein fließfähiges, vorzugsweise gasförmiges oder flüssiges, besonders bevorzugt unter Normalbedingungen, das heißt bei 25°C und 1013 mbar gasförmiges Medium verstanden. Besonders bevorzugt ist das Fluid Druckluft.
Es wird ein Ausführungsbeispiel des Formwerkzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Fluiddruck durch Zuführen von Fluid in den Schlauch oder durch Abführen von Fluid aus dem Schlauch einstellbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise der Fluiddruck durch eine radiale Kompression oder Dekompression des Schlauchs, welche insbesondere durch Verlagern des wenigstens einen Oberwerkzeugs relativ zu dem wenigstens einen Schieber bewirkbar ist, einstellbar. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine erste Kraft auf den wenigstens einen Schieber durch Druckbeaufschlagung des Schlauchs bewirkbar. Ein auf diese Weise realisierter Arbeitsdruck in dem Schlauch beträgt vorzugsweise von wenigstens 4 bar bis höchstens 8 bar, vorzugsweise von wenigstens 5 bar bis höchstens 7 bar, vorzugsweise 6 bar. Vorzugsweise kann der Arbeitsdruck in dem Schlauch gehalten werden, indem beispielsweise ein dem Schlauch zugeordnetes Ventil geschlossen wird. Durch Verlagern des wenigstens einen Oberwerkzeugs relativ zu dem wenigstens einen Schieber, wodurch eine radiale Kompression des Schlauchs bewirkbar ist, kann der Fluiddruck in dem Schlauch weiter erhöht werden. Es ist damit eine – insbesondere zusätzlich, additiv und verstärkend zu der ersten Kraft wirkende – zweite Kraft auf den wenigstens einen Schieber aufbringbar.
Eine radiale Kompression oder Dekompression spricht insbesondere ein Einwirken des wenigstens einen Oberwerkzeugs auf den Schlauch in einer Richtung an, welche senkrecht auf einer Längsachse des Schlauchs steht. Bei einer radialen Kompression des Schlauchs erweist es sich insbesondere als vorteilhaft, dass die Kontaktfläche des Schlauchs und des wenigstens einen Schiebers vergrößert wird, wobei der Schlauch von einer – im Querschnitt gesehen – insbesondere kreisrunden Form in eine ovale Form verformt wird. Die Krafteinleitung über eine auf diese Weise vergrößerte Fläche bewirkt insbesondere in vorteilhafter Weise eine zusätzliche Kraftverstärkung und eine geringere mechanische Verformung des Schiebers, wobei eine Maßhaltigkeit des wenigstens einen Formelements erhöht werden kann.
Es wird ein Ausführungsbeispiel des Formwerkzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das wenigstens eine Stellelement zwischen einer Krafteinleitungsfläche des wenigstens einen Schiebers und einer Abstützfläche des wenigstens einen Oberwerkzeugs angeordnet ist. Die Krafteinleitungsfläche und die Abstützfläche sind vorzugsweise zueinander parallel angeordnet. Alternativ oder zusätzlich sind die Krafteinleitungsfläche und die Abstützfläche in einem von 0° verschiedenen Winkel zu der zweiten Achse und bevorzugt auch zu der ersten Achse angeordnet. Der Schieber weist hinsichtlich seiner Außenkontur vorzugsweise eine keilförmige oder teilkonische Form auf. Durch diese geometrische Ausgestaltung des wenigstens einen Schiebers insbesondere im Bereich der Krafteinleitungsfläche, und des wenigstens einen Oberwerkzeugs insbesondere im Bereich der Abstützfläche, kann in einfacher und sicherer Weise eine Kraft über das wenigstens eine Stellelement von dem wenigstens einen Oberwerkzeug auf den wenigstens einen Schieber übertragen werden. Hierdurch kann eine hohe Schließkraft realisiert werden. Zudem kann ein Schließzustand des Formwerkzeugs prozesssicher dargestellt werden.
Vorzugsweise weisen die Krafteinleitungsfläche und/oder die Abstützfläche Mulden oder Vorsprünge auf, welche eingerichtet sind, um das wenigstens eine Stellelement, insbesondere den Schlauch, in einer definierten Position zu halten. Insbesondere ist es möglich, dass ein als Schlauch ausgebildetes Stellelement verliersicher in dem Formwerkzeug gehalten wird.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Formwerkzeugs ist eine Führung vorgesehen, welche eingerichtet ist, um den wenigstens einen Schieber an dem wenigstens einen Oberwerkzeug entlang der zweiten Achse verlagerbar zu halten. Die Führung ist vorzugsweise als Schwalbenschwanzführung ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise eine Wegbegrenzung vorgesehen, welche insbesondere verhindert, dass der wenigstens eine Schieber relativ zu dem wenigstens einen Oberwerkzeug entlang der ersten Achse über eine vorbestimmte axiale Endposition hinaus weiter in Richtung des Unterwerkzeugs verlagerbar ist. Die Führung und die Wegbegrenzung können integral ausgebildet sein.
Es wird ein Ausführungsbeispiel des Formwerkzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass eine Heizeinrichtung vorgesehen ist, welche eingerichtet ist, um in dem Fasermatrixverbundhalbzeug eine Erwärmung zu bewirken. Vorzugsweise weist die Heizeinrichtung Heizmittel, beispielsweise Infrarotstrahler oder Fluidkanäle zur Führung von heißem Fluid, in dem Formwerkzeug auf, wobei eine Erwärmung des Fasermatrixverbundhalbzeugs bewirkbar ist.
Besonders bevorzugt wird eine Heizeinrichtung, welche eingerichtet ist, ein Fasermatrixverbundhalbzeug, welches insbesondere Hybridrovings mit eingewebten Kohlenstofffasern aufweist, induktiv zu erwärmen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Erwärmung eines derartigen Fasermatrixverbundhalbzeugs mittels elektrischer Widerstandsheizung unter Verwendung der Kohlenstofffasern selbst als Heizwiderstände durchgeführt werden. Dadurch kann das Fasermatrixverbundhalbzeug auf einfache Weise gleichmäßig von innen erwärmt werden.
Die Erwärmung des Fasermatrixverbundhalbzeugs ist zur Konsolidierung vorgesehen. Bevorzugt wird das Fasermatrixverbundhalbzeug vor dem Einlegen in das Formwerkzeug erwärmt, sodass vorzugsweise eine thermoplastische Matrix in dem Fasermatrixverbundhalbzeug fließfähig oder zumindest teigig wird und das Fasermatrixverbundhalbzeug somit formbar ist.
Es wird ein Ausführungsbeispiel des Formwerkzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Formwerkzeug an dem Oberwerkzeug zwei insbesondere symmetrisch entlang der zweiten Achse aufeinander zu verlagerbare Schieber aufweist. Vorzugsweise ist jedem der Schieber jeweils ein Stellelement, insbesondere der zuvor beschriebenen Art, zugeordnet.
Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Verfahren zur Konsolidierung eines Fasermatrixverbundhalbzeugs, welches wenigstens ein Formelement aufweist, geschaffen wird. Insbesondere wird das Verfahren mit einem Formwerkzeug nach einem der zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele durchgeführt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
Das wenigstens eine Oberwerkzeug wird mit wenigstens einem Schieber entlang einer ersten Achse von einer ersten Funktionsstellung in eine zweite Funktionsstellung verlagert. Insbesondere ist zwischen der ersten und der zweiten Funktionsstellung des wenigstens einen Schiebers und des wenigstens einen Oberwerkzeugs eine zweite formgebende Fläche des wenigstens einen Schiebers einer formgebenden Fläche des wenigstens einen Oberwerkzeugs in Richtung eines Unterwerkzeugs vorlaufend angeordnet.
Weiterhin wird der wenigstens eine Schieber relativ zu dem wenigstens einen Oberwerkzeug entlang einer zweiten Achse gegen das wenigstens eine Formelement verlagert, wobei eine erste Kraft durch den wenigstens einen Schieber auf das wenigstens eine Formelement aufgebracht wird.
Vorzugsweise wird die Verlagerung des wenigstens einen Schiebers relativ zu dem wenigstens einen Oberwerkzeug entlang der zweiten Achse nach der Verlagerung des wenigstens einen Oberwerkzeugs mit dem wenigstens einen Schieber entlang der ersten Achse durchgeführt. Es ist aber auch möglich, dass die Verlagerung des wenigstens einen Schiebers relativ zu dem wenigstens einen Oberwerkzeug entlang der zweiten Achse zeitlich überlappend zu der Verlagerung des wenigstens einen Oberwerkzeugs mit dem wenigstens einen Schieber entlang der ersten Achse durchgeführt wird.
Vorzugsweise wird die Verlagerung des wenigstens einen Schiebers relativ zu dem wenigstens einen Oberwerkzeug entlang der zweiten Achse mittels eines flexiblen, mit einem Fluid beaufschlagbaren Schlauchs realisiert. Dieser ist vorzugsweise während der Verlagerung des wenigstens einen Oberwerkzeugs mit dem wenigstens einen Schieber entlang der ersten Achse von der ersten Funktionsstellung in die zweite Funktionsstellung drucklos. Die Verlagerung des wenigstens einen Schiebers relativ zu dem wenigstens einen Oberwerkzeug entlang der zweiten Achse gegen das wenigstens eine Formelement wird vorzugsweise durch Druckbeaufschlagung des Schlauchs realisiert, wobei der Schlauch den wenigstens einen Schieber mit einer ersten Kraft beaufschlagt, welche eine Verlagerung des wenigstens einen Schiebers gegen das wenigstens eine Formelement bewirkt. Vorzugsweise wird das wenigstens eine Formelement auf diese Weise vorkonsolidiert. Es ist möglich, dass der Fluiddruck in dem Schlauch weiter erhöht wird, bis insbesondere die Konsolidierung des Fasermatrixverbundhalbzeugs zumindest im Bereich des Formelements abgeschlossen ist. Der Fluiddruck wird hierzu vorzugsweise in geeigneter Weise gesteuert oder geregelt.
Als Fluid wird insbesondere ein fließfähiges, vorzugsweise gasförmiges oder flüssiges, besonders bevorzugt unter Normalbedingungen, das heißt bei 25°C und 1013 mbar gasförmiges Medium verwendet. Besonders bevorzugt wird als Fluid Druckluft verwendet.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das wenigstens eine Oberwerkzeug in eine dritte Funktionsstellung verlagert wird, wobei – zusätzlich zu der ersten Kraft – eine zweite Kraft durch den wenigstens einen Schieber auf das wenigstens eine Formelement aufgebracht wird. Vorzugsweise grenzt in der dritten Funktionsstellung die zweite formgebende Fläche des wenigstens einen Schiebers unmittelbar und bündig an die formgebende Fläche des wenigstens einen Oberwerkzeugs.
Insbesondere wird durch die Verlagerung des wenigstens einen Oberwerkzeugs in die dritte Funktionsstellung der vorzugsweise zur Kraftübertragung zwischen dem wenigstens einen Oberwerkzeug und dem wenigstens einen Schieber vorgesehene Schlauch bei geschlossenem Schlauchvolumen radial komprimiert, wodurch eine Anpressfläche und ein Anpressdruck des Schlauchs auf dem/den wenigstens einen Schieber weiter vergrößert werden. Insbesondere können dadurch die Anpressfläche und der Anpressdruck des Schlauchs auf dem/den wenigstens einen Schieber im Vergleich zu einem bloßen Vergrößern des Fluiddrucks in dem Schlauch durch Zuführung von Fluid vergrößert werden. Durch die zugleich gleichmäßigere Krafteinleitung in den wenigstens einen Schieber ergeben sich insbesondere Vorteile in Bezug auf eine Verringerung der mechanischen Verformung des wenigstens einen Schiebers.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Fasermatrixverbundhalbzeug vor dem Aufbringen der ersten Kraft innerhalb und/oder außerhalb des Formwerkzeugs erwärmt. Alternativ oder zusätzlich wird das Fasermatrixverbundhalbzeug zwischen dem Aufbringen der ersten und der zweiten Kraft in dem Formwerkzeug erwärmt.
Vorzugsweise kühlt das Fasermatrixverbundhalbzeug insbesondere nach Aufbringen der ersten und/oder der zweiten Kraft ab, wobei insbesondere die thermoplastischen Bestandteile des Fasermatrixverbundhalbzeugs erstarren. Insbesondere wird dadurch die Konsolidierung des Fasermatrixverbundhalbzeugs bewirkt. Zu diesem Zweck kann das Formwerkzeug bevorzugt eine Kühleinrichtung aufweisen, mittels derer das Fasermatrixverbundhalbzeug in dem Formwerkzeug gekühlt werden kann. Die Kühleinrichtung kann beispielsweise Kühlkanäle in dem Ober- und/oder Unterwerkzeug oder thermoelektrische Kühlelemente, beispielsweise Peltier- oder Seebeck-Elemente aufweisen. Das Fasermatrixverbundhalbzeug wird dann vorzugsweise mit der Kühleinrichtung des Formwerkzeugs in dem Formwerkzeug gekühlt. Alternativ ist es möglich, dass das Fasermatrixverbundhalbzeug in dem Formwerkzeug durch einfaches Abwarten passiv gekühlt wird.
Die Beschreibung des Formwerkzeugs einerseits sowie des Verfahrens zur Konsolidierung eines Fasermatrixverbundhalbzeugs andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale des Formwerkzeugs, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Formwerkzeugs. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Formwerkzeug erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, welcher durch wenigstens ein Merkmal eines erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsbeispiels des Formwerkzeugs bedingt ist. Das Formwerkzeug zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Schritt einer erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Formwerkzeugs in einer ersten Funktionsstellung,
2 das Ausführungsbeispiel des Formwerkzeugs gemäß 1 in einer zweiten Funktionsstellung, und
3 das Ausführungsbeispiel des Formwerkzeugs gemäß den 1 und 2 in einer dritten Funktionsstellung.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Formwerkzeugs 1 zur Konsolidierung eines Fasermatrixverbundhalbzeugs 3 in einer ersten Funktionsstellung in einem Querschnitt. Das Fasermatrixverbundhalbzeug 3 weist wenigstens ein – hier ein – Formelement 5 auf, welches hier als Rippe ausgebildet ist.
Das Formwerkzeug 1 weist ein Oberwerkzeug 7 und wenigstens einen Schieber 9 auf. Vorzugsweise weist das Formwerkzeug 1 – wie in 1 dargestellt – zwei Schieber 9 an dem Oberwerkzeug 7 auf.
Das Oberwerkzeug 7 ist mit den Schiebern 9 relativ zu einem Unterwerkzeug 11 entlang einer ersten Achse zwischen der – in 1 gezeigten – ersten und einer zweiten Funktionsstellung verlagerbar. Die erste Achse ist durch einen ersten Doppelpfeil P₁ gekennzeichnet. Die erste Achse P₁ steht hier orthogonal auf einer Grundfläche 13 des Unterwerkzeugs 11. Auf der Grundfläche 13 ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Fasermatrixverbundhalbzeug 3 anordenbar.
Die Schieber 9 sind relativ zu dem Oberwerkzeug 7 entlang einer zweiten Achse – vorzugsweise symmetrisch aufeinander zu – verlagerbar. Die zweite Achse ist hier mit einem zweiten Doppelpfeil P₂ gekennzeichnet. Die zweite Achse P₂ verläuft hier orthogonal zu der ersten Achse P₁.
Die Schieber 9 weisen jeweils eine erste formgebende Fläche 15 auf, welche eingerichtet ist, um mit dem Formelement 5 zusammenzuwirken. Zwischen der ersten und der zweiten Funktionsstellung des Oberwerkzeugs 7 ist eine zweite formgebende Fläche 17 der Schieber 9 einer formgebenden Fläche 19 des Oberwerkzeugs 7 in Richtung des Unterwerkzeugs 11 vorlaufend angeordnet. Die Schieber 9 weisen vorzugsweise jeweils ein Wegbegrenzungselement 21 auf, welches insbesondere eingerichtet ist, um eine Verlagerung der Schieber 9 relativ zu dem Oberwerkzeug 7 entlang der ersten Achse P₁ in Richtung auf das Unterwerkzeug 11 hin zu begrenzen. Vorzugsweise weist das Oberwerkzeug 7 eine – hier nicht gezeigte – Führung auf, welche eingerichtet ist, um die Schieber 9 an dem Oberwerkzeug 7 entlang der zweiten Achse P₂ verlagerbar zu halten.
In 1 wird deutlich, dass die Schieber 9 zumindest bereichsweise – aus Sicht eines Betrachters – unter das Oberwerkzeug 7 greifen. Daraus ergibt sich insbesondere, dass die konstruktive Ausgestaltung des Formwerkzeugs 1 unabhängig von einem Verschiebeweg der Schieber 9 entlang der zweiten Achse P₂ ein spaltfreies bündiges Aneinandergrenzen der zweiten formgebenden Fläche 17 der Schieber 9 und der formgebenden Fläche 19 des Oberwerkzeugs 7 ermöglicht. Insbesondere kann ein Spalt an einer Rückseite 22 der Schieber 9 vermieden werden.
Das Formwerkzeug 1 weist vorzugsweise für jeden Schieber 9 ein Stellelement auf, welches bei diesem Ausführungsbeispiel als Schlauch 23 ausgebildet ist. Der Schlauch 23 ist eingerichtet, um den jeweils ihm zugeordneten Schieber 9 relativ zu dem Oberwerkzeug 7 entlang der zweiten Achse P₂ zu verlagern.
Der Schlauch 23 ist vorzugsweise als flexibler, mit einem Fluid, insbesondere mit Druckluft, beaufschlagbarer Schlauch 23 ausgebildet. Dieser ist vorzugsweise jeweils in einem Bereich 25 zwischen den Schiebern 9 und dem Oberwerkzeug 7 angeordnet. Durch Einstellen eines Fluiddrucks in dem Schlauch 23 ist eine von dem Fluiddruck abhängige Kraft in den jeweiligen Schieber 9 einleitbar. Eine Beaufschlagung des Schlauchs 23 mit einem Fluid bewirkt insbesondere eine Verlagerung des jeweiligen Schiebers 9 entlang der zweiten Achse P₂ in Richtung des Formelements 5.
Der Schlauch 23 ist vorzugsweise zwischen einer Krafteinleitungsfläche 27 der Schieber 9 und einer Abstützfläche 29 des Oberwerkzeugs 7 angeordnet. Die Krafteinleitungsfläche 27 und die Abstützfläche 29 sind hier zueinander parallel angeordnet. Zudem sind hier die Krafteinleitungsfläche 27 und die Abstützfläche 29 in einem von 0° verschiedenen Winkel zu der zweiten Achse P₂ und auch zu der ersten Achse P₁ angeordnet. Die Schieber 9 weisen hier im Wesentlichen eine keilförmige Form auf. Vorzugsweise sind Begrenzungselemente 31 vorgesehen, welche eine Verlagerung des Schlauchs 23 aus einem vorbestimmten Bereich hinaus verhindern können.
Vorzugsweise weist das Formwerkzeug 1 eine – hier nicht dargestellte – Heizeinrichtung auf, welche eingerichtet ist, um in dem Fasermatrixverbundhalbzeug 3 eine Erwärmung zu bewirken.
2 zeigt eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels des Formwerkzeugs 1 in der zweiten Funktionsstellung in einem Querschnitt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
Das Oberwerkzeug 7 mit den Schiebern 9 ist hier – im Vergleich zu 1 – entlang der ersten Achse P₁ von der ersten Funktionsstellung in die zweite Funktionsstellung verlagert. Zwischen der ersten und der zweiten Funktionsstellung des Oberwerkzeugs 7 ist die zweite formgebende Fläche 17 der Schieber 9 der formgebenden Fläche 19 des Oberwerkzeugs 7 in Richtung des Unterwerkzeugs 11 vorlaufend angeordnet.
Die Schieber 9 sind – im Vergleich zu 1 – relativ zu dem Oberwerkzeug 7 entlang der zweiten Achse P₂ gegen das Formelement 5 verlagert. Dabei wird vorzugsweise eine erste Kraft durch die Schieber 9 auf das Formelement 5 aufgebracht. Die Verlagerung der Schieber 9 gegen das Formelement 5 wird vorzugsweise durch Zuführung von Fluid in die Schläuche 23 bewirkt, wobei die Zuführung von Fluid eine Erhöhung des Fluiddrucks in den Schläuchen 23 und damit eine Ausdehnung derselben bewirkt. Durch die Ausdehnung der Schläuche 23 werden die Schieber 9 entlang der zweiten Achse P₂ gegen das Formelement 5 gepresst. Durch Zuführung von Fluid in den oder Abführung von Fluid aus den Schläuchen 23 ist vorzugsweise der Fluiddruck einstellbar.
In 2 erfolgt eine Krafteinleitung in die Schieber 9 in einem Bereich 33. Vorzugsweise wird das Fasermatrixverbundhalbzeug 3, insbesondere das Formelement 5, bei der in 2 dargestellten Funktionsstellung vorkonsolidiert. Es ist auch möglich, dass durch eine weitere Beaufschlagung der Schläuche 23 mit Fluid eine weitere Verlagerung der Schieber 9 gegen das Formelement 5 bewirkt wird, sodass eine vollständige Konsolidierung des Fasermatrixverbundhalbzeugs 3 im Bereich des Formelements 5 realisiert werden kann.
3 zeigt eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels des Formwerkzeugs 1 in einer dritten Funktionsstellung in einem Querschnitt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
Das Oberwerkzeug 7 ist relativ zu den Schiebern 9 von der zweiten – in 2 dargestellten – Funktionsstellung in die dritte Funktionsstellung entlang der ersten Achse P₁ verlagert. In der hier dargestellten dritten Funktionsstellung grenzt die zweite formgebende Fläche 17 der Schieber 9 unmittelbar und bündig an die formgebende Fläche 19 des Oberwerkzeugs 7, wobei diese Flächen miteinander fluchten. Es zeigt sich, dass zwischen den zweiten formgebenden Flächen 17 und der formgebenden Fläche 19 in einem Übergangsbereich 35 kein Spalt existiert. Es ist also möglich, das Faserverbundhalbzeug 3 in einem Bereich 37 an der Rückseite 22 der Schieber 9 konstruktiv, insbesondere formend auszugestalten. Insbesondere ist es so möglich, das Fasermatrixverbundhalbzeug 3 in dem Bereich 37 zu konsolidieren. Die – im Vergleich zu der in 2 dargestellten zweiten Funktionsstellung – weitere Verlagerung der Schieber 9 gegen das Formelement 5 ist vorzugsweise dadurch bewirkbar, dass die Schläuche 23 insbesondere zum Verhindern eines Entweichens von Fluid verschlossen werden, und der in den Schläuchen 23 herrschende Fluiddruck durch radiale Kompression der Schläuche 23 durch Verlagern des Oberwerkzeugs 7 relativ zu den Schiebern 9 erhöht wird. Vorzugsweise wird ein – in 2 dargestellter – im Wesentlichen kreisförmiger Querschnitt der Schläuche 23 in eine im Wesentlichen ovale Form gebracht. Hierdurch ergibt sich insbesondere in dem Bereich 33 eine – im Vergleich zu 2 – größere Anpressfläche und vorzugsweise ein erhöhter Anpressdruck sowie auch eine erhöhte Anpresskraft auf die Schieber 9.
Es kann also durch Verlagerung der Oberwerkzeuge 7 von der zweiten in die dritte Funktionsstellung – zusätzlich zu der ersten Kraft – eine zweite Kraft durch die Schieber 9 auf das Formelement 5 aufgebracht werden.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel des Formwerkzeugs 1 sind das Oberwerkzeug 7 und die Schieber 9 im Übergangsbereich 35 mit komplementären Schrägflächen ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass bei der Verlagerung des Oberwerkzeugs 7 in die dritte Funktionsstellung eine zusätzliche Kraft entlang der zweiten Achse P₂ auf die Schieber 9 aufgebracht werden kann. Es ist aber auch ein Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem das Oberwerkzeug 7 und die Schieber 9 in dem Übergangsbereich 35 keine Schrägflächen umfassen.
Jeder Schieber 9 kann vorzugsweise einen Anschlag 39 aufweisen, wobei insbesondere zwei miteinander zusammenwirkende Schieber 9 in der dritten Funktionsstellung soweit gegeneinander verlagert werden, dass sie sich jeweils mit ihren Anschlägen 39 berühren. Vorzugsweise ist aber kein Anschlag 39 an den Schiebern 9 vorgesehen. Insbesondere ist es möglich, dass in der dritten Funktionsstellung zwischen den zwei miteinander zusammenwirkenden Schiebern 9 an einem oberen Ende 41 derselben ein Spalt ausgebildet ist. Entscheidend ist bei der Ausbildung der Schieber 9 im Bereich des oberen Endes 41 lediglich, dass das Formelement 5 in dem Formwerkzeug 1 bestimmungsgemäß konsolidiert wird.
Die Verlagerungen von der ersten in die zweite und/oder in die dritte Funktionsstellung werden bei einer bevorzugten Ausführung überlappend mit der Verlagerung der Schieber 9 vorgenommen. Beispielsweise ist es dann vorgesehen, dass eine Verlagerung des Oberwerkzeugs 7 mit den Schiebern 9 entlang der ersten Richtung P₁ in Richtung des Unterwerkzeugs 11 zeitlich überlappend zu einer Verlagerung der Schieber 9 entlang der zweiten Achse P₂ relativ zu dem Oberwerkzeug 7 in Richtung des Formelements 5 erfolgt. Es ist auch möglich, dass der Fluiddruck in den Schläuchen 23 durch Zuführen von Fluid erhöht wird, wobei gleichzeitig durch Verlagern des Oberwerkzeugs 7 relativ zu den Schiebern 9 entlang der ersten Achse P₁ die Schläuche 23 radial komprimiert werden.
Insgesamt zeigt sich, dass durch das Formwerkzeug 1 und das Verfahren zur Konsolidierung des Fasermatrixverbundhalbzeugs 3 ein für einen prozesssicheren Betrieb des Formwerkzeugs 1 ausreichender Abstand zwischen den ersten formgebenden Flächen 15 zweier miteinander zusammenwirkender Schieber 9 beim Schließen des Formwerkzeugs 1 zum vollständigen Erfassen des möglicherweise bauschigen Fasermatrixverbundhalbzeugs 3 realisiert werden kann, wobei gleichzeitig ein Spalt an der Rückseite 22 der Schieber 9 vermieden werden kann. Hierdurch ergibt sich eine vergrößerte konstruktive Freiheit bei der Gestaltung des Fasermatrixverbundhalbzeugs 3 sowie die Möglichkeit zum flächigen Konsolidieren desselben in dem Bereich 37. Insgesamt kann somit ein Formelement 5 des Fasermatrixverbundhalbzeugs 3 prozesssicher konsolidiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011010592 A1 [0002]

Claims

Formwerkzeug (1) zur Konsolidierung eines Fasermatrixverbundhalbzeugs (3), welches wenigstens ein Formelement (5) aufweist, mit – wenigstens einem Oberwerkzeug (7), und – wenigstens einem Schieber (9), wobei – das wenigstens eine Oberwerkzeug (7) mit dem wenigstens einen Schieber (9) relativ zu einem Unterwerkzeug (11) entlang einer ersten Achse (P₁) zwischen einer ersten und einer zweiten Funktionsstellung verlagerbar ist, wobei – der wenigstens eine Schieber (9) relativ zu dem wenigstens einen Oberwerkzeug (7) entlang einer zweiten Achse (P₂) verlagerbar ist, und wobei – der wenigstens eine Schieber (9) eine erste formgebende Fläche (15) aufweist, welche eingerichtet ist, um mit dem wenigstens einen Formelement (5) des Fasermatrixverbundhalbzeugs (3) zusammenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, dass – zwischen der ersten und der zweiten Funktionsstellung des wenigstens einen Oberwerkzeugs (7) eine zweite formgebende Fläche (17) des wenigstens einen Schiebers (9) einer formgebenden Fläche (19) des wenigstens einen Oberwerkzeugs (7) in Richtung des Unterwerkzeugs (11) vorlaufend angeordnet ist.
Formwerkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das wenigstens eine Oberwerkzeug (7) relativ zu dem wenigstens einen Schieber (9) zwischen der zweiten und einer dritten Funktionsstellung des wenigstens einen Oberwerkzeugs (7) entlang der ersten Achse (P₁) verlagerbar ist, wobei – in der dritten Funktionsstellung die zweite formgebende Fläche (17) des wenigstens einen Schiebers (9) unmittelbar an die formgebende Fläche (19) des wenigstens einen Oberwerkzeugs (7) bündig angrenzt.
Formwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens ein Stellelement (23), welches eingerichtet ist, um den wenigstens einen Schieber (9) relativ zu dem wenigstens einen Oberwerkzeug (7) entlang der zweiten Achse (P₂) zu verlagern.
Formwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Stellelement (23) als flexibler, mit einem Fluid beaufschlagbarer Schlauch (23) ausgebildet ist, welcher in einem Bereich (25) zwischen dem wenigstens einen Schieber (9) und dem wenigstens einen Oberwerkzeug (7) angeordnet ist, wobei durch Einstellen eines Fluiddrucks in dem Schlauch (23) eine von dem Fluiddruck abhängige Kraft in den wenigstens einen Schieber (9) einleitbar ist.
Formwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluiddruck a) durch Zuführung von Fluid in oder Abführung von Fluid aus dem Schlauch (23), und/oder b) durch eine radiale Kompression oder Dekompression des Schlauchs (23), welche durch Verlagern des wenigstens einen Oberwerkzeugs (7) relativ zu dem wenigstens einen Schieber (9) bewirkbar ist, einstellbar ist.
Formwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Stellelement (23) zwischen einer Krafteinleitungsfläche (27) des wenigstens einen Schiebers (9) und einer Abstützfläche (29) des wenigstens einen Oberwerkzeugs (7) angeordnet ist, wobei die Krafteinleitungsfläche (27) und die Abstützfläche (29) zueinander parallel angeordnet sind, wobei die Krafteinleitungsfläche (27) und die Abstützfläche (29) in einem von 0° verschiedenen Winkel zu der zweiten Achse (P₂) und vorzugsweise zu der ersten Achse (P₁) angeordnet sind.
Formwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung, welche eingerichtet ist, um in dem Fasermatrixverbundhalbzeug (3) eine Erwärmung zu bewirken.
Formwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug (7) zwei insbesondere symmetrisch entlang der zweiten Achse (P₂) aufeinander zu verlagerbare Schieber (9) aufweist.
Verfahren zur Konsolidierung eines Fasermatrixverbundhalbzeugs (3), welches wenigstens ein Formelement (5) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Verlagern wenigstens eines Oberwerkzeugs (7) mit wenigstens einem Schieber (9) entlang einer ersten Achse (P₁) von einer ersten Funktionsstellung in eine zweite Funktionsstellung, wobei zwischen der ersten und der zweiten Funktionsstellung des wenigstens einen Oberwerkzeugs (7) eine zweite formgebende Fläche (17) des wenigstens einen Schiebers (9) einer formgebenden Fläche (19) des wenigstens einen Oberwerkzeugs (7) in Richtung eines Unterwerkzeugs (11) vorlaufend angeordnet ist, und – Verlagern des wenigstens einen Schiebers (9) relativ zu dem wenigstens einen Oberwerkzeug (7) entlang einer zweiten Achse (P₂) gegen das wenigstens eine Formelement (5), wobei eine erste Kraft durch den wenigstens einen Schieber (9) auf das wenigstens eine Formelement (5) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Oberwerkzeug (7) in eine dritte Funktionsstellung verlagert wird, wobei – zusätzlich zu der ersten Kraft – eine zweite Kraft durch den wenigstens einen Schieber (9) auf das wenigstens eine Formelement (5) aufgebracht wird, wobei in der dritten Funktionsstellung die zweite formgebende Fläche (17) des wenigstens einen Schiebers (9) unmittelbar an die formgebende Fläche (19) des wenigstens einen Oberwerkzeugs (7) bündig angrenzt.