DE102016110323B4 - Fiber temperature control device, fiber application device, fiber laying system and method for temperature control - Google Patents
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Abstract
Fasertemperiereinrichtung (10) zum Temperieren eines kontinuierlich geförderten quasiendlosen Fasermaterials (11) zur Herstellung eines Faserverbundbauteils entlang einer Förderstrecke in Förderrichtung (R), wobei die Fasertemperiereinrichtung (10) mindestens ein mit einer elektrischen Energiequelle zum Anlegen einer elektrischen Spannung verbindbares elektrisches Kontaktelement (31, 32, 33) aufweist, welches zum elektrischen Kontaktieren des quasiendlosen Fasermaterials (11) ausgebildet ist, wenn das Fasermaterial (11) in Förderrichtung (R) gefördert wird, und welches mit mindestens einem mit dem Fasermaterial (11) ebenfalls elektrisch kontaktierbaren Gegenkontaktelement (30) derart zusammenwirkt, dass in einem durch die Kontaktierung des Fasermaterials (11) mit dem elektrischen Kontaktelement (31, 32, 33) und Gegenkontaktelement (30) gebildeten Heizabschnitt (40) ein Stromfluss in dem Fasermaterial (11) bewirkt wird, wenn durch die elektrische Energiequelle eine elektrische Spannung an dem elektrischen Kontaktelement (31, 32, 33) und/oder Gegenkontaktelement (30) angelegt ist, wobei die Fasertemperiereinrichtung (10) mindestens ein Führungselement (21, 22, 23) aufweist, an dem das quasiendlose Fasermaterial (11) bei der kontinuierlichen Förderung in Förderrichtung (R) kontaktbehaftet entlang geführt wird und an dem das Fasermaterial seine Richtung wechselt, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Führungselement (21, 22, 23) innerhalb des bestrombaren Heizabschnittes (40) angeordnet und derart bewegbar ausgebildet ist, dass die Länge des bestrombaren Heizabschnittes (40) der Förderstrecke veränderbar ist.Fiber temperature control device (10) for temperature control of a continuously conveyed quasi-endless fiber material (11) for the production of a fiber composite component along a conveyor path in the conveying direction (R), the fiber temperature control device (10) having at least one electrical contact element (31, connectable to an electrical energy source for applying an electrical voltage) 32, 33), which is designed to make electrical contact with the quasi-endless fiber material (11) when the fiber material (11) is being conveyed in the conveying direction (R), and which has at least one counter-contact element (30 that can also be electrically contacted with the fiber material (11) ) interacts in such a way that in a heating section (40) formed by the contacting of the fiber material (11) with the electrical contact element (31, 32, 33) and counter-contact element (30), a current flow in the fiber material (11) is effected when through the electrical energy source an electrical chip voltage is applied to the electrical contact element (31, 32, 33) and / or counter-contact element (30), the fiber temperature control device (10) having at least one guide element (21, 22, 23) on which the quasi-endless fiber material (11) at continuous conveying in the conveying direction (R) is carried along with contact and along which the fiber material changes its direction, characterized in that the at least one guide element (21, 22, 23) is arranged within the energizable heating section (40) and is designed to be movable such that the length of the energizable heating section (40) of the conveyor line is variable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Fasertemperiereinrichtung zum Temperieren eines kontinuierlich geförderten quasiendlosen Fasermaterials, das zur Herstellung eines Faserverbundbauteils vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft ebenso einen Vorrichtung zum Applizieren eines quasiendlosen Fasermaterials mit einer Fasertemperiereinrichtung sowie eine Faserlegeanlage mit einer solchen Fasertemperiereinrichtung hierzu. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Temperieren eines kontinuierlich geförderten quasiendlosen Fasermaterials.The invention relates to a fiber temperature control device for tempering a continuously conveyed quasi-endless fiber material, which is provided for producing a fiber composite component. The invention also relates to a device for applying a quasi-endless fiber material with a fiber temperature control device and a fiber laying system with such a fiber temperature control device for this purpose. The invention also relates to a method for tempering a continuously conveyed quasi-endless fiber material.
Bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen aus einem Faserverbundwerkstoff sind verschiedene Verfahren bekannt. Sehr häufig muss dabei ein Fasermaterial, das Bestandteil eines Faserverbundwerkstoffes ist, auf eine formgebende Werkzeugoberfläche abgelegt werden, um so die spätere Bauteilform bzw. Bauteilgeometrie bilden zu können. Durch das Aushärten des in das Fasermaterial infundierten Matrixmaterials wird dann das Faserverbundbauteil hergestellt. Das Einbringen des Matrixmaterials kann nach dem Ablegen des Fasermaterials auf dem Werkzeug erfolgen oder bereits bei dessen Herstellung, so dass ein bereits vorimprägniertes Fasermaterial (sogenannte prepregs) auf dem Werkzeug abgelegt werden.Various methods are known for producing fiber composite components from a fiber composite material. Very often, a fiber material that is part of a fiber composite material has to be placed on a shaping tool surface in order to be able to form the later component shape or component geometry. The fiber composite component is then produced by curing the matrix material infused into the fiber material. The matrix material can be introduced after the fiber material has been deposited on the tool or already during its manufacture, so that a pre-impregnated fiber material (so-called prepregs) is deposited on the tool.
Bei der Herstellung einer Preform, d.h. im weitesten Sinne das Bilden einer Vorform aus Fasermaterial zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, kommen neben diskontinuierlichen Verfahren auch kontinuierliche Verfahren zum Einsatz, bei denen ein Faserendlosmaterial von einem Fasermagazin bzw. Fasermaterialspeicher kontinuierlich hin zu einer Verarbeitungseinheit transportiert bzw. gefördert wird. Die Verarbeitungseinheit kann bspw. eine Umformeinheit sein, mit der sich bspw. längliche Profile herstellen lassen. Die Verarbeitungseinheit kann aber auch ein Ring zur Herstellung geflochtener Faserstränge, bspw. Schläuche, sein. Die Verarbeitungseinheit kann aber auch ein Faserablegekopf sein, mit dem das kontinuierlich geförderte Faserendlosmaterial auf einer formgebenden Werkzeugoberfläche abgelegt wird. Das auf die formgebende Werkzeugoberfläche abgelegte Fasermaterial bildet dann die Preform.When making a preform, i.e. In the broadest sense, the formation of a preform from fiber material for the production of a fiber composite component, in addition to discontinuous methods, continuous methods are also used in which a continuous fiber material is continuously transported or conveyed from a fiber magazine or fiber material storage to a processing unit. The processing unit can be a forming unit, for example, with which elongate profiles can be produced, for example. The processing unit can also be a ring for producing braided fiber strands, for example hoses. However, the processing unit can also be a fiber depositing head with which the continuously conveyed continuous fiber material is deposited on a shaping tool surface. The fiber material deposited on the shaping tool surface then forms the preform.
Nicht selten ist es hierbei wünschenswert, wenn während der kontinuierlichen Förderung des quasiendlosen Fasermaterials dieses entsprechend temperiert werden kann, um so bspw. ein thermisch aktivierbares Bindermaterial zu aktivieren oder die sogenannten Prepregs auf eine gewünschte Verarbeitungstemperatur aufzuheizen. So ist bspw. aus der
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren anzugeben, mit dem der Energieeintrag bei der kontinuierlichen Temperierung von Fasermaterial zur Herstellung eines Faserverbundbauteils besser kontrolliert werden kann und an die Randbedingungen des Verarbeitungsprozesses angepasst werden kann.Based on this, it is an object of the present invention to provide an improved device and an improved method with which the energy input during the continuous temperature control of fiber material for producing a fiber composite component can be better controlled and can be adapted to the boundary conditions of the processing process.
Die Aufgabe wird mit der Fasertemperiereinrichtung gemäß Anspruch 1, der Vorrichtung gemäß Anspruch 9, der Faserlegeanlage gemäß Anspruch 10 sowie dem Verfahren zum Temperieren gemäß Anspruch 13 erfindungsgemäß gelöst.The object is achieved according to the invention with the fiber temperature control device according to claim 1, the device according to claim 9, the fiber laying system according to
Gemäß Anspruch 1 wird eine Fasertemperiereinrichtung zum Temperieren eines kontinuierlich geförderten quasiendlosen Fasermaterials zur Herstellung eines Faserverbundbauteils entlang einer Förderstrecke in Förderrichtung vorgeschlagen, wobei die Fasertemperiereinrichtung mindestens ein mit einer elektrischen Energiequelle zum Anlegen einer elektrischen Spannung verbindbares elektrisches Kontaktelement aufweist. Dieses elektrische Kontaktelement ist dabei zum elektrischen Kontaktieren des Fasermaterials ausgebildet, wenn das quasiendlose Fasermaterial in Förderrichtung gefördert wird.According to claim 1, a fiber temperature control device for tempering a Continuously conveyed quasi-endless fiber material for producing a fiber composite component along a conveying path in the conveying direction is proposed, the fiber temperature control device having at least one electrical contact element that can be connected to an electrical energy source for applying an electrical voltage. This electrical contact element is designed to make electrical contact with the fiber material when the quasi-endless fiber material is conveyed in the conveying direction.
Das elektrische Kontaktelement wirkt dabei mit einem ebenfalls das Faserendlosmaterial während der kontinuierlichen Förderung kontaktierenden Gegenkontaktelement derart zusammen, dass bei Anlegen einer elektrischen Spannung an das elektrische Kontaktelement bzw. Gegenkontaktelement ein Stromfluss in dem Fasermaterial bewirkt wird. Das elektrische Kontaktelement kontaktiert somit das quasiendlose Fasermaterial in einer Art und Weise, dass durch Anlegen einer elektrischen Spannung an das elektrische Kontaktelement und an das Gegenkontaktelement ein Stromfluss in dem Fasermaterial in dem Abschnitt, der durch die Kontaktierung des elektrischen Kontaktelementes einerseits und dem Gegenkontaktelement andererseits gebildet wird, bewirkt wird.The electrical contact element interacts with a counter-contact element that likewise contacts the continuous fiber material during the continuous conveying in such a way that a current flow in the fiber material is brought about when an electrical voltage is applied to the electrical contact element or counter-contact element. The electrical contact element thus contacts the quasi-endless fiber material in such a way that, by applying an electrical voltage to the electrical contact element and to the counter-contact element, a current flow in the fiber material in the section formed by the contacting of the electrical contact element on the one hand and the counter-contact element on the other will be effected.
Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an das elektrische Kontaktelement und das Gegenkontaktelement wird somit in dem quasiendlosen Fasermaterial im Heizabschnitt innerhalb der Förderstrecke ein Stromfluss bewirkt, der in Art einer Widerstandsheizung zu einer Erwärmung des kontinuierlichen geförderten, quasiendlosen Fasermaterials im Heizabschnitt führt.By applying an electrical voltage to the electrical contact element and the counter-contact element, a current flow is thus caused in the quasi-endless fiber material in the heating section within the conveyor section, which leads to heating of the continuously conveyed, quasi-endless fiber material in the heating section in the manner of a resistance heater.
Ein quasiendloses Fasermaterial im Sinne der vorliegenden Erfindung ist insbesondere ein Fasermaterial, das zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist, um einen entsprechenden Stromfluss bewirken zu können, der aufgrund des elektrischen Widerstandes zu einer Erwärmung des Fasermaterials im bestromten Abschnitt führt. Ein solches quasiendloses Fasermaterial kann bspw. ein Kohlenstofffasermaterial (bspw. CFK) sein. Denkbar ist aber auch, dass ein Fasermaterial verwendet wird, das grundsätzlich nicht leitend ist und durch zusätzliche elektrische Leiter (bspw. Metallfäden) elektrisch leitfähig gemacht wurde.A quasi-endless fiber material in the sense of the present invention is, in particular, a fiber material that is at least partially electrically conductive in order to be able to cause a corresponding current flow, which leads to heating of the fiber material in the energized section due to the electrical resistance. Such a quasi-endless fiber material can be, for example, a carbon fiber material (for example CFRP). However, it is also conceivable that a fiber material is used which is fundamentally non-conductive and has been made electrically conductive by additional electrical conductors (for example metal threads).
Unter einem quasiendlosen Fasermaterial im Sinne der vorliegenden Erfindung wird des Weiteren insbesondere ein bandförmiges, meist flächiges Material verstanden, das nicht endlos im mathematischen Sinne ist, sondern ein Anfang und ein Ende aufweist. Das Verhältnis zwischen Länge des Fasermaterials einerseits und Dicke bzw. Breite des Fasermaterials andererseits ist dabei sehr groß, sodass die Länge des Faserendlosmaterials die Breite bzw. die Dicke des Faserendlosmaterials um ein Vielfaches übersteigt. So kann bspw. die Länge des Fasermaterials mehrere hundert Meter, aufweisen, während die Breite des Fasermaterials nur wenige Zentimeter, bspw. weniger als 100 Zentimeter, vorzugsweise weniger als 50 Zentimeter, vorzugsweise weniger als 20 Zentimeter beträgt, besonders vorzugsweise weniger als 3 cm. Das bandförmige Fasermaterial ist dabei so ausgebildet, dass es für eine kontinuierliche Förderung geeignet ist. Dabei muss nicht zwangsläufig das Fasermaterial aus quasiendlosen Fasern bestehen. Sehr häufig kommen ¼" Tapes zum Einsatz, aber auch 1" oder ½" Tapes.A quasi-endless fiber material in the sense of the present invention is furthermore understood to mean, in particular, a band-shaped, mostly flat material which is not endless in the mathematical sense but has a beginning and an end. The ratio between the length of the fiber material on the one hand and the thickness or width of the fiber material on the other hand is very large, so that the length of the continuous fiber material exceeds the width or the thickness of the continuous fiber material by a multiple. For example, the length of the fiber material can be several hundred meters, while the width of the fiber material is only a few centimeters, for example less than 100 centimeters, preferably less than 50 centimeters, preferably less than 20 centimeters, particularly preferably less than 3 cm. The band-shaped fiber material is designed so that it is suitable for continuous conveying. The fiber material does not necessarily have to consist of quasi-endless fibers. ¼ "tapes are very often used, but also 1" or ½ "tapes.
Unter einer kontinuierlichen Förderung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dabei verstanden, dass das quasiendlose Fasermaterial zumindest eine gewisse Zeitdauer gefördert wird. Bei der Faserablage auf einem Werkzeug im Fiber Placement Verfahren wird auch von einer kontinuierlichen Förderung gesprochen, auch wenn zwischendurch die Förderung gestoppt und der Faserlegekopf neu ausgerichtet werden muss. Die kontinuierliche Förderung bezieht sich dann auf das kontinuierliche Ablegen des Fasermaterials.Continuous conveyance in the sense of the present invention is understood to mean that the quasi-endless fiber material is conveyed at least for a certain period of time. In the fiber placement on a tool in the fiber placement process, there is also talk of continuous conveying, even if in the meantime the conveying has to be stopped and the fiber laying head has to be realigned. The continuous promotion then refers to the continuous laying down of the fiber material.
Die Fasertemperiereinrichtung weist des Weiteren mindestens ein Führungselement auf, an dem das quasiendlose Fasermaterial bei der kontinuierlichen Förderung in Förderrichtung kontaktbehaftet entlang geführt wird, sodass das Führungselement einen Teil der Förderstrecke bildet, bei dem das Fasermaterial bspw. seine Richtung wechselt. Ein solches Führungselement kann bspw. eine Walze oder Rolle sein, an der das Fasermaterial mit einem entsprechenden Umschlingungswinkel herumgeführt wird.The fiber temperature control device furthermore has at least one guide element, along which the quasi-endless fiber material is guided along with contact during the continuous conveying in the conveying direction, so that the guide element forms part of the conveying path, in which the fiber material changes its direction, for example. Such a guide element can be, for example, a roller or roller on which the fiber material is guided around with a corresponding wrap angle.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass das Führungselement innerhalb des bestrombaren Heizabschnittes angeordnet ist und bewegbar ausgebildet ist. Die Bewegung des Führungselementes kann dabei bspw. mit Hilfe eines Linearmotors erfolgen.According to the invention, it is now provided that the guide element is arranged within the heatable heating section and is designed to be movable. The movement of the guide element can take place, for example, with the aid of a linear motor.
Erfindungsgemäß ist das Führungselement dabei derart bewegbar ausgebildet, dass die Länge des bestrombaren Heizabschnittes veränderbar ist, und zwar während der kontinuierlichen Förderung des Fasermaterials und während der Bestromung des Heizabschnittes.According to the invention, the guide element is designed to be movable in such a way that the length of the energizable heating section can be changed, namely during the continuous conveying of the fiber material and during the energization of the heating section.
Durch die Veränderung der Länge des Heizabschnittes wird auch die Länge des Fasermaterials innerhalb des Heizabschnittes verändert, sodass die Länge des bestromten Fasermaterials veränderbar ist. Durch die Veränderung der Länge des bestrombaren Fasermaterials kann dabei der elektrische Streckenwiderstand des Heizabschnittes insgesamt verändert werden, sodass bei einer kontinuierlichen Förderung des quasiendlosen Fasermaterials die Temperierung nicht nur über die angelegte elektrische Spannung geregelt werden kann, sondern auch durch den elektrischen Streckenwiderstand des Fasermaterials als weiteren Regelparameter, wodurch die Temperierung sehr genau eingestellt und sehr schnell an sich ändernde Prozessparameter während des jeweiligen zugrunde gelegten Verarbeitungsprozesses angepasst werden kann.By changing the length of the heating section, the length of the fiber material within the heating section is also changed, so that the length of the energized fiber material can be changed. By changing the length of the energizable fiber material, the electrical path resistance of the heating section as a whole can be changed, so that with one Continuous conveyance of the quasi-endless fiber material, the temperature control can be controlled not only by the applied electrical voltage, but also by the electrical resistance of the fiber material as a further control parameter, which means that the temperature control is set very precisely and very quickly adapted to changing process parameters during the respective underlying processing process can be.
Der Heizabschnitt kann dabei das geförderte quasiendlose Fasermaterial allein oder zumindest teilweise auch das bereits abgelegte Fasermaterial umfassen.The heating section can comprise the conveyed quasi-endless fiber material alone or at least partially also the fiber material that has already been deposited.
Dabei kann das mindestens eine Führungselement innerhalb des bestrombaren Heizabschnittes so bewegt werden, dass die Länge des bestrombaren Heizabschnittes zunimmt bzw. vergrößert wird, wodurch die bestrombare Fasermaterialstrecke zunimmt und hierdurch der Streckenwiderstand erhöht wird. Umgekehrt kann das Führungselement innerhalb des bestrombaren Heizabschnittes so bewegt werden, dass die Länge des bestrombaren Heizabschnittes verringert wird bzw. verkleinert wird, wodurch die Länge des zu bestromenden Fasermaterials verkleinert und der Streckenwiderstand des Heizabschnittes verringert wird.The at least one guide element can be moved within the energizable heating section in such a way that the length of the energizable heating section increases or increases, as a result of which the energizable fiber material section increases and the section resistance is thereby increased. Conversely, the guide element can be moved within the energizable heating section in such a way that the length of the energizable heating section is reduced or reduced, as a result of which the length of the fiber material to be energized is reduced and the resistance of the heating section is reduced.
Hierdurch lässt sich bspw. die Aufheizrate (Kelvin/Zeit) anpassen, sodass hierdurch auch auf sich ändernde Randbedingungen des dahinterliegenden Verarbeitungsprozesses Rücksicht genommen werden kann.In this way, the heating rate (Kelvin / time) can be adjusted, for example, so that changing boundary conditions of the underlying processing process can also be taken into account.
Das Bewegen des mindestens einen Führungselementes geschieht dabei so, dass das quasiendlose Fasermaterial in dem Heizabschnitt von einem ersten Zustand bzw. einem ersten Fasermaterialverlauf hin zu einem zweiten Zustand bzw. zweiten Fasermaterialverlauf verändert wird. Ist der Beginn und das Ende des Heizabschnittes durch weitere Führungselemente und/oder elektrische Kontaktelemente begrenzt und wird das Fasermaterial dazwischen aufgespannt, so bedeutet eine Bewegung des mindestens einen Führungselementes zur Veränderung der Länge des bestrombaren Heizabschnittes eine Bewegung des mindestens einen Führungselementes gegenüber diesen anderen Führungselementen bzw. elektrischen Kontaktelementen.The at least one guide element is moved in such a way that the quasi-endless fiber material in the heating section is changed from a first state or a first fiber material profile to a second state or second fiber material profile. If the start and the end of the heating section are limited by further guide elements and / or electrical contact elements and the fiber material is stretched between them, a movement of the at least one guide element to change the length of the energizable heating section means a movement of the at least one guide element relative to these other guide elements or electrical contact elements.
Unter der Formulierung „innerhalb des Heizabschnittes“ wird nicht nur die Strecke der Förderstrecke des quasiendlosen Fasermaterials verstanden, die durch das elektrische Kontaktelement einerseits und einem Gegenkontaktelement andererseits gebildet wird, sondern schließt auch den Beginn und das Ende des Heizabschnittes mit ein. Ein elektrisches Kontaktelement am Beginn bzw. am Ende des Heizabschnittes ist somit definitionsgemäß innerhalb des Heizabschnittes angeordnet.The phrase “within the heating section” is not only understood to mean the section of the conveying section of the quasi-endless fiber material which is formed by the electrical contact element on the one hand and a counter-contact element on the other hand, but also includes the beginning and end of the heating section. An electrical contact element at the beginning or at the end of the heating section is thus by definition arranged within the heating section.
Dabei kann das mit dem Gegenkontaktelement zusammenwirkende elektrische Kontaktelement an dem bewegbar ausgebildeten Führungselement angeordnet sein, sodass das mindestens eine Führungselement und das elektrische Kontaktelement eine Einheit bilden. Mit einer Bewegung des bewegbar ausgebildeten Führungselementes wird somit ebenfalls auch das elektrische Kontaktelement bewegt, wodurch die entsprechende Längenänderung des Heizabschnittes bewirkt werden kann.The electrical contact element interacting with the counter-contact element can be arranged on the movable guide element, so that the at least one guide element and the electrical contact element form a unit. With a movement of the movably designed guide element, the electrical contact element is also also moved, as a result of which the corresponding change in length of the heating section can be effected.
Denkbar ist aber auch, dass das elektrische Kontaktelement von dem bewegbar ausgebildeten Führungselement getrennt innerhalb der Förderstrecke angeordnet ist, sodass das bewegbar ausgebildete Führungselement zwischen dem elektrischen Kontaktelement einerseits und dem Gegenkontaktelement andererseits angeordnet und durch Bewegen eine entsprechende Längenänderung des Heizabschnittes bewirkt.However, it is also conceivable that the electrical contact element is arranged separately from the movable guide element within the conveying path, so that the movable guide element is arranged between the electrical contact element on the one hand and the counter-contact element on the other and causes a corresponding change in length of the heating section by moving.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Fasertemperiereinrichtung wenigstens zwei Führungselemente auf, wobei ein erstes Führungselement das elektrische Kontaktelement aufweist, sodass das quasiendlose Fasermaterial elektrisch kontaktiert wird, wenn das Fasermaterial in Förderrichtung gefördert und an dem ersten Führungselement entlang geführt wird, wobei das erste Führungselement mit dem elektrischen Kontaktelement mit dem ebenfalls mit dem Fasermaterial elektrisch kontaktierten Gegenkontaktelement zur Bildung des Heizabschnittes zusammenwirkt. Vorteilhafter Weise kann das Gegenkontaktelement ebenfalls ein Führungselement sein, das ein elektrisches Kontaktelement als Gegenkontaktelement aufweist. Das Gegenkontaktelement kann aber auch anderweitig bereitgestellt werden, bspw. in Form einer elektrisch leitfähigen Werkzeugoberfläche eines Formwerkzeuges.In an advantageous embodiment, the fiber temperature control device has at least two guide elements, a first guide element having the electrical contact element, so that the quasi-endless fiber material is electrically contacted when the fiber material is conveyed in the conveying direction and guided along the first guide element, the first guide element with the electrical contact element cooperates with the counter-contact element, which is also electrically contacted with the fiber material, to form the heating section. The mating contact element can also advantageously be a guide element which has an electrical contact element as mating contact element. The counter-contact element can, however, also be provided in some other way, for example in the form of an electrically conductive tool surface of a molding tool.
Des Weiteren ist ein zweites Führungselement in dieser Ausführungsform vorgesehen, das innerhalb des bestrombaren Heizabschnittes angeordnet ist, genauer gesagt zwischen dem elektrischen Kontaktelement einerseits und dem Gegenkontaktelement andererseits, und darüber hinaus kein elektrisches Kontaktelement zur Bildung eines Heizabschnittes aufweist. Das zweite Führungselement ist somit innerhalb des bestrombaren Heizabschnittes angeordnet und derart bewegbar ausgebildet, dass die Länge des bestrombaren Heizabschnittes durch die Bewegung des zweiten Führungselementes veränderbar ist.Furthermore, a second guide element is provided in this embodiment, which is arranged within the energizable heating section, more precisely between the electrical contact element on the one hand and the mating contact element on the other hand, and furthermore has no electrical contact element for forming a heating section. The second guide element is thus arranged within the energizable heating section and is designed to be movable such that the length of the energizable heating section can be changed by the movement of the second guide element.
Eine derartige Ausführungsform ist bspw. dann vorteilhaft, wenn das elektrische Kontaktelement an einem ersten Führungselement innerhalb eines Faserlegekopfes angeordnet ist, während das Gegenkontaktelement bspw. durch die Andruckrolle, die in Förderrichtung nach dem ersten Führungselement vorgesehen ist, oder durch eine elektrisch leitfähige Werkzeugoberfläche eines Formwerkzeuges gebildet wird, wobei dann das zweite Führungselement zur Veränderung der Länge des gebildeten Heizabschnittes zwischen dem ersten Führungselement mit dem elektrischen Kontaktelement einerseits und dem Gegenkontaktelement andererseits angeordnet und zur Längenänderung vorgesehen ist. Die elektrischen Kontaktelemente einschließlich das Gegenkontaktelement sind dabei an nicht bewegbaren Einheiten angeordnet, dass grundsätzlich den komplexen Aufbau eines Faserlegekopfes vereinfacht.Such an embodiment is advantageous, for example, when the electrical Contact element is arranged on a first guide element within a fiber-laying head, while the counter-contact element is formed, for example, by the pressure roller, which is provided in the conveying direction after the first guide element, or by an electrically conductive tool surface of a molding tool, the second guide element then being used to change the length of the heating section formed between the first guide element with the electrical contact element on the one hand and the mating contact element on the other hand and is provided for changing the length. The electrical contact elements including the counter-contact element are arranged on immovable units that fundamentally simplify the complex structure of a fiber laying head.
Die bei einer Längenänderung entstehenden Zugkräfte bzw. Materiallosen werden dabei in der Regel mit Hilfe eines Ausgleichsystems bzw. einer Ausgleicheinrichtung kompensiert, wobei eine derartige Ausgleichseinrichtung vorteilhafter Weise innerhalb des Fasermaterialspeichers angeordnet ist. Eine solche Ausgleichseinrichtung kann bspw. in Form eines Tänzersystems realisiert werden, sodass bei Längenänderungen des Heizabschnittes das Tänzersystem diese Längenänderung entsprechend kompensiert, um unnötige Zugkräfte bzw. Materiallosen im gesamten Förderprozess und in der gesamten Förderstrecke zu vermeiden.The tensile forces or material lots that arise in the event of a change in length are generally compensated for with the aid of a compensating system or compensating device, such a compensating device advantageously being arranged within the fiber material store. Such a compensation device can be implemented, for example, in the form of a dancer system, so that when the length of the heating section changes, the dancer system compensates for this change in length in order to avoid unnecessary tensile forces or material loss in the entire conveying process and in the entire conveying path.
In einer weiteren alternativen, oder auch zusätzlichen Ausführungsform, weist die Fasertemperiereinrichtung ein erstes Führungselement auf, an dem ein erstes elektrisches Kontaktelement angeordnet ist, und ein zweites Führungselement auf, an dem ein zweites elektrisches Kontaktelement angeordnet ist, das ein mit dem ersten elektrischen Kontaktelement zusammenwirkendes Gegenkontaktelement bildet. Die elektrischen Kontaktelemente der beiden Führungselemente sind dabei so ausgebildet, dass sie das quasiendlose Fasermaterial elektrisch kontaktieren, wenn das Fasermaterial in Förderrichtung gefördert wird, wobei eines der beiden Führungselemente oder beide Führungselemente so bewegbar ausgebildet sind, dass die Länge des durch die elektrischen Kontaktelemente gebildeten Heizabschnittes veränderbar ist, wenn das entsprechende Führungselement bewegt wird.In a further alternative, or also additional embodiment, the fiber temperature control device has a first guide element, on which a first electrical contact element is arranged, and a second guide element, on which a second electrical contact element is arranged, which cooperates with the first electrical contact element Forms mating contact element. The electrical contact elements of the two guide elements are designed such that they make electrical contact with the quasi-endless fiber material when the fiber material is conveyed in the conveying direction, one of the two guide elements or both guide elements being designed to be movable in such a way that the length of the heating section formed by the electrical contact elements is changeable when the corresponding guide element is moved.
Durch eine Bewegung beider Führungselemente kann die maximale mögliche Längenveränderung des Heizabschnittes erhöht werden, während der Bewegungsraum eines jeden Führungselementes relativ knapp bemessen sein kann. Hierdurch kann der bspw. in einem Faserlegekopf zur Verfügung gestellte Bauraum optimal ausgenutzt werden.The maximum possible change in length of the heating section can be increased by moving both guide elements, while the movement space of each guide element can be dimensioned relatively narrowly. As a result, the installation space made available, for example, in a fiber laying head can be optimally utilized.
In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform ist ein drittes elektrisches Kontaktelement vorgesehen, welches ebenfalls ausgebildet ist, das quasiendlose Fasermaterial elektrisch innerhalb der Förderstrecke zu kontaktieren, wenn das Fasermaterial in Förderrichtung gefördert wird, wobei das dritte elektrische Kontaktelement gegenüber dem ersten und dem zweiten Kontaktelement feststehend angeordnet ist und somit nicht durch eine Bewegung eine Längenänderung eines Heizabschnittes bewirken kann. Dabei wird zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Kontaktelement ein erster Heizabschnitt und zwischen dem zweiten und dem dritten elektrischen Kontaktelement ein zweiter Heizabschnitt gebildet.In an advantageous development of this embodiment, a third electrical contact element is provided, which is also designed to make electrical contact with the quasi-endless fiber material within the conveying path when the fiber material is conveyed in the conveying direction, the third electrical contact element being arranged fixedly with respect to the first and second contact elements is and therefore can not cause a change in length of a heating section by a movement. A first heating section is formed between the first and the second electrical contact element and a second heating section is formed between the second and the third electrical contact element.
Ist das erste Führungselement mit dem ersten elektrischen Kontaktelement bewegbar ausgebildet, so kann durch eine Bewegung des ersten Führungselementes die Länge des ersten Heizabschnittes verändert werden, während die Länge des zweiten Heizabschnittes unverändert bleibt. Dies ist bspw. dann besonders vorteilhaft, wenn sich aufgrund des Verarbeitungsprozesses, bspw. bei der Faserablage, eine Längenänderung des zweiten Heizabschnittes ergibt, die nicht auf eine Bewegung der Führungselemente zurückzuführen ist, sodass durch eine Bewegung des ersten Führungselementes und eine Längenänderung des ersten Heizabschnittes die Längenänderung des zweiten Heizabschnittes angepasst bzw. kompensiert werden kann, um so einen im Wesentlichen gleichen Streckenwiderstand in dem ersten Heizabschnitt und dem zweiten Heizabschnitt einzustellen (gleicher Streckenwiderstand innerhalb einer vorgegebenen Toleranz).If the first guide element is designed to be movable with the first electrical contact element, the length of the first heating section can be changed by moving the first guide element, while the length of the second heating section remains unchanged. This is particularly advantageous, for example, if a change in length of the second heating section results due to the processing process, for example in the fiber deposit, which is not attributable to a movement of the guide elements, so that a movement of the first guide element and a change in length of the first heating section the change in length of the second heating section can be adapted or compensated in order to set an essentially identical section resistance in the first heating section and the second heating section (same section resistance within a predetermined tolerance).
Denkbar ist aber auch, dass auch das zweite Führungselement bewegbar ausgebildet ist, sodass durch eine Bewegung des zweiten Führungselementes gleichzeitig sowohl die Länge des ersten Heizabschnittes als auch die Länge des zweiten Heizabschnittes verändert werden kann. Soll bspw. eine nicht durch die Bewegung der Führungselemente hervorgerufene Längenänderung des zweiten Heizabschnittes kompensiert werden, so reicht hierfür eine Bewegung des zweiten Führungselementes in entsprechender Art und Weise so aus, dass die Länge beider Heizabschnitte im Wesentlichen gleich ist und somit der Streckenwiderstand beider Heizabschnitte ebenfalls im Wesentlichen gleich ist.However, it is also conceivable that the second guide element is also designed to be movable, so that both the length of the first heating section and the length of the second heating section can be changed simultaneously by moving the second guide element. If, for example, a change in length of the second heating section that is not caused by the movement of the guide elements is to be compensated, a movement of the second guide element in a corresponding manner is sufficient so that the length of the two heating sections is essentially the same and thus the resistance of the two heating sections is also the same is essentially the same.
Das feststehende dritte Kontaktelement kann bei dieser Ausführungsform bspw. eine Andruckrolle eines Faserlegekopfes bzw. eine elektrisch leitfähige Werkzeugoberfläche eines Formwerkzeuges sein.In this embodiment, the fixed third contact element can be, for example, a pressure roller of a fiber laying head or an electrically conductive tool surface of a molding tool.
In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform weist die Fasertemperiereinrichtung ein erstes, zweites und ein drittes Führungselement auf, wobei an dem ersten Führungselement ein erstes elektrisches Kontaktelement, an dem zweiten Führungselement ein zweites elektrisches Kontaktelement und an dem dritten Führungselement ein drittes elektrisches Kontaktelement angeordnet ist. Die elektrischen Kontaktelemente sind dabei an den Führungselementen so angeordnet und hergerichtet, dass sie mit dem quasiendlosen Fasermaterial elektrisch kontaktieren, wenn das Fasermaterial in Förderrichtung gefördert wird.In an alternative or additional embodiment, the fiber temperature control device has a first, second and a third guide element, a first electrical contact element on the first guide element and a second electrical contact on the second guide element Contact element and a third electrical contact element is arranged on the third guide element. The electrical contact elements are arranged and prepared on the guide elements in such a way that they make electrical contact with the quasi-endless fiber material when the fiber material is conveyed in the conveying direction.
Ausgehend von dem zweiten Führungselement ist das erste Führungselement entgegen der Förderrichtung in Bezug auf die Förderstrecke beabstandet zu dem zweiten Führungselement angeordnet, während das dritte Führungselement in Förderrichtung in Bezug auf die Förderstrecke von dem zweiten Führungselement beabstandet angeordnet ist. Mit anderen Worten, das zweite Führungselement ist innerhalb eines zwischen dem ersten und dem dritten Führungselement gebildeten Förderstreckenabschnitt angeordnet, wobei das an dem zweiten Führungselement angeordnete zweite elektrische Kontaktelement als Gegenkontaktelement ausgebildet ist, sodass sich zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Kontaktelement ein erster Heizabschnitt und zwischen dem zweiten und dem dritten elektrischen Kontaktelement ein zweiter Heizabschnitt ausbildet.Starting from the second guide element, the first guide element is arranged at a distance from the second guide element in relation to the conveying direction with respect to the conveying path, while the third guide element is arranged at a distance from the second guide element in relation to the conveying path. In other words, the second guide element is arranged within a conveyor section formed between the first and the third guide element, wherein the second electrical contact element arranged on the second guide element is designed as a mating contact element, so that a first heating section and is located between the first and the second electrical contact element forms a second heating section between the second and the third electrical contact element.
Des Weiteren ist das zweite Führungselement so ausgebildet, dass es gegenüber dem ersten und dem dritten Führungselement bewegbar ausgebildet ist, während das erste und das dritte Führungselement unbeweglich sind. Durch das Bewegen des zweiten Führungselementes gegenüber dem ersten und dritten Führungselement kann dabei sowohl die Länge des ersten Heizabschnittes als auch die Länge des zweiten Heizabschnittes durch eine einzige Bewegung des zweiten Führungselementes verändert werden.Furthermore, the second guide element is designed such that it is designed to be movable with respect to the first and third guide elements, while the first and third guide elements are immovable. By moving the second guide element relative to the first and third guide elements, both the length of the first heating section and the length of the second heating section can be changed by a single movement of the second guide element.
In einer vorteilhaften Weiterbildung hierzu ist die Anordnung des ersten, zweiten und dritten Führungselementes in Art eines Tänzersystems angeordnet, sodass die Länge des ersten und des zweiten Heizabschnittes im Wesentlichen gleich sind (innerhalb einer vorgegebenen Toleranz), wobei bei einer Bewegung des zweiten Führungselementes die Längenänderung für jeden bestrombaren Heizabschnitt gleich ist. Hierdurch lässt sich der Streckenwiderstand beider Heizabschnitte simultan um einen gleichen Wert erhöhen oder verringern.In an advantageous further development, the arrangement of the first, second and third guide elements is arranged in the manner of a dancer system, so that the length of the first and second heating sections are essentially the same (within a predetermined tolerance), the change in length when the second guide element moves is the same for each energizable heating section. As a result, the line resistance of both heating sections can be increased or decreased simultaneously by the same value.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Steuereinheit vorgesehen, die zum Steuern der Bewegung eines der Führungselemente oder mehrere Führungselemente gleichzeitig zum Verändern der Länge des jeweiligen Heizabschnittes ausgebildet ist. Eine derartige Ansteuerung der Bewegung kann bspw. in Abhängigkeit von Eingangsparametern des Förderprozesses oder eines dem Förderprozess zugrunde liegenden Verarbeitungsprozesses erfolgen, bspw. in Abhängigkeit von Längen anderer Heizabschnitte, den gemessenen Widerständen oder Temperaturen.In a further advantageous embodiment, a control unit is provided which is designed to control the movement of one of the guide elements or a plurality of guide elements simultaneously to change the length of the respective heating section. Such control of the movement can take place, for example, as a function of input parameters of the conveying process or of a processing process on which the conveying process is based, for example, as a function of lengths of other heating sections, the measured resistances or temperatures.
Die Steuereinheit kann des Weiteren auch dazu eingerichtet sein, die an die elektrischen Kontaktelemente mittels der elektrischen Energiequelle anzulegende elektrische Spannung zu steuern, sodass bei einer Veränderung der Länge eines Heizabschnittes auch die angelegte elektrische Spannung angepasst werden kann. Hierdurch lässt sich der Energieeintrag in das Fasermaterial sehr fein anpassen und regeln.The control unit can also be set up to control the electrical voltage to be applied to the electrical contact elements by means of the electrical energy source, so that when the length of a heating section changes, the applied electrical voltage can also be adapted. As a result, the energy input into the fiber material can be adjusted and regulated very finely.
Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 9 gelöst, wobei die Vorrichtung zum Applizieren eines quasiendlosen Fasermaterials auf ein Werkzeug oder ein werkzeugähnliches Bauelement vorgesehen ist. Die Vorrichtung weist eine Fasermaterial-Bereitstellungseinrichtung auf, um kontinuierlich ein quasiendloses Fasermaterial bereitzustellen. Außerdem weist die Vorrichtung eine Appliziereinrichtung auf, um das abzulegende Faserendlosmaterial auf das Werkzeug oder das werkzeugähnliche Bauelement zu applizieren.The object is also achieved with a device according to claim 9, the device being provided for applying a quasi-endless fiber material to a tool or a tool-like component. The device has a fiber material supply device in order to continuously provide a quasi-endless fiber material. In addition, the device has an application device in order to apply the continuous fiber material to be deposited to the tool or the tool-like component.
Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung nunmehr eine Temperiereinrichtung wie vorstehend beschrieben auf. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich, dass das Gegenkontaktelement ebenfalls innerhalb der Vorrichtung angeordnet ist, sodass dieses auch außerhalb der Vorrichtung, bspw. in Form einer elektrisch leitfähigen Werkzeugoberfläche eines Formwerkzeuges, ausgebildet sein kann.According to the invention, the device now has a temperature control device as described above. It is not absolutely necessary that the counter-contact element is also arranged inside the device, so that it can also be formed outside the device, for example in the form of an electrically conductive tool surface of a molding tool.
Die Vorrichtung kann bspw. ein Faserlegekopf zum Legen von kontinuierlich bereitgestellten, quasiendlosem Fasermaterial sein, wobei die Appliziereinrichtung dann eine Andruckeinrichtung, bspw. eine Andruckrolle ist. Vorzugsweise ist die Temperiereinrichtung in dem Faserlegekopf integriert.The device can be, for example, a fiber laying head for laying continuously provided, quasi-endless fiber material, the application device then being a pressure device, for example a pressure roller. The temperature control device is preferably integrated in the fiber laying head.
Im Übrigen wird die Aufgabe auch mit einer Faserlegeanlage gemäß Anspruch 10 erfindungsgemäß gelöst, wobei die Faserlegeanlage zum automatisierten Legen von quasiendlosem Fasermaterial auf einem Werkzeug ausgebildet ist. Hierzu weist die Faserlegeanlage einen Bewegungsautomaten auf, an dessen einem Ende der kinematischen Kette als Endeffektor ein Faserlegekopf angeordnet ist. Außerdem weist die Faserlegeanlage einen Fasermaterialspeicher auf, der zum Bereitstellen des quasiendlosen Fasermaterials, das entlang einer Förderstrecke von dem Fasermaterialspeicher zu einer Andruckeinrichtung des Faserlegekopfes gefördert wird, vorgesehen ist. Außerdem ist ein Werkzeug vorgesehen, das eine formgebende Werkzeugoberfläche aufweist. Erfindungsgemäß weist die Faserlegeanlage innerhalb der Förderstrecke eine Fasertemperiereinrichtung wie vorstehend beschrieben auf, bspw. integriert in den Faserlegekopf.In addition, the object is also achieved according to the invention with a fiber laying system, the fiber laying system being designed for the automated laying of quasi-endless fiber material on a tool. For this purpose, the fiber laying system has an automatic machine, at one end of the kinematic chain a fiber laying head is arranged as an end effector. In addition, the fiber laying system has a fiber material store, which is provided for providing the quasi-endless fiber material which is conveyed along a conveying path from the fiber material store to a pressing device of the fiber laying head. In addition, a tool is provided which has a shaping tool surface. According to the invention, the fiber laying plant has a conveyor belt Fiber temperature control device as described above, for example integrated into the fiber laying head.
Vorteilhafter Weise bildet dabei ein Teil der formgebenden Werkzeugoberfläche ein elektrisches Kontaktelement, bspw. in Form eines Gegenkontaktelementes, sodass bei Ablage von elektrisch leitfähigem Fasermaterial auf die formgebende Werkzeugoberfläche das Faserendlosmaterial mit dem elektrischen Kontaktelement der formgebenden Werkzeugoberfläche elektrisch kontaktiert wird.Part of the shaping tool surface advantageously forms an electrical contact element, for example in the form of a counter-contact element, so that when electrically conductive fiber material is deposited on the shaping tool surface, the continuous fiber material is electrically contacted with the electrical contact element of the shaping tool surface.
Darüber hinaus ist vorteilhafter Weise eine Steuereinheit vorgesehen, die zum Steuern der Bewegung eines oder mehrerer Führungselemente zum Verändern der Länge des jeweiligen Heizabschnittes und/oder zum Steuern der an die elektrischen Kontaktelemente mittels der elektrischen Energiequelle anzulegenden elektrischen Spannung in Abhängigkeit von einer Anzahl von bereits abgelegten Fasermateriallagen ausgebildet ist.In addition, a control unit is advantageously provided which is used to control the movement of one or more guide elements to change the length of the respective heating section and / or to control the electrical voltage to be applied to the electrical contact elements by means of the electrical energy source as a function of a number of those already deposited Fiber material layers is formed.
Darüber hinaus wird die Aufgabe auch mit einem Verfahren gemäß Anspruch 13 zum Temperieren eines kontinuierlich geförderten quasiendlosen Fasermaterials zur Herstellung eines Faserverbundbauteils gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.In addition, the object is also achieved with a method according to claim 13 for tempering a continuously conveyed quasi-endless fiber material for producing a fiber composite component. Advantageous refinements can be found in the corresponding subclaims.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 schematische Darstellung einer Temperiervorrichtung in einem Faserlegekopf nach einer ersten Ausführungsform; -
2a ,2b schematische Darstellung der Temperiervorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform; -
3 schematische Darstellung einer Temperiervorrichtung nach einer dritten Ausführungsform.
-
1 schematic representation of a temperature control device in a fiber laying head according to a first embodiment; -
2a .2 B schematic representation of the temperature control device according to a second embodiment; -
3 schematic representation of a temperature control device according to a third embodiment.
Der Einfachheit halber wird nachstehend die elektrische Energiequelle zum Anlegen einer elektrischen Spannung nicht dargestellt und durch die bekannten Symbole + und - als positive angelegte Spannung und negativ angelegte Spannung in der schematischen Darstellung ersetzt. Das Gegenkontaktelement hat dabei immer eine zu den anderen elektrischen Kontaktelementen verschiedene elektrische Spannung. Die in den Figuren verwendeten Symbole + und - sind dabei auch jeweils wechselseitig vertauschbar. Die elektrische Energiequelle kann dabei sowohl Gleichstrom als auch Wechselstrom bereitstellen.For the sake of simplicity, the electrical energy source for applying an electrical voltage is not shown below and is replaced by the known symbols + and - as positive applied voltage and negative applied voltage in the schematic illustration. The counter-contact element always has a different electrical voltage than the other electrical contact elements. The symbols + and - used in the figures are also mutually interchangeable. The electrical energy source can provide both direct current and alternating current.
In der
Wie in
Die Temperiereinrichtung
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der
Ein zweites elektrisches Kontaktelement
Im Ausführungsbeispiel der
Basierend auf dem Stromfluss und dem elektrischen Widerstand des Fasermaterials innerhalb des Heizabschnittes
Im Ausführungsbeispiel der
Bei einem kontinuierlichen Ablegeprozess, so wie er in
Mittels des bewegbaren zweiten Führungselementes
Oder anders formuliert, durch eine Bewegung des zweiten Führungselementes
Mittels der Bewegung des zweiten Führungselementes
Die
Das zweite elektrische Kontaktelement
Zwischen dem ersten elektrischen Kontaktelement
Im Ausführungsbeispiel der
Um dies auszugleichen, ist das erste Führungselement
Die Führungselemente
In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist es darüber hinaus denkbar, dass das Führungselement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Temperiereinrichtungtempering
- 1111
- quasiendloses Fasermaterialquasi-endless fiber material
- 1212
- Formwerkzeugmold
- 1313
- Preformpreform
- 2020
- Andruckrollepinch
- 2121
- erstes Führungselementfirst guide element
- 2222
- zweites Führungselementsecond guide element
- 2323
- drittes Führungselementthird guide element
- 3030
- GegenkontaktelementContact element
- 3131
- erstes elektrisches Kontaktelementfirst electrical contact element
- 3232
- zweites elektrisches Kontaktelementsecond electrical contact element
- 3333
- drittes elektrisches Kontaktelementthird electrical contact element
- 4040
- Heizabschnittheating section
- 4141
- erster Heizabschnittfirst heating section
- 4242
- zweiter Heizabschnittsecond heating section
- RF R F
- Förderrichtungconveying direction
Claims (15)
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002030657A1 (en) * | 2000-10-13 | 2002-04-18 | Barsmark A/S | A method, an apparatus and a matrix for making composite plates |
DE102011102950A1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-02-16 | Daimler Ag | Laying head, useful for the deposition of fiber assemblies for the manufacture of textile preforms, comprises at least fiber supply device, placing roller and heating device for heating of thermally activatable bonding agent |
DE102012019915A1 (en) * | 2012-10-11 | 2014-04-17 | Premium Aerotec Gmbh | Manufacturing a fiber preform, useful for producing a fiber composite, comprises transporting a planar fiber material blank to a mold by transport means, and during transport, heating the fiber material blank by electrical energization |
DE102013208426A1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Process and apparatus for processing carbon fiber strands |
EP2821198A1 (en) * | 2013-07-05 | 2015-01-07 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Depositing head for semi-finished fibre products |
-
2016
- 2016-06-03 DE DE102016110323.3A patent/DE102016110323B4/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002030657A1 (en) * | 2000-10-13 | 2002-04-18 | Barsmark A/S | A method, an apparatus and a matrix for making composite plates |
DE102011102950A1 (en) * | 2011-05-31 | 2012-02-16 | Daimler Ag | Laying head, useful for the deposition of fiber assemblies for the manufacture of textile preforms, comprises at least fiber supply device, placing roller and heating device for heating of thermally activatable bonding agent |
DE102012019915A1 (en) * | 2012-10-11 | 2014-04-17 | Premium Aerotec Gmbh | Manufacturing a fiber preform, useful for producing a fiber composite, comprises transporting a planar fiber material blank to a mold by transport means, and during transport, heating the fiber material blank by electrical energization |
DE102013208426A1 (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Process and apparatus for processing carbon fiber strands |
EP2821198A1 (en) * | 2013-07-05 | 2015-01-07 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Depositing head for semi-finished fibre products |
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