DE102016120197A1 - Plant and process for producing a fiber preform - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung einer Faserpreform aus einem flächigen Fasermaterial eines Faserverbundwerkstoffes, wobei aus der Faserpreform durch Aushärten eines in das Fasermaterial der Faserpreform infundierten Matrixmaterials ein Faserverbundbauteil herstellbar ist, wobei die Anlage eine Fördereinrichtung aufweist, die zum kontinuierlichen Fördern des Fasermaterials in eine Förderrichtung ausgebildet ist, und wobei die Anlage eine Umformeinrichtung hat, die während des kontinuierlichen Förderns des Fasermaterials mittels mindestens eines Umformelementes, an dem das Fasermaterial kontaktbehaftet entlanggeführt wird, zum Abwinkeln eines Gurtabschnittes von einem Stegabschnitt des Fasermaterials längs zur Förderrichtung unter Bildung eines vorgegebenen Winkels zwischen Gurtabschnitt und Stegabschnitt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformelement konzentrisch um das Fasermaterial derart bewegbar gelagert ist, dass durch eine konzentrische Bewegung des mindestens einen Umformelementes der Winkel zwischen dem Gurtabschnitt und dem Stegabschnitt einstellbar ist.The invention relates to a system for producing a Faserpreform from a flat fiber material of a fiber composite material, wherein from the Faserpreform by curing a infused into the fiber material of the Faserpreform matrix material, a fiber composite component can be produced, wherein the system has a conveyor, which for continuously conveying the fiber material in a Conveying device is formed, and wherein the system has a forming device, which during the continuous feeding of the fiber material by means of at least one forming element, along which the fiber material is guided contact, for bending an Gurtabschnittes of a web portion of the fiber material along the conveying direction to form a predetermined angle between Belt section and web portion is formed, characterized in that the at least one forming element is mounted so as to be movable concentrically around the fiber material, that by e Ine concentric movement of the at least one deformation element of the angle between the belt portion and the web portion is adjustable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur Herstellung einer Faserpreform aus einem flächigen Fasermaterial eines Faserverbundwerkstoffes, wobei aus der Faserpreform durch Aushärten eines in das Fasermaterial der Faserpreform infundierten Matrixmaterials ein Faserverbundbauteil herstellbar ist bzw. hergestellt werden soll.The invention relates to a system and a method for producing a Faserpreform from a flat fiber material of a fiber composite material, wherein from the Faserpreform by curing a infused into the fiber material of the Faserpreform matrix material, a fiber composite component is to be produced or to be produced.

Aufgrund der besonders vorteilhaften Eigenschaft, bei einem relativ geringen Gewicht in zumindest eine Richtung eine sehr hohe Steifigkeit und Festigkeit aufzuweisen, eignen sich Faserverbundbauteile für eine Vielzahl von Anwendungszwecken. Dabei werden derartige Faserverbundbauteile vermehrt für lasttragende Strukturen im Fahrzeug-, Flugzeug- und Raumfahrtbereich eingesetzt, um so das Leichtbaupotential besser auszuschöpfen.Due to the particularly advantageous property, with a relatively low weight in at least one direction to have a very high rigidity and strength, fiber composite components are suitable for a variety of applications. In this case, such fiber composite components are increasingly used for load-bearing structures in the automotive, aerospace and space sector, so as to better exploit the lightweight potential.

Faserverbundbauteile werden aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt, wobei ein Faserverbundwerkstoff in der Regel zwei wesentliche Bestandteile aufweist:

  1. a) Ein Fasermaterial mit Verstärkungsfasern und
  2. b) Ein Matrixmaterial.
Fiber composite components are made of a fiber composite material, wherein a fiber composite material usually has two essential components:
  1. a) A fiber material with reinforcing fibers and
  2. b) A matrix material.

Das Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffes wird dabei in das Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes infundiert und durch Temperaturbeaufschlagung ausgehärtet, wodurch ein integrales Bauteil aus Matrixmaterial und Fasermaterial entsteht. Durch das Aushärten des Matrixmaterials werden die Fasern des Fasermaterials in ihre vorgegebene Richtung gezwungen und verleihen somit dem Bauteil in Faserrichtung die entsprechenden Eigenschaften.The matrix material of the fiber composite material is thereby infused into the fiber material of the fiber composite material and cured by applying temperature, whereby an integral component of matrix material and fiber material is formed. By curing the matrix material, the fibers of the fiber material are forced in their predetermined direction and thus give the component in the fiber direction the corresponding properties.

Die Herstellung komplexerer Bauteile stellt dabei hohe Anforderungen an das handwerkliche Geschick der Mitarbeiter, da das Fasermaterial je nach Anforderung in die entsprechende Bauteilform drapiert werden muss, was angesichts der anisotropen Eigenschaften des Fasermaterials je nach Komplexität der Bauteilform problembehaftet sein kann. Dies betrifft insbesondere die Herstellung dreidimensionaler Profile, die je nach Anwendungszweck Krümmungen und unterschiedliche Profilformen und Geometrien über die gesamte Länge hinweg aufweisen können.The production of more complex components places high demands on the skilled craftsmanship of the employees, since the fiber material has to be draped into the corresponding component shape depending on requirements, which can be problematic in view of the anisotropic properties of the fiber material depending on the complexity of the component shape. This relates in particular to the production of three-dimensional profiles which, depending on the application, may have curvatures and different profile shapes and geometries over the entire length.

So ist es für gekrümmte Profile, wie beispielsweise Z- oder C-Profile, die hauptsächlich auf Biegung beansprucht werden, sehr wichtig, dass die Orientierung der Fasern entlang der Profillänge konstant bleibt, da ansonsten die Biegebeanspruchung nicht optimal durch die Fasern aufgenommen werden kann. Am Beispiel eines kreisförmig gebogenen Profils bedeutet dies, dass ein Koordinatensystem, nach dem sich die Faserorientierung richtet, auf dem Bauteil um den Kreismittelpunkt rotieren und den Fasern in jedem Punkt auf dem Bauteil eine andere Orientierung vorgeben würden. Aufgrund der größeren Umfangslänge des Außengurtes des Profils muss das Fasermaterial im Bereich des Außengurtes gestreckt und damit der ursprünglich rechtwinklige Faserwinkel zwischen den einzelnen Fasern verändert werden.Thus, it is very important for curved profiles, such as Z or C profiles, that are primarily subjected to bending, that the orientation of the fibers remain constant along the length of the profile, otherwise the bending stress can not be optimally absorbed by the fibers. Using the example of a circularly curved profile, this means that a coordinate system according to which the fiber orientation is directed would rotate on the component around the center of the circle and would give the fibers a different orientation at each point on the component. Due to the larger circumferential length of the outer belt of the profile, the fiber material in the region of the outer belt has to be stretched and thus the original right angle fiber angle between the individual fibers has to be changed.

Eine Vorrichtung zur Herstellung derartiger gekrümmter Profile ist beispielsweise aus der DE 10 2012 101 706 A1 bekannt, die von dem Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung stammt und auf deren Offenbarungsgehalt hier voll inhaltlich Bezug genommen wird. Die Vorrichtung weist eine Verschereinrichtung auf, die mindestens zwei rotierende, in Walzrichtung voneinander beabstandet angeordnete Walzkörper hat, zwischen denen das Fasermaterial entlanggeführt wird, wobei durch eine Steuereinrichtung unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeiten der Walzkörper einstellbar sind, wodurch eine Verscherung der Fasern des Fasermaterials zur Bildung der Krümmung bewirkt wird.An apparatus for producing such curved profiles is for example from DE 10 2012 101 706 A1 which originates from the applicant of the present patent application and the disclosure of which is hereby incorporated by reference in its entirety. The device has a displacement device which has at least two rotating, spaced apart in the rolling direction rolling body, between which the fiber material is guided along, wherein by a control device different rotational speeds of the rolling elements are adjustable, causing a shearing of the fibers of the fiber material to form the curvature becomes.

Aus der DE 10 2008 032 574 A1 ist des Weiteren eine Vorrichtung zur Herstellung faserverstärkter Bauteile bekannt, bei der an einem Grundrahmen eine Drapiereinrichtung vorgesehen ist, mit welcher die Fasergelege über Anlagen eines Vakuums an den Formkern drapierbar sind. Diese Art der Zwangsverformung der Fasergelege hat jedoch den Nachteil, dass hier eine definierte und reproduzierbare Verscherung der Faser nicht gewährleistet werden kann. Darüber hinaus kann es aufgrund von Reibung an dem Formkern bei der Zwangsdrapierung des Fasergeleges dazu kommen, dass das Fasermaterial beschädigt wird, was die Stabilität des späteren Bauteils stark beeinträchtigt.From the DE 10 2008 032 574 A1 Furthermore, an apparatus for producing fiber-reinforced components is known, in which a draping device is provided on a base frame, with which the fiber layers are drapeable by attaching a vacuum to the mandrel. However, this type of forced deformation of the fiber fabric has the disadvantage that a defined and reproducible shearing of the fiber can not be guaranteed. In addition, due to friction on the mandrel in the forced drape of the fiber fabric may cause the fiber material is damaged, which greatly affects the stability of the later component.

Ein weiterer Nachteil derartiger Vorrichtungen zum Verscheren bzw. Umformen/Drapieren von Fasermaterial besteht darin, dass die herzustellende Bauteilform fest durch die Anordnung der Anlage bzw. der Vorrichtung bestimmt wird. Gerade bei der Herstellung von Faserprofilen entsteht eine auf den Querschnitt des Faserprofils beschränkte Konstruktion, welche nur die Fertigung des jeweiligen Profils zulässt. Für eine Veränderung des Querschnitts des Faserprofils oder kleine Anpassungen der Profilgeometrie (beispielsweise Änderungen des Steg- oder Gurtbreite, Änderung der Winkel zwischen Steg und Gurt) sind aufwendige Änderungen an der Konstruktion nötig, falls diese im vorhandenen Bauraum überhaupt möglich sind. Dadurch entstehen hohe Rüstzeiten, die zu höheren Bauteilkosten und geringerem Bauteildurchsatz führen.Another disadvantage of such devices for shearing or forming / draping fiber material is that the component shape to be produced is determined by the arrangement of the system or the device. Especially in the production of fiber profiles creates a limited to the cross section of the fiber profile construction, which only allows the production of the respective profile. For a change in the cross section of the fiber profile or small adjustments of the profile geometry (for example, changes in the web or web width, changing the angle between the web and belt) costly changes to the design are necessary if they are even possible in the existing space. This results in high set-up times, which lead to higher component costs and lower component throughput.

Ein weiteres Problem insbesondere kontinuierlich geführter Anlagen, wie beispielsweise aus der DE 10 2012 101 706 A1 bekannt, ist die Tatsache, dass die Profilgeometrie der herzustellenden Faserpreform nicht während des kontinuierlichen Verscherens bzw. während des kontinuierlichen Fördern des Fasermaterials durch die Anlage verändert werden kann, da der Umformprozess für die Anpassung unterbrochen werden müsste. Bauteile, die entlang ihrer Längsachse eine Änderung des Basisquerschnitts (beispielsweise von einem C-Profil zu einem Z-Profil) beinhalten, sind mit den Anlagen aus dem Stand der Technik nicht möglich.Another problem in particular continuously run systems, such as from the DE 10 2012 101 706 A1 known, is the fact that the profile geometry of the Faserpreform to be produced can not be changed during the continuous Verscheren or during the continuous conveying of the fiber material through the system, since the forming process for the adjustment would have to be interrupted. Components that include a change in the base cross-section (for example, from a C-profile to a Z-profile) along its longitudinal axis are not possible with the systems of the prior art.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Anlage und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Faserpreform anzugeben, bei der die Geometrie bzw. die Form des Profilquerschnitts ohne konstruktive Änderungen der Anlage verändert werden kann. Es ist darüber hinaus Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbessert Anlage bzw. ein verbessertes Verfahren anzugeben, mit dem sich Faserpreformen herstellen lassen, die entlang ihrer Längsachse (Förderachse) einen veränderlichen Profilquerschnitt aufweisen.It is therefore an object of the present invention to provide an improved system and an improved method for producing a Faserpreform, in which the geometry or the shape of the profile cross-section can be changed without structural changes in the system. It is also an object of the present invention to provide an improved system or an improved method with which it is possible to produce fiber preforms which have a variable profile cross-section along their longitudinal axis (conveying axis).

Die Aufgabe wird mit der Anlage gemäß Anspruch 1 sowie dem Verfahren gemäß Anspruch 10 erfindungsgemäß gelöst.The object is achieved with the system according to claim 1 and the method according to claim 10 according to the invention.

Gemäß Anspruch 1 wird eine Anlage zur Herstellung einer Faserpreform aus einem flächigen Fasermaterial eines Faserverbundwerkstoffes vorgeschlagen, wobei aus der Faserpreform durch Aushärten eines in das Fasermaterial der Faserpreform infundierten Matrixmaterials ein Faserverbundbauteil herstellbar ist. Bei der Faserpreform handelt es sich um ein umgeformtes Fasermaterial, das einen vorgegebenen Profilquerschnitt hat, beispielsweise ein L-, C-, oder Z-Profil. Insbesondere ist die Faserpreform ein dreidimensional umgeformtes Fasermaterial.According to claim 1, a plant for producing a Faserpreform of a flat fiber material of a fiber composite material is proposed, wherein from the Faserpreform by curing a infused into the fiber material of the Faserpreform matrix material, a fiber composite component can be produced. The Faserpreform is a reshaped fiber material having a predetermined profile cross section, for example, an L, C, or Z profile. In particular, the Faserpreform is a three-dimensionally transformed fiber material.

Das Fasermaterial kann dabei vorzugsweise trockenes Fasermaterial sein, das in einem späteren Prozessschritt mit Matrixmaterial infundiert und dann zur Herstellung des Faserverbundbauteils ausgehärtet wird. Denkbar ist aber auch, dass das Fasermaterial vorimprägniertes Fasermaterial (sogenannte Prepregs) ist, wobei das Matrixmaterial zum Zeitpunkt der Umformung bereits das Fasermaterial enthält.The fiber material may preferably be dry fiber material, which is infused with matrix material in a later process step and then cured to produce the fiber composite component. It is also conceivable that the fiber material is pre-impregnated fiber material (so-called prepregs), wherein the matrix material already contains the fiber material at the time of forming.

Die Anlage weist dabei gattungsgemäß eine Fördereinrichtung auf, um das Fasermaterial kontinuierlich in eine Förderrichtung zu transportieren bzw. zu fördern. Hierfür kann die Fördereinrichtung beispielsweise Walzen oder Rollen aufweisen, an denen das Fasermaterial kontaktbehaftet entlanggeführt wird bzw. anliegt, sodass durch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Fasermaterial und Elementen der Fördereinrichtung ein Fördern des Fasermaterials bewirkt wird.The plant has generically a conveyor on to continuously transport the fiber material in a conveying direction or to promote. For this purpose, the conveyor may for example comprise rollers or rollers on which the fiber material is guided along contact or rests, so that a conveying of the fiber material is effected by a frictional connection between the fiber material and elements of the conveyor.

Die Anlage weist des Weiteren eine Umformeinrichtung auf, mit der das flächige Fasermaterial in die vorgegebene Profilform der herzustellenden Faserpreform umgeformt wird. Hierfür weist die Umformeinrichtung mindestens ein Umformelement auf, an dem das Fasermaterial kontaktbehaftet entlanggeführt wird, um das flächige Fasermaterial in die Faserpreform umzuformen. Das Umformelement der Umformeinrichtung ist dabei so ausgebildet und konstruktiv in der Anlage angeordnet, dass ein Gurtabschnitt von einem Stegabschnitt des Fasermaterials längs zur Förderrichtung unter Bildung eines vorgegebenen Winkels zwischen Gurtabschnitt und Stegabschnitt abgewinkelt wird. Der Gurtabschnitt bezeichnet dabei einen Randbereich des flächigen, insbesondere länglichen Fasermaterials und grenzt an einer der Randseite gegenüberliegenden Seite an einen Stegabschnitt der Faserpreform. Zwischen dem flächigen Stegabschnitt und dem flächigen Gurtabschnitt wird dabei ein Winkel ausgebildet, der beispielsweise bei einem klassischem C-Profil oder L-Profil ca. 90 Grad aufweist.The system further comprises a forming device with which the flat fiber material is formed into the predetermined profile shape of the fiber preform to be produced. For this purpose, the forming device has at least one forming element, on which the fiber material is guided along contact-related, in order to transform the flat fiber material into the Faserpreform. The forming element of the forming device is designed and structurally arranged in the system such that a belt section is angled away from a web section of the fiber material along the conveying direction to form a predetermined angle between belt section and web section. In this case, the belt section designates an edge region of the flat, in particular elongate fiber material and adjoins a web section of the fiber preform on an opposite side of the edge side. In this case, an angle is formed between the flat web portion and the flat belt portion, which has approximately 90 degrees, for example, in a classic C-profile or L-profile.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass das mindestens eine Umformelement der Umformeinrichtung konzentrisch um das Fasermaterial derart bewegbar gelagert ist, dass durch eine konzentrische Bewegung des mindestens einen Umformelementes der Winkel zwischen dem Gurtabschnitt und dem Stegabschnitt variabel einstellbar ist.According to the invention, it is now provided that the at least one forming element of the forming device is mounted so as to be movable concentrically around the fiber material so that the angle between the belt section and the web section can be variably adjusted by a concentric movement of the at least one forming element.

Unter einer konzentrischen Bewegung des Umformelementes wird dabei eine kreisförmige Bewegung auf einer Kreisbahn verstanden, die um einen Mittelpunkt bzw. Drehpunkt erfolgt, der ausgehend von dem Umformelement in Richtung Fasermaterial liegt. Der Drehpunkt der konzentrischen Bewegung des mindestens einen Umformelementes kann dabei auch als Drehachse verstanden werden, die axial oder koaxial zur Förderrichtung in Bezug auf die Position im Bereich des Umformelementes ausgerichtet ist.In this case, a concentric movement of the deformation element is understood as meaning a circular movement on a circular path which takes place about a center or pivot point which, starting from the deformation element, lies in the direction of the fiber material. The fulcrum of the concentric movement of the at least one deformation element can also be understood as an axis of rotation, which is aligned axially or coaxially to the conveying direction with respect to the position in the region of the Umformelementes.

Durch die konzentrische Bewegung des Umformelementes, wobei die konzentrische Bewegung auf einer Kreisbahn erfolgt, die um das Fasermaterial herumlaufend ist, kann der Winkel zwischen dem Gurtabschnitt und dem Stegabschnitt eingestellt werden, in dem das Umformelement auf dieser Kreisbahn bewegt wird. Dabei ändert sich die Kontaktfläche, an der das Fasermaterial an dem Umformelement kontaktbehaftet zum Abwinkeln des Gurtabschnittes in Bezug auf das restliche flächige Fasermaterial, insbesondere in Bezug auf den Stegabschnitt anliegt, sodass durch eine solche Veränderung der Kontaktfläche in Bezug auf den Stegabschnitt eben auch der Winkel zwischen dem abzuwinkelnden Gurtabschnitt und dem verbleibenden Stegabschnitt eingestellt werden kann.Due to the concentric movement of the forming element, wherein the concentric movement takes place on a circular path which is running around the fiber material, the angle between the belt portion and the web portion can be adjusted, in which the forming element is moved in this circular path. In this case, the contact surface on which the fiber material contacts the forming element in contact with the bending of the belt portion with respect to the remaining planar fiber material, in particular with respect to the web portion, so by such a change in the contact surface with respect to the web portion also just the angle can be adjusted between the belt portion to be bent and the remaining web portion.

Hierdurch wird es möglich, zeitsparend und variabel für unterschiedliche Profilquerschnitte die Anlage einfach einzustellen, ohne dass diese konstruktiv verändert werden muss. Vielmehr lässt sich manuell oder automatisiert mit Hilfe einer Steuereinrichtung der Winkel zwischen dem Gurtabschnitt und dem Stegabschnitt variabel einstellen, sodass sich beliebige Profilquerschnitte mit einer einzigen Anlage herstellen lassen. Die Rüstzeiten der Anlage verkürzen sich dadurch drastisch, wodurch ein höherer Bauteildurchsatz erzielt werden kann und die Bauteilkosten somit reduziert werden können. This makes it possible, time-saving and variable for different profile cross-sections to adjust the system easily, without having to be changed constructively. On the contrary, the angle between the belt section and the web section can be variably adjusted manually or automatically with the aid of a control device, so that any profile cross sections can be produced with a single system. The set-up times of the system are thereby drastically shortened, whereby a higher component throughput can be achieved and the component costs can thus be reduced.

Des Weiteren wird es mit einer derartigen Anlage möglich, während des kontinuierlichen Förderns des flächigen, insbesondere länglichen Fasermaterials durch eine konzentrische Bewegung des mindestens einen Umformelements den Winkel zwischen Gurtabschnitt und Stegabschnitt zu verändern, wodurch sich längliche Faserpreforms herstellen lassen, die über ihre gesamte Länge hinweg verschiedene Winkel zwischen Gurtabschnitt und Stegabschnitt aufweisen. In einer derartigen Anlage wird es sogar möglich, bei einer einzigen Faserpreform den Basisquerschnitt zu ändern, sodass beispielsweise an einem Ende die Faserpreform ein C-Profil aufweist, das sich kontinuierlich über die Länge der Faserpreform hinweg in ein beispielsweise Z-Profil ändert, sodass an dem gegenüberliegenden zweiten Ende der Faserpreform der Querschnitt dann einem Z-Profil entspricht. Derartige komplexe Faserpreforms von Faserverbundbauteilen lassen sich mit Anlagen aus dem Stand der Technik derzeitig so nicht kontinuierlich realisieren.Furthermore, it becomes possible with such a system, during the continuous conveying of the flat, in particular elongated fiber material by concentric movement of the at least one deformation element to change the angle between the belt portion and web portion, whereby elongated Faserpreforms can be produced over their entire length have different angles between strap portion and web portion. In such a system, it is even possible to change in a single Faserpreform the base cross section, so that, for example, at one end the Faserpreform has a C-profile, which changes continuously over the length of the Faserpreform away in an example Z-profile, so on the opposite second end of Faserpreform the cross section then corresponds to a Z-profile. Such complex Faserpreforms of fiber composite components can be realized with systems of the prior art currently so not continuously.

Hierfür ist es beispielsweise denkbar, dass die Anlage eine Steuereinrichtung aufweist, die mit einem Aktor zum konzentrischen Bewegen des Umformelementes verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie den Aktor zum Ausführen einer konzentrischen Bewegung ansteuert. Der Aktor wird dabei mit Hilfe der Steuereinrichtung so angesteuert, dass das Umformelement eine konzentrische Bewegung ausführt, die einer vorgegebenen Winkeländerung zwischen Gurtabschnitt und Stegabschnitt entspricht. Die Geschwindigkeit der Bewegung hängt dabei insbesondere von der Fördergeschwindigkeit und der Winkeländerung über die Länge der Faserpreform ab.For this purpose, it is conceivable, for example, that the system has a control device which is connected to an actuator for concentrically moving the forming element, wherein the control device is set up such that it controls the actuator for carrying out a concentric movement. The actuator is controlled with the aid of the control device so that the forming element performs a concentric movement, which corresponds to a predetermined angle change between the belt portion and web portion. The speed of the movement depends in particular on the conveying speed and the angle change over the length of the Faserpreform.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Umformeinrichtung ein Führungssystem auf, das mindestens einen kreisförmig gebogenen Führungsabschnitt hat, der teilweise umlaufend um den Gurtabschnitt des Fasermaterials angeordnet und an dem das mindestens eine Umformelement konzentrisch bewegbar gelagert ist. Das Führungssystem kann dabei in dem Führungsabschnitt beispielsweise ein Schienensystem sein, an dem das Umformelement bewegbar gelagert ist, sodass es entlang des gebogenen Führungsabschnitts auf einem durch den kreisförmig gebogenen Führungsabschnitt definierten Kreisbogen bewegt werden kann. Hierdurch wird dem Umformelement eine konzentrische Kreisbewegung vorgegeben, sodass der Winkel zwischen dem Gurtabschnitt und dem Stegabschnitt eingestellt werden kann.In an advantageous embodiment, the forming device has a guide system which has at least one circularly curved guide section, which is arranged partially circumferentially around the belt section of the fiber material and on which the at least one forming element is mounted concentrically movable. The guide system can be in the guide section, for example, a rail system on which the forming element is movably mounted so that it can be moved along the curved guide portion on a circular arc defined by the circular guide section. As a result, the forming element is given a concentric circular motion, so that the angle between the belt portion and the web portion can be adjusted.

Der kreisförmig gebogene Führungsabschnitt des Führungssystems muss dabei nicht zwingend um das gesamte Fasermaterial herum umlaufend sein, sondern kann beispielsweise halbkreisförmig oder weniger oder mehr als halbkreisförmig sein.The circularly curved guide section of the guide system does not necessarily have to be circumferential around the entire fiber material, but may for example be semicircular or less or more than semicircular.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das vorbeschriebene Umformelement ein erstes Umformelement, das zum Abwinkeln eines ersten Gurtabschnittes von dem Stegabschnitt vorgesehen ist. Die Umformeinrichtung hat neben diesem mindestens einen Umformelement mindestens ein weiteres zweites Umformelement, an dem das Fasermaterial ebenfalls kontaktbehaftet entlanggeführt wird und das zum Abwinkeln eines zweiten Gurtabschnittes, der dem ersten Gurtabschnitt gegenüberliegt und zwischen denen der Stegabschnitt vorgesehen ist, von dem Stegabschnitt des Fasermaterials längs zur Förderrichtung unter Bildung eines vorgegebenen Winkels zwischen dem zweiten Gurtabschnitt und dem Stegabschnitt ausgebildet ist. Auch das zweite Umformelement ist dabei derart bewegbar gelagert, dass es konzentrisch um das Fasermaterial herum bewegbar ist, sodass durch eine konzentrische Bewegung des mindestens zweiten Umformelementes der Winkel zwischen dem zweiten Gurtabschnitt und dem Stegabschnitt einstellbar ist.In a further advantageous embodiment, the above-described forming element is a first forming element, which is provided for bending a first belt portion of the web portion. The forming device has in addition to this at least one forming element at least one further second forming element, on which the fiber material is also guided along contact and for bending a second Gurtabschnittes, which is opposite to the first belt portion and between which the web portion is provided, from the web portion of the fiber material along the Conveying direction is formed to form a predetermined angle between the second belt portion and the web portion. The second forming element is also movably mounted in such a way that it can be moved concentrically around the fiber material so that the angle between the second belt section and the web section can be adjusted by a concentric movement of the at least second forming element.

Hierdurch wird es möglich, eine Faserpreform mit einem Profilquerschnitt herzustellen, bei dem mittig ein Stegabschnitt vorgesehen ist, von dem aus in Richtung eines ersten Randabschnittes ein erster Gurtabschnitt und in Richtung eines zweiten Randabschnitts ein zweiter Gurtabschnitt durch Abwinkeln mit Hilfe der Umformelemente ausgebildet wird. Sowohl das Umformelement für den ersten Gurtabschnitt als auch das Umformelement für den zweiten Gurtabschnitt sind dabei so bewegbar gelagert, dass sie konzentrisch um das Fasermaterial herum bewegbar sind, sodass jeweils individuell der Winkel zwischen dem ersten Gurtabschnitt und dem Stegabschnitt und der Winkel zwischen dem zweiten Gurtabschnitt und dem Stegabschnitt einstellbar ist.This makes it possible to produce a Faserpreform with a profile cross-section, in the middle of a web portion is provided, from which in the direction of a first edge portion, a first Gurtabschnitt and in the direction of a second edge portion, a second Gurtabschnitt is formed by bending with the help of forming elements. Both the forming element for the first belt section and the forming element for the second belt section are movably mounted so that they are concentrically movable around the fiber material, so each individually the angle between the first belt portion and the web portion and the angle between the second belt portion and the web portion is adjustable.

Vorteilhafterweise ist ein Führungssystem vorgesehen, das neben dem ersten kreisförmig gebogenen Führungsabschnitt mindestens einen zweiten kreisförmig gebogenen Führungsabschnitt aufweist, der ebenfalls teilweise umlaufend um den zweiten Gurtabschnitt des Fasermaterials angeordnet und an dem das mindestens eine zweite Umformelement derart bewegbar gelagert ist, dass durch eine Bewegung des mindestens einen zweiten Umformelementes entlang des zweiten gebogenen Führungsabschnittes des Führungssystems die konzentrische Bewegung des mindestens einen zweiten Umformelementes bewirkt wird, um den Winkel zwischen dem zweiten Gurtabschnitt und dem Stegabschnitt einzustellen.Advantageously, a guide system is provided which, in addition to the first circular curved guide portion has at least a second circular curved guide portion, which is also partially circumferentially arranged around the second belt portion of the fiber material and on which the at least one second forming element is movably mounted such that by a Movement of the at least one second deformation element along the second curved guide portion of the guide system, the concentric movement of the at least one second deformation element is effected to adjust the angle between the second belt portion and the web portion.

In einer ganz besonders vorteilhaften Ausführungsform hierzu weist das Führungssystem einen Führungsrahmen auf, an dem der erste und/oder der zweite kreisförmig gebogene Führungsabschnitt gelagert ist, sodass der erste und/oder der zweite kreisförmig gebogene Führungsabschnitt gegenüber dem Fasermaterial translatorisch bewegt werden kann. Der erste und/oder der zweite kreisförmig gebogene Führungsabschnitt sind dabei relativ zu dem Fasermaterial derart bewegbar gelagert, dass durch eine Relativbewegung des ersten und/oder zweiten Führungsabschnittes die Breite des Stegabschnittes einstellbar ist. Die translatorische Bewegung des jeweiligen Führungsabschnittes ist dabei vorzugsweise quer zur Förderrichtung, sodass der gebogene Führungsabschnitt in Richtung Fasermaterial oder in Richtung weg von dem Fasermaterial bewegt werden kann. Da die Umformelemente an den gebogenen Führungselementen angeordnet sind, führt eine translatorische Bewegung der gebogenen Führungselemente in Richtung Fasermaterial dazu, dass der entsprechende Gurtabschnitt vergrößert und der Stegabschnitt verkleinert wird. Demzufolge führt eine translatorische Bewegung des gebogenen Führungsabschnittes weg von dem Fasermaterial zu einer Verkleinerung des entsprechenden Gurtabschnittes und zu einer Vergrößerung des Stegabschnittes.In a particularly advantageous embodiment, the guide system has a guide frame, on which the first and / or the second circularly curved guide section is mounted, so that the first and / or the second circularly curved guide section can be moved translationally relative to the fiber material. The first and / or the second circularly curved guide section are mounted so movable relative to the fiber material, that the width of the web portion is adjustable by a relative movement of the first and / or second guide portion. The translational movement of the respective guide section is preferably transverse to the conveying direction, so that the curved guide section can be moved in the direction of the fiber material or in the direction away from the fiber material. Since the forming elements are arranged on the curved guide elements, a translational movement of the curved guide elements in the direction of the fiber material causes the corresponding belt section to be enlarged and the web section to be reduced. Consequently, a translational movement of the bent guide portion away from the fiber material leads to a reduction of the corresponding belt portion and to an enlargement of the web portion.

Sind beide gebogenen Führungsabschnitte an dem Führungsrahmen translatorisch bewegbar angeordnet, so lässt sich jeder Gurtabschnitt in seiner Breite individuell einstellen, ohne dass hierfür die Anlage konstruktiv verändert werden muss. If both curved guide sections are arranged to be translationally movable on the guide frame, then each belt section can be individually adjusted in its width, without the system having to be structurally changed for this purpose.

Besonders günstig, wenn mindestens eines der Umformelemente konzentrisch um einen fixen Drehpunkt bzw. Mittelpunkt bewegbar um das Fasermaterial umgelagert ist, wobei es besonders günstig ist, wenn der Drehpunkt des jeweiligen Umformelementes innerhalb des Fasermaterials liegt. Infolgedessen bleibt der Walzbereich des Fasermaterials, d.h. der Übergang von Stegabschnitt zum jeweiligen Gurtabschnitt, bei einer Winkeländerung immer an derselben Stelle, was besonders materialschonend ist.Particularly favorable if at least one of the forming elements is moved concentrically around a fixed pivot point or center point movable around the fiber material, wherein it is particularly advantageous if the fulcrum of the respective forming element is within the fiber material. As a result, the rolling range of the fiber material, i. the transition from web section to the respective belt section, with an angle change always in the same place, which is particularly gentle on materials.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist mindestens eines der Umformelemente ein Walzpaar, das zwei jeweils gegensinnig zueinander rotierende Walzen hat, zwischen dem das Fasermaterial hindurchführbar ist. Dabei ist es denkbar, dass eine oder beide Walzen eines solchen Walzpaares angetrieben sind, sodass ein solches Walzpaar gleichzeitig auch Bestandteil einer Fördereinrichtung zum Fördern des Fasermaterials ist.In a further advantageous embodiment, at least one of the forming elements is a pair of rolls, which has two respective rollers rotating in opposite directions to one another, between which the fiber material can be passed. It is conceivable that one or both rollers of such a pair of rollers are driven, so that such a pair of rollers is also part of a conveyor for conveying the fiber material at the same time.

Des Weiteren ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Verschereinrichtung vorgesehen ist, die zum Verscheren der Fasern des Fasermaterials zur Bildung einer Krümmung in der herzustellenden Faserpreform ausgebildet ist. Eine solche Verschereinrichtung kann beispielsweise so ausgebildet sein, wie sie in der DE 10 2012 101 706 A1 vorgesehen ist, auf deren Offenbarungsgehalt voll inhaltlich Bezug genommen wird. So ist es insbesondere denkbar, dass zusätzlich zu dem Walzpaar, das ein Umformelement bildet, ein weiteres Walzpaar vorgesehen ist, das beabstandet zu dem Walzpaar als Umformelement angeordnet ist, wobei an den Walzen der Walzpaare jeweils unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeiten eingestellt werden, sodass das Fasermaterial zwischen den Walzpaaren verschert wird. Mit einer derartigen Anlage lässt sich nicht nur der Querschnitt der Faserpreform beliebig verändern, sondern es lässt sich auch definiert und automatisiert eine Krümmung in die Faserpreform einbringen, sodass sehr komplexe Profile als Faserpreform herstellbar sind.Furthermore, it is particularly advantageous if a displacement device is provided, which is designed for shearing the fibers of the fiber material to form a curvature in the fiber preform to be produced. Such a displacement device can for example be designed as shown in the DE 10 2012 101 706 A1 is intended, the content of which is fully referenced. Thus, it is particularly conceivable that in addition to the pair of rolls which forms a forming element, a further pair of rolls is provided, which is arranged spaced apart from the pair of rolls as forming element, wherein on the rolls of the rolling pairs each different rotational speeds are set, so that the fiber material between the Roll pairs is pardoned. With such a system, not only can the cross section of the fiber preform be changed as desired, but it is also possible to define and automatically introduce a curvature into the fiber preform, so that very complex profiles can be produced as a fiber preform.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:

  • 1 - perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Anlage;
  • 2 - Konfiguration der Anlage zur Fertigung von C-Profilen mit schmalem Steg;
  • 3 - Konfiguration der Anlage für die Fertigung von C-Profilen mit breitem Steg;
  • 4 - Konfiguration der Anlage zur Fertigung von L-Profilen;
  • 5 - Konfiguration der Anlage zur Herstellung von Z-Profilen.
The invention will be explained by way of example with reference to the attached figures. Show it:
  • 1 - Perspective view of the system according to the invention;
  • 2 - Configuration of the plant for the production of C-profiles with narrow web;
  • 3 - Configuration of the plant for the production of C-sections with wide web;
  • 4 - Configuration of the plant for the production of L-profiles;
  • 5 - Configuration of the plant for the production of Z-profiles.

1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen Ausschnitt der Anlage 10 zur Herstellung einer Faserpreform aus einem flächigen Fasermaterial eines Faserverbundwerkstoffes. Das flächige Fasermaterial wird dabei der Anlage 10 über einen Fasermaterialspeicher (nicht dargestellt) zugeführt und durch die Fördereinrichtung 20 in eine Förderrichtung gefördert. Die Förderrichtung der Fördereinrichtung 20 ist dabei aufgrund der perspektivischen Darstellung dergestalt, dass sie schräg aus der Betrachtungsebene herausführt. 1 shows a perspective view of a section of the system 10 for producing a Faserpreform from a flat fiber material of a fiber composite material. The flat fiber material is the plant 10 supplied via a fiber material storage (not shown) and by the conveyor 20 promoted in a conveying direction. The conveying direction of the conveyor 20 is due to the perspective view such that it leads obliquely out of the viewing plane.

Die Fördereinrichtung 20 weist ein Walzpaar 21 auf, das aus zwei Walzen 22a und 22b besteht. Die Walzen 22a und 22b des Walzpaares 21 sind dabei so angeordnet, dass das flächige Fasermaterial zwischen den beiden Walzen 22a und 22b hindurchführbar ist. Die beiden Walzen 22a und 22b rotieren dabei gegensinnig zu der jeweils gegenüberliegenden Walze, wobei eine der Walzen oder auch beide Walzen angetrieben sein können und so das Fasermaterial aktiv in Förderrichtung fördern bzw. schieben.The conveyor 20 has a pair of rolls 21 on, which consists of two rollers 22a and 22b consists. The rollers 22a and 22b of the rolling pair 21 are arranged so that the flat fiber material between the two rollers 22a and 22b can be passed. The two rollers 22a and 22b rotate in the opposite direction to each opposite roller, wherein one of the rollers or both rollers can be driven and thus actively promote or push the fiber material in the conveying direction.

Im Ausführungsbeispiel der 1 ist dabei die untere Walze 22b des Walzkörperpaares 21 hinsichtlich seiner Länge kürzer als die obere Walze 22a, um so auch Profile mit einem schmalen Steg herstellen zu können. Denkbar ist aber auch, dass die obere Walze 22a ebenfalls hinsichtlich ihrer axialen Ausdehnung verkürzt ist, um beispielsweise Z-Profile mit schmalem Steg herstellen zu können.In the embodiment of 1 is the bottom roller 22b of the rolling element pair 21 shorter in length than the upper roller 22a so as to be able to produce profiles with a narrow web. It is also conceivable that the upper roller 22a is also shortened in terms of their axial extent, for example, to be able to produce Z-profiles with a narrow web.

Die Anlage 10 weist des Weiteren die erfindungsgemäße Umformeinrichtung auf, die zwei Umformelemente 31 und 32 aufweist, die jeweils zum Abwinkeln eines Gurtabschnitts von einem Stegabschnitt des Fasermaterials längs zur Förderrichtung unter Bildung eines vorgegebenen Winkels zwischen dem jeweiligen Gurtabschnitt und dem Stegabschnitt ausgebildet sind. Die Umformelemente 31 und 32 der Umformeinrichtung 30 sind im Ausführungsbeispiel der 1 in Form von Walzkörperpaaren ausgebildet, sodass jedes Umformelement 31 zwei Walzen bzw. Walzkörper aufweist, zwischen denen das Fasermaterial, genauer gesagt der jeweilige Gurtabschnitt des Fasermaterials, hindurchgeführt wird. Wie im Ausführungsbeispiel der 1 in der aktuellen Konfiguration ersichtlich, wird zwischen der Lauffläche der Walzen der Umformelemente 31 und 32 in Bezug auf die Lauffläche der Walzen der Fördereinrichtung 20 ein Winkel gebildet, der zu dem jeweiligen Winkel zwischen Stegabschnitt und Gurtabschnitt führt.The attachment 10 further comprises the forming device according to the invention, the two forming elements 31 and 32 each formed to bend a Gurtabschnitts of a web portion of the fiber material along the conveying direction to form a predetermined angle between the respective belt portion and the web portion. The forming elements 31 and 32 the forming device 30 are in the embodiment of 1 formed in the form of pairs of rolling elements, so that each forming element 31 has two rolls or rolling elements, between which the fiber material, more specifically the respective belt portion of the fiber material is passed. As in the embodiment of 1 seen in the current configuration, is between the tread of the rollers of the forming elements 31 and 32 with respect to the running surface of the rollers of the conveyor 20 formed an angle which leads to the respective angle between web portion and belt portion.

Die Umformelemente 31 und 32 sind dabei an einem Führungssystem 33 angeordnet, das zwei kreisförmig gebogene Führungsabschnitte 34 und 35 aufweist. An dem ersten gebogenen Führungsabschnitt 34 ist dabei das erste Umformelement 31 angeordnet, während an dem zweiten kreisförmig gebogenen Führungsabschnitt 35 das zweite Umformelement 32 angeordnet ist. Die Umformelemente 31 und 32 sind dabei an ihren jeweiligen kreisförmig gebogenen Führungsabschnitten 34 und 35 bewegbar gelagert, sodass bei einer Bewegung entlang des jeweils kreisförmig gebogenen Führungsabschnittes 34, 35 das jeweilige Umformelement 31, 32 eine konzentrische Bewegung ausführt, deren Dreh- bzw. Mittelpunkt im Inneren des durch die beiden Führungsabschnitte 34 und 35 gebildeten Kreises liegt.The forming elements 31 and 32 are on a management system 33 arranged, the two circular curved guide sections 34 and 35 having. At the first curved guide section 34 is the first forming element 31 arranged, while at the second circular curved guide section 35 the second forming element 32 is arranged. The forming elements 31 and 32 are doing at their respective circular curved guide sections 34 and 35 movably mounted, so that during a movement along the respective circular curved guide section 34 . 35 the respective forming element 31 . 32 performs a concentric movement whose center of rotation or center in the through the two guide sections 34 and 35 formed circle lies.

Durch die konzentrische Bewegung der Umformelemente 31, 32 kann der Winkel zwischen dem Gurtabschnitt und dem Stegabschnitt variiert werden, da hierdurch der Winkel zwischen den Laufflächen der Walzen der Fördereinrichtung 20 und den Laufflächen der Walzen des jeweiligen Umformelementes 31, 32 veränderbar wird.Due to the concentric movement of the forming elements 31 . 32 The angle between the belt portion and the web portion can be varied, as a result, the angle between the running surfaces of the rollers of the conveyor 20 and the running surfaces of the rollers of the respective forming element 31 . 32 becomes changeable.

Die kreisförmig gebogenen Führungsabschnitte 34, 35 sind dabei an einem Führungsrahmen 36 angeordnet, sodass die kreisförmig gebogenen Führungsabschnitte translatorisch bewegt werden können. Die translatorische Bewegungsrichtung der gebogenen Führungsabschnitte 34, 35 an dem Führungsrahmen 36 ist dabei parallel zu der Lauffläche der Fördereinrichtung 20, was im Ausführungsbeispiel der 1 dazu führt, dass die translatorische Bewegungsrichtung in der Ebene des Stegabschnittes liegt. Es ist daher grundsätzlich vorteilhaft, wenn die Anlage 10 so ausgebildet ist, dass die kreisförmig gebogenen Führungsabschnitte 34, 35 so an dem Führungsrahmen translatorisch bewegbar angeordnet sind, dass die Bewegungsrichtung der translatorischen Bewegung der kreisförmig gebogenen Führungsabschnitte in der Ebene des Stegabschnittes liegt, wodurch die Breite des Stegabschnittes veränderbar ist (siehe 3).The circular curved guide sections 34 . 35 are doing on a guide frame 36 arranged so that the circular curved guide portions can be moved in translation. The translational movement direction of the curved guide sections 34 . 35 on the guide frame 36 is parallel to the running surface of the conveyor 20 what in the embodiment of the 1 causes the translational movement direction lies in the plane of the web section. It is therefore fundamentally advantageous if the plant 10 is formed so that the circular curved guide sections 34 . 35 are arranged to be translationally movable on the guide frame, that the direction of movement of the translational movement of the circularly curved guide portions lies in the plane of the web portion, whereby the width of the web portion is changeable (see 3 ).

Im Ausführungsbeispiel der 1 sind die Umformelemente 31, 32 an ihrem jeweiligen kreisförmig gebogenen Führungsabschnitt 34, 35 jeweils über eine Schnellspanneinrichtung fixierbar an dem jeweiligen kreisförmig gebogenen Führungsabschnitt 34, 35 angeordnet. Durch Lösen der Schnellspanneinrichtung 37 lässt sich das jeweilige Umformelement 31, 32 an dem jeweiligen kreisförmig gebogenen Führungsabschnitt 34, 35 konzentrisch bewegen und in der gewünschten Position wieder fixieren.In the embodiment of 1 are the forming elements 31 . 32 at their respective circular curved guide section 34 . 35 each via a quick-release device fixed to the respective circular curved guide section 34 . 35 arranged. By loosening the quick release device 37 can be the respective forming element 31 . 32 at the respective circular curved guide section 34 . 35 move concentrically and fix in the desired position again.

Hierdurch wird es möglich, ohne konstruktive Änderungen der Gesamtanlage die Winkel zwischen Stegabschnitt und Gurtabschnitt einzustellen, wodurch die Rüstzeit deutlich verkürzt wird und der Bauteildurchsatz erhöht werden kann. Hierdurch wird im Endeffekt die Gesamtanlage profitabler.This makes it possible to adjust without any structural changes in the overall system, the angle between web portion and belt portion, whereby the setup time is significantly reduced and the component throughput can be increased. This will ultimately make the overall system more profitable.

Es ist allerdings auch denkbar, dass die Umformelemente 31, 32 an ihrem jeweiligen gebogenen Führungsabschnitt 34, 35 mittels eines Stellmotors (Aktuator) konzentrisch bewegbar angeordnet sind, wobei mit Hilfe einer Steuereinheit (nicht dargestellt) die Stellmotoren derart angesteuert werden, dass das jeweilige Umformelement 31, 32 eine konzentrische Bewegung ausführt. Somit kann der gewünschte Winkel zwischen Gurtabschnitt und Stegabschnitt automatisch durch die Anlage eingestellt werden.However, it is also conceivable that the forming elements 31 . 32 at its respective curved guide portion 34 . 35 by means of a servomotor (actuator) are arranged concentrically movable, wherein by means of a control unit (not shown), the servo motors are controlled such that the respective forming element 31 . 32 performs a concentric motion. Thus, the desired angle between belt section and web section can be adjusted automatically by the system.

Ein weiterer Vorteil der automatisierten Ausführung besteht darin, dass der Winkel auch während des Umformprozesses verändert werden kann, sodass sich Faserpreforms mit Profilen herstellen lassen, die einen über die Gesamtlänge hinweg sich verändernden Winkel zwischen Gurtabschnitt und Stegabschnitt aufweisen.Another advantage of the automated design is that the angle can also be changed during the forming process, so that Faserpreforms can be produced with profiles that have an over the entire length changing angle between belt portion and web portion.

Des Weiteren ist es denkbar, dass die kreisförmig gebogenen Führungsabschnitte 34, 35 ebenfalls über Stellmotoren an dem Führungsrahmen 36 angeordnet sind, sodass sich ebenfalls automatisiert durch die Steuereinheit die Breite des Stegabschnittes durch die translatorische Bewegung der kreisförmig gebogenen Führungsabschnitte 34, 35 einstellen lässt. Auch hier ist es wiederum denkbar, dass die Steuereinheit während des kontinuierlichen Förderns des Fasermaterials und während des kontinuierlichen Umformens des Fasermaterials eine translatorische Bewegung der kreisförmig gebogenen Führungsabschnitte 34, 35 ausführt, sodass eine über die gesamte Länge der Faserpreform hinweg veränderliche Stegbreite entsteht.Furthermore, it is conceivable that the circular curved guide sections 34 . 35 also via actuators on the guide frame 36 are arranged so that also automated by the control unit, the width of the web portion by the translational movement of the circular curved guide sections 34 . 35 can be set. Again, it is conceivable that the control unit during the continuous conveying of the fiber material and during the continuous forming of the fiber material, a translational movement of the circular curved guide sections 34 . 35 performs so that over the entire length of Faserpreform time varying web width arises.

2 zeigt in einer Draufsicht die Anlage 10 in einer Konfiguration für die Fertigung von C-Profilen mit einem schmalen Stegabschnitt. Die beiden Umformelemente 31, 32 wurden entlang ihres jeweils kreisförmig gebogenen Führungsabschnitts 34, 35 konzentrisch so bewegt, dass die Laufflächen der Walzen der jeweiligen Umformelemente 31, 32 innerhalb von Toleranzen parallel liegen und darüber hinaus gegenüber den Laufflächen der Walzen der Fördereinrichtung 20 einen rechten Winkel definieren. Hierdurch lassen sich C-Profile aus flächigem Fasermaterial herstellen, bei dem der Winkel zwischen Gurtabschnitt und Stegabschnitt im Wesentlichen 90 Grad aufweist. 2 shows in a plan view of the plant 10 in a configuration for the production of C-profiles with a narrow web section. The two forming elements 31 . 32 were along their respective circular curved guide section 34 . 35 Concentric moves so that the running surfaces of the rollers of the respective forming elements 31 . 32 lie within tolerances in parallel and beyond the running surfaces of the rollers of the conveyor 20 define a right angle. As a result, C-profiles can be made of flat fiber material, wherein the angle between the belt portion and web portion has substantially 90 degrees.

Die herzustellende Faserpreform 40 in 2 weist dabei einen ersten Gurtabschnitt 41 auf, der durch das erste Umformelement 31 gebildet wird, während der zweite Gurtabschnitt 42 durch das zweite Umformelement 32 gebildet wird. Zwischen dem ersten Gurtabschnitt 41 und dem zweiten Gurtabschnitt 42 befindet sich dabei der Stegabschnitt 43, der im Ausführungsbeispiel der 2 schmal ist.The fiber preform to be produced 40 in 2 has a first belt section 41 on, passing through the first forming element 31 is formed while the second belt portion 42 through the second forming element 32 is formed. Between the first strap section 41 and the second strap portion 42 is the web section 43 in the embodiment of the 2 narrow.

Mit Blick auf 3 wird eine Konfiguration erkennbar, bei der die kreisförmig gebogenen Führungsabschnitte 34, 35 translatorisch so bewegt wurden, dass sie voneinander wegbewegt wurden, wodurch die Breite des Stegabschnitten 43 vergrößert wurde. Mit einer derartigen Konfiguration, wie in 3 erkennbar, lassen sich C-Profile herstellen, die im Verhältnis zu ihren Gurtabschnitten 41, 42 einen breiten Stegabschnitt 43 aufweisen. With a view to 3 a configuration becomes apparent in which the circularly bent guide sections 34 . 35 were translationally moved so that they were moved away from each other, reducing the width of the web sections 43 was enlarged. With such a configuration as in 3 Recognizable, C-profiles can be produced in relation to their belt sections 41 . 42 a wide bridge section 43 exhibit.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Konfiguration, mit der sich L-Profile herstellen lassen. Bei einem L-Profil wird dabei ein Gurtabschnitt gegenüber dem Stegabschnitt unter einem Winkel größer 0 abgewinkelt, während der andere, gegenüberliegende Gurtabschnitt unter einem Winkel 0 Grad abgewinkelt wird, sodass Stegabschnitt und Gurtabschnitt parallel sind. Im Ausführungsbeispiel der 4 ist dabei der erste Gurtabschnitt 41 quasi eine Verlängerung des Stegabschnittes 43, da zwischen Gurtabschnitt 41 und Stegabschnitt 43 0 Grad Winkel existieren. Hierfür wurde das erste Umformelement 31 konzentrisch so bewegt, dass die Laufflächen der Walzen des ersten Umformelementes 31 parallel zu den Walzen der Fördereinrichtung 20 liegen. Das zweite Umformelement 32 hingegen winkelt den zweiten Gurtabschnitt 42 unter einem Winkel von 90 Grad gegenüber dem Stegabschnitt 43 ab, sodass eine klassische L-Profilform entsteht. 4 shows an embodiment of a configuration with which L-profiles can be produced. In the case of an L-profile, a belt section is bent relative to the web section at an angle greater than 0, while the other, opposite belt section is angled at an angle of 0 degrees, so that web section and belt section are parallel. In the embodiment of 4 is the first belt section 41 almost an extension of the bridge section 43 , as between belt section 41 and bridge section 43 0 degree angles exist. This was the first forming element 31 Concentric moves so that the running surfaces of the rollers of the first forming element 31 parallel to the rollers of the conveyor 20 lie. The second forming element 32 on the other hand, the second belt section angles 42 at an angle of 90 degrees to the web section 43 so that a classic L-profile shape is created.

5 zeigt schließlich eine Konfiguration eines Z-Profils, bei dem zwischen dem ersten Gurtabschnitt 41 und dem Stegabschnitt 43 ein Winkel von 270 Grad eingestellt wurde, während zwischen dem zweiten Gurtabschnitt 42 und dem Stegabschnitt 43 ein Winkel von 90 Grad angelegt wird. 5 finally shows a configuration of a Z-profile, in which between the first belt portion 41 and the bridge section 43 an angle of 270 degrees was set while between the second belt section 42 and the bridge section 43 an angle of 90 degrees is applied.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Anlageinvestment
2020
FördereinrichtungConveyor
2121
Walzpaarroller pair
22a, 22b22a, 22b
Walzen der FördereinrichtungRolling the conveyor
3030
Umformeinrichtungreshaping
3131
erstes Umformelementfirst forming element
3232
zweites Umformelementsecond forming element
3333
Führungssystemguidance system
3434
erster kreisförmig gebogener Führungsabschnittfirst circular curved guide section
3535
zweiter kreisförmig gebogener Führungsabschnittsecond circular curved guide section
3636
Führungsrahmenguide frame
3737
SchnellspanneinrichtungQuick clamping device
4040
Faserpreformfiber preform
4141
erster Gurtabschnittfirst strap section
4242
zweiter Gurtabschnittsecond belt section
4343
Stegabschnittweb section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012101706 A1 [0007, 0010, 0032]DE 102012101706 A1 [0007, 0010, 0032]
  • DE 102008032574 A1 [0008]DE 102008032574 A1 [0008]

Claims (13)

Anlage (10) zur Herstellung einer Faserpreform (40) aus einem flächigen Fasermaterial eines Faserverbundwerkstoffes, wobei aus der Faserpreform (40) durch Aushärten eines in das Fasermaterial der Faserpreform (40) infundierten Matrixmaterials ein Faserverbundbauteil herstellbar ist, wobei die Anlage (10) eine Fördereinrichtung (20) aufweist, die zum kontinuierlichen Fördern des Fasermaterials in eine Förderrichtung ausgebildet ist, und wobei die Anlage (10) eine Umformeinrichtung (30) hat, die während des kontinuierlichen Förderns des Fasermaterials mittels mindestens eines Umformelementes (31, 32), an dem das Fasermaterial kontaktbehaftet entlanggeführt wird, zum Abwinkeln eines Gurtabschnittes (41, 42) von einem Stegabschnitt (43) des Fasermaterials längs zur Förderrichtung unter Bildung eines vorgegebenen Winkels zwischen Gurtabschnitt (41, 42) und Stegabschnitt (43) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformelement (31, 32) konzentrisch um das Fasermaterial derart bewegbar gelagert ist, dass durch eine konzentrische Bewegung des mindestens einen Umformelementes (31, 32) der Winkel zwischen dem Gurtabschnitt (41, 42) und dem Stegabschnitt (43) einstellbar ist.Plant (10) for producing a Faserpreform (40) from a flat fiber material of a fiber composite material, wherein from the Faserpreform (40) by curing a in the fiber material of the Faserpreform (40) infused matrix material, a fiber composite component can be produced, wherein the system (10) a Conveying device (20) which is designed for the continuous conveying of the fiber material in a conveying direction, and wherein the system (10) has a forming device (30), during the continuous conveying of the fiber material by means of at least one forming element (31, 32), to the fiber material is guided along contact, for bending a belt portion (41, 42) of a web portion (43) of the fiber material along the conveying direction to form a predetermined angle between belt portion (41, 42) and web portion (43), characterized that the at least one deformation element (31, 32) concentrically around d as fiber material is mounted so movable that by a concentric movement of the at least one forming element (31, 32) of the angle between the belt portion (41, 42) and the web portion (43) is adjustable. Anlage (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinrichtung (30) ein Führungssystem (33) hat, das mindestens einen kreisförmig gebogenen Führungsabschnitt aufweist, der teilweise umlaufend um den Gurtabschnitt (41, 42) des Fasermaterials angeordnet und an dem das mindestens eine Umformelement (31, 32) derart bewegbar gelagert ist, dass durch eine Bewegung des mindestens einen Umformelementes (31, 32) entlang des gebogenen Führungsabschnittes des Führungssystems (33) die konzentrische Bewegung des mindestens einen Umformelementes (31, 32) bewirkt wird, um den Winkel zwischen dem Gurtabschnitt (41, 42) und dem Stegabschnitt (43) einzustellen.Appendix (10) to Claim 1 , characterized in that the shaping device (30) has a guide system (33) which has at least one circularly curved guide section, which is arranged partially circumferentially around the belt section (41, 42) of the fiber material and on which the at least one deformation element (31, 32 ) is movably mounted such that by a movement of the at least one forming element (31, 32) along the curved guide portion of the guide system (33), the concentric movement of the at least one forming element (31, 32) is effected to the angle between the belt portion ( 41, 42) and the web section (43). Anlage (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinrichtung (30) neben dem mindestens einen ersten Umformelement (31) zum Abwinkeln des ersten Gurtabschnittes (41) mindestens ein zweites Umformelement (32) hat, an dem das Fasermaterial kontaktbehaftet entlanggeführt wird und das zum Abwinkeln eines zweiten Gurtabschnittes (42), der dem ersten Gurtabschnitt (41) gegenüberliegt und zwischen denen der Stegabschnitt (43) vorgesehen ist, von dem Stegabschnitt (43) des Fasermaterials längs zur Förderrichtung unter Bildung eines vorgegebenen Winkels zwischen dem zweiten Gurtabschnitt (42) und dem Stegabschnitt (43) ausgebildet ist, wobei das mindestens zweite Umformelement (32) konzentrisch um das Fasermaterial derart bewegbar gelagert ist, dass durch eine konzentrische Bewegung des mindestens einen zweiten Umformelementes (32) der Winkel zwischen dem zweiten Gurtabschnitt (42) und dem Stegabschnitt (43) einstellbar ist.Appendix (10) to Claim 1 or 2 , characterized in that the forming device (30) in addition to the at least one first forming element (31) for bending the first belt portion (41) at least a second forming element (32) along which the fiber material is guided along contact and the bending of a second belt portion (42), which is opposite to the first belt portion (41) and between which the web portion (43) is provided, from the web portion (43) of the fiber material along the conveying direction to form a predetermined angle between the second belt portion (42) and the web portion (42). 43), wherein the at least second deformation element (32) is mounted so as to be movable concentrically around the fiber material such that the angle between the second belt section (42) and the web section (43) is determined by concentric movement of the at least one second deformation element (32). is adjustable. Anlage (10) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungssystem (33) neben dem ersten kreisförmig gebogenen Führungsabschnitt mindestens einen zweiten kreisförmig gebogenen Führungsabschnitt aufweist, der teilweise umlaufend um den zweiten Gurtabschnitt (42) des Fasermaterials angeordnet und an dem das mindestens eine zweite Umformelement (32) derart bewegbar gelagert ist, dass durch eine Bewegung des mindestens einen zweiten Umformelementes (32) entlang des zweiten gebogenen Führungsabschnittes des Führungssystems (33) die konzentrische Bewegung des mindestens einen zweiten Umformelementes (32) bewirkt wird, um den Winkel zwischen dem zweiten Gurtabschnitt (42) und dem Stegabschnitt (43) einzustellen.Appendix (10) to Claim 2 and 3 , characterized in that the guide system (33) next to the first circular curved guide portion has at least a second circular curved guide portion which partially circumferentially about the second belt portion (42) of the fiber material arranged and on which the at least one second forming element (32) movable is mounted, that by a movement of the at least one second deformation element (32) along the second curved guide portion of the guide system (33) the concentric movement of the at least one second deformation element (32) is effected to the angle between the second belt portion (42) and to adjust the web section (43). Anlage (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungssystem (33) einen Führungsrahmen (36) aufweist, an dem der erste und/oder der zweite kreisförmig gebogene Führungsabschnitt relativ zu dem Fasermaterial derart bewegbar gelagert sind, dass durch eine Relativbewegung des ersten und zweiten Führungsabschnittes die Breite des Stegabschnittes (43) einstellbar ist.Appendix (10) to Claim 4 , characterized in that the guide system (33) has a guide frame (36) on which the first and / or the second circularly curved guide section are mounted so movable relative to the fiber material, that by a relative movement of the first and second guide section, the width of Stegabschnittes (43) is adjustable. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Umformelemente (31, 32) konzentrisch um einen fixen Drehpunkt bewegbar um das Fasermaterial gelagert ist.Plant (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the forming elements (31, 32) is mounted concentrically around a fixed pivot point about the fiber material. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Umformelemente (31, 32) konzentrisch derart bewegbar um das Fasermaterial gelagert ist, dass der Drehpunkt des jeweiligen Umformelementes (31, 32) innerhalb des Fasermaterials liegt.Plant (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the forming elements (31, 32) is mounted concentrically movable about the fiber material, that the fulcrum of the respective forming element (31, 32) lies within the fiber material. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Umformelemente (31, 32) ein Walzenpaar ist, das zwei jeweils gegensinnig zueinander rotierende Walzen hat, zwischen denen das Fasermaterial hindurchführbar ist.Plant (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the forming elements (31, 32) is a pair of rollers, each having two oppositely rotating rollers, between which the fiber material can be passed. Anlage (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (10) eine Verschereinrichtung hat, die zum Verscheren der Fasern des Fasermaterials zur Bildung einer Krümmung in der herzustellenden Faserpreform (40) ausgebildet ist.Plant (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the system (10) has a displacement device which is designed to displace the fibers of the fiber material to form a curvature in the fiber preform (40) to be produced. Verfahren zur Herstellung einer Faserpreform (40) aus einem flächigen Fasermaterials eines Faserverbundwerkstoffes, wobei aus der Faserpreform (40) durch Aushärten eines in das Fasermaterial der Faserpreform (40) infundierten Matrixmaterials ein Faserverbundbauteil herstellbar ist, wobei das Fasermaterial kontinuierlich durch eine Anlage (10) mittels einer Fördereinrichtung (20) gefördert wird, mit den Schritten: - Abwinkeln eines Gurtabschnittes (41, 42) von einem Stegabschnitt (43) des Fasermaterials längs zu Förderrichtung unter Bildung eines vorgegebenen Winkels zwischen dem Gurtabschnitt (41, 42) und dem Stegabschnitt (43) mittels eines Umformelementes (31, 32) einer Umformeinrichtung (30) der Anlage (10), gekennzeichnet durch - konzentrisches Bewegen des Umformelementes (31, 32) um das Fasermaterial derart, dass der Winkel zwischen dem Gurtabschnitt (41, 42) und dem Stegabschnitt (43) eingestellt wird.Process for producing a fiber preform (40) from a flat fiber material of a Fiber composite material, wherein from the Faserpreform (40) by curing a in the fiber material of the Faserpreform (40) infused matrix material, a fiber composite component can be produced, wherein the fiber material is continuously conveyed through a system (10) by means of a conveyor (20), comprising the steps: Bending a belt section (41, 42) from a web section (43) of the fiber material along the conveying direction to form a predetermined angle between the belt section (41, 42) and the web section (43) by means of a forming element (31, 32) of a forming device ( 30) of the system (10), characterized by - concentric movement of the forming element (31, 32) to the fiber material such that the angle between the belt portion (41, 42) and the web portion (43) is adjusted. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Abwinkeln eines zweiten Gurtabschnittes (42), der dem ersten Gurtabschnitt (41) gegenüberliegt und zwischen denen der Stegabschnitt (43) vorgesehen ist, von dem Stegabschnitt (43) des Fasermaterials längs zur Förderrichtung unter Bildung eines vorgegebenen Winkels zwischen dem zweiten Gurtabschnitt (42) und dem Stegabschnitt (43) mittels eines zweiten Umformelementes (32) der Umformeinrichtung (30), wobei auch das zweite Umformelement (32) konzentrisch um das Fasermaterial derart bewegt wird, dass der Winkel zwischen dem zweiten Gurtabschnitt (42) und dem Stegabschnitt (43) eingestellt wird.Method according to Claim 10 characterized by deflecting a second belt portion (42) opposite to the first belt portion (41) and between which the web portion (43) is provided, from the web portion (43) of the fiber material along the conveying direction to form a predetermined angle between the second belt portion (42) and the web portion (43) by means of a second forming element (32) of the forming device (30), wherein the second forming element (32) is moved concentrically around the fiber material such that the angle between the second belt portion (42) and the Web section (43) is set. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Umformelement (32) relativ zu dem jeweils anderen ohne Berücksichtigung einer konzentrischen Bewegung bewegt wird, sodass durch die Relativbewegung der Umformelemente (31, 32) zueinander die Breite des Stegabschnittes (43) eingestellt wird.Method according to Claim 11 , characterized in that the first and / or the second forming element (32) is moved relative to the other without taking into account a concentric movement, so that by the relative movement of the forming elements (31, 32) to each other, the width of the web portion (43) is adjusted , Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anlage (10) zur Herstellung der Faserpreform (40) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 bereitgestellt wird.Method according to one of Claims 10 to 12 , characterized in that a plant (10) for producing the Faserpreform (40) according to one of Claims 1 to 9 provided.
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