DE102016208927A1

DE102016208927A1 - Deflection device for fibers on a winding core

Info

Publication number: DE102016208927A1
Application number: DE102016208927.7A
Authority: DE
Inventors: Martin Lepper; Andreas Ulbricht; Stefan Hoschützky; Glenn Weber; Richard Vocke
Original assignee: Leichtbau Zentrum Sachsen GmbH
Current assignee: Leichtbau Zentrum Sachsen GmbH
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2017-11-30
Also published as: DE112017001975B4; WO2017202854A1; DE112017001975A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Umlenkvorrichtung für Fasern auf einem Wickelkern. Die Umlenkvorrichtung (1, 1‘) umfasst einen Träger (2) mit voneinander beabstandeten Stiften (3), wobei die Stifte (3) integral an den Träger (2) angeformt sind. Der Träger (2) weist an seiner zum Wickelkern weisenden Oberfläche (22) in radialer Richtung federnde Elemente (4, 4‘) auf.The invention relates to a deflection device for fibers on a winding core. The deflection device (1, 1 ') comprises a carrier (2) with spaced-apart pins (3), wherein the pins (3) are integrally formed on the carrier (2). The carrier (2) has resilient elements (4, 4 ') in the radial direction on its surface (22) facing the winding core.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umlenken von Fasern auf einem Wickelkern, die voneinander beabstandete Stifte auf einem Träger aufweist, wobei die Stifte integral an den Träger angeformt sind, sowie die Verwendung der Umlenkvorrichtung.The invention relates to a device for deflecting fibers on a winding core having spaced-apart pins on a support, wherein the pins are integrally formed on the support, and the use of the deflection device.

Zur Fertigung von Halbzeugen und Bauteilen aus faserverstärktem Kunststoff kommt unter anderem das Faserwickeln zum Einsatz, wobei unter Faserwickeln das kontinuierliche Ablegen von Fasern bzw. Rovings in definierter Weise auf einem Wickelkern zu verstehen ist. Üblicherweise wird das Faserwickeln auf einem rotierenden Wickelkern durch relativ zum Kern bewegliche Fadenableger durchgeführt. Dabei ist die Faserorientierung im Laminat, die durch den Wickelwinkel bestimmt ist, ein entscheidender Einflussparameter für die mechanischen Eigenschaften des Halbzeugs bzw. Bauteils. Der Wickel- oder Ablagewinkel wird bei rotationssymmetrischen Wickelkernen als Winkel zwischen der Ablagespur der Fasern und der Längsachse des Wickelkerns definiert. For the manufacture of semi-finished products and components made of fiber-reinforced plastic, inter alia, the fiber winding is used, which is to be understood by fiber wrapping the continuous deposition of fibers or rovings in a defined manner on a winding core. Usually, the fiber winding is performed on a rotating winding core by relatively movable to the core filament. The fiber orientation in the laminate, which is determined by the winding angle, is a decisive influencing parameter for the mechanical properties of the semifinished product or component. The winding or storage angle is defined in rotationally symmetric winding cores as an angle between the storage track of the fibers and the longitudinal axis of the winding core.

Insbesondere an den Wickelenden, in den Wendebereichen des Faserlaufs, besteht die Gefahr des Verrutschens der Fasern. Bei mittleren Wickelwinkeln zwischen etwa 30° und 70° ist es zur Vermeidung des Verrutschens üblich, eine zusätzliche Rotation des Wickelkerns beim Wenden einzuführen, was allerdings zu einem erhöhten Materialverbrauch und einer verlängerten Fertigungszeit führt. Die Anwendung dieses Verfahrens ist im Allgemeinen nur bei Wickelwinkeln größer als 30° ohne weiteres möglich. In particular, at the winding ends, in the turning areas of the fiber run, there is a risk of slipping of the fibers. At medium winding angles between about 30 ° and 70 °, it is common practice to prevent additional slippage of the winding core during turning, which, however, leads to increased material consumption and a prolonged production time. The application of this method is generally possible only at winding angles greater than 30 ° readily.

Lastfälle, in denen faserverstärkte Verbundbauteile mit einem Wickelwinkel und damit einer Faserorientierung zwischen 0° und 30° eingesetzt werden, betreffen beispielsweise die Übertragung von Axialkräften oder von Querkräften bei Biegebelastung sowie die Realisierung einer hohen Knickstabilität und einer ausreichend hohen Biegeeigenfrequenz. Des Weiteren ist eine axiale Faserverstärkung des Zahnquerschnitts bei Profilwellen nur mit einer Faserorientierung von 0° möglich.Load cases in which fiber-reinforced composite components are used with a winding angle and thus a fiber orientation between 0 ° and 30 ° concern, for example, the transmission of axial forces or shear forces under bending load and the realization of a high buckling stability and a sufficiently high natural bending frequency. Furthermore, an axial fiber reinforcement of the tooth cross section in the case of profile shafts is possible only with a fiber orientation of 0 °.

Um insbesondere bei kleinen Wickelwinkeln ein Verrutschen des Rovings zu verhindern, bzw. um die Wendezone zu verkleinern, sind verschiedene Wickelwendehilfen aus dem Stand der Technik bekannt. In der Praxis wird z. B. ein Lochblechband benutzt, in das Drahtstifte eingesetzt werden. Das Lochblechband muss dabei vor dem Einsatz auf den Umfang des Wickelkerns passend zugeschnitten und auf dem Wickelkern rutschsicher befestigt werden, z. B. durch Umwickeln mit Klebeband, Draht, Verstärkungsfasern oder sonstigen Spannmitteln. In order to prevent slippage of the roving, in particular in the case of small winding angles, or to reduce the turning zone, various winding-turning aids are known from the prior art. In practice, for. B. a perforated metal strip used in the wire pins. The perforated metal strip must be tailored to fit the circumference of the hub before use and secured non-slip on the hub, z. B. by wrapping with tape, wire, reinforcing fibers or other clamping devices.

Nachteile dieser Lösung sind, dass die Präparierung des Lochblechbands mit den Drahtstiften zeitintensiv ist, und dass eine stabile, rutschsichere Befestigung auf dem Wickelkern schwierig zu erzielen ist. Disadvantages of this solution are that the preparation of the perforated metal strip with the wire pins is time-consuming, and that a stable, non-slip attachment to the winding core is difficult to achieve.

Eine weitere Lösung für eine Wickelwendehilfe ist in der US 5 468 329 A beschrieben. Hierbei handelt es sich um eine mittels des Spritzgussverfahrens integral gefertigte, bandförmige Wickelhilfe mit zwei parallelen Stiftreihen aus biegbarem, thermoplastischem Kunststoff. Das Band wird, ähnlich wie das Lochblechband, zum Umfang des Wickelkerns passend zugeschnitten und durch Umwickeln mit z. B. Klebeband, Draht, Verstärkungsfasern oder sonstigen Spannmitteln auf dem Wickelkern befestigt. Diese Lösung weist ebenfalls den Nachteil auf, dass eine rutschsichere Befestigung auf dem Wickelkern aufwändig zu bewerkstelligen ist.Another solution for a winding turning aid is in the US 5,468,329 A described. This is a band-shaped winding aid integrally manufactured by means of the injection molding process with two parallel rows of pins made of bendable thermoplastic material. The tape is, similar to the perforated metal strip, tailored to the circumference of the winding core and by wrapping with z. As adhesive tape, wire, reinforcing fibers or other clamping devices mounted on the winding core. This solution also has the disadvantage that a non-slip attachment to the winding core is complicated to accomplish.

Die DE 42 12 135 A1 beschreibt einen Wickeldorn, auf dessen Enden Stifte angebracht sind, oder an dessen Enden eine Wendescheibe angebracht ist, wobei zwischen der Wendescheibe und einer Klemmscheibe eine Teflonschnur gespannt ist, in die Stifte eingesetzt sind. Beiden gezeigten Lösungen ist gemein, dass die Stifte händisch in den Dorn oder in die Teflonschnur eingesetzt werden müssen. Des Weiteren kann die beschriebene Lösung nachteilig nur an den Enden eines Wickeldorns befestigt werden, so dass immer die gesamte Länge des Dorns mit Fasern bewickelt werden muss. The DE 42 12 135 A1 describes a winding mandrel, on the ends of which pins are mounted, or at the ends of a turntable is mounted, wherein between the turntable and a clamping disc a Teflon cord is stretched, are inserted into the pins. Both solutions shown have in common that the pins must be manually inserted into the mandrel or Teflon cord. Furthermore, the described solution can be disadvantageously attached only to the ends of a mandrel, so that always the entire length of the mandrel has to be wound with fibers.

In der DE 10 2004 058331 A1 ist eine Wickelwendehilfe offenbart, bei der an einer Trageeinrichtung aus Metall oder faserverstärktem Kunststoff eine Vielzahl von Metallstiften angebracht ist. Die Trageeinrichtung ist bevorzugt als Endlosware hergestellt und muss durch Zuschneiden und Umbiegen an den Radius des Wickelkerns angepasst werden. Zusätzlich zu den bekannten Lösungen zur Befestigung der Wickelwendehilfe auf dem Wickelkern mittels Klebeband oder Fasern wird vorgeschlagen, die beiden Enden der Wickelwendehilfe durch eine einfache Schraubverbindung zu schließen, oder über eine Verbindung analog zu einer Schlauchschelle auf den Wickelkern zu spannen. Die Verbindungsstelle stellt dabei nachteilig eine erhebliche Störung für den Wickelvorgang dar. Des Weiteren ist durch die Art der Gestaltung dieser Verbindungsstelle sowie des fest vorgegebenen Abstands der Stifte zueinander, keine gleichmäßige Verteilung der Stifte über den gesamten Umfang der Wendehilfe realisierbar. In the DE 10 2004 058331 A1 discloses a winding turning aid, in which a plurality of metal pins is attached to a supporting device made of metal or fiber-reinforced plastic. The carrying device is preferably manufactured as an endless product and must be adapted by cutting and bending to the radius of the winding core. In addition to the known solutions for fastening the winding turning aid on the winding core by means of adhesive tape or fibers, it is proposed to close the two ends of the winding turning aid by a simple screw connection, or to tension it via a connection analogous to a hose clamp on the winding core. The connection point is disadvantageous a significant disturbance for the winding process. Furthermore, by the nature of the design of this joint and the fixed predetermined distance of the pins to each other, no uniform distribution of the pins over the entire circumference of the turning aid realized.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Wickelverfahren dadurch zu vereinfachen, dass eine kostengünstig und einfach herzustellende Umlenkvorrichtung für Fasern geschaffen wird, die die genannten Nachteile des Stands der Technik überwindet, indem die Umlenkvorrichtung betriebssicher und störungsfrei sowie auf besonders vorteilhafte und gut handhabbare Weise auf dem Wickelkern angebracht werden kann.The object of the present invention is therefore to simplify winding processes by providing a cost-effective and easy-to-produce deflection device for fibers, which overcomes the aforementioned disadvantages of the prior art by making the deflection device reliable and trouble-free and can be mounted on the winding core in a particularly advantageous and easy to handle manner.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Umlenken von Fasern auf einem Wickelkern, die voneinander beabstandete Stifte auf einem Träger aufweist, wobei die Stifte integral an den Träger angeformt sind, an der zum Wickelkern weisenden Oberfläche des Trägers Elemente aufweist, die in radialer Richtung federnd wirken. In radialer Richtung federnd, bedeutet dabei, dass die Richtung der Auslenkung der federnden Elemente radial ist. This object is achieved in that the device according to the invention for deflecting fibers on a winding core having spaced apart pins on a support, wherein the pins are integrally formed on the support, on the winding core facing surface of the support elements having in radial direction spring effect. In the radial direction resilient means that the direction of the deflection of the resilient elements is radial.

Vorteilhaft wird durch die erfindungsgemäßen Merkmale eine Vorrichtung geschaffen, die ohne zusätzliche, nicht zur Vorrichtung gehörende Befestigungsmittel in axialer sowie in radialer Richtung rutschsicher auf dem Wickelkern angeordnet werden kann. Des Weiteren bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung die Möglichkeit zu einem Toleranzausgleich bezüglich des Durchmessers des Wickelkerns, der sich bspw. durch Schrumpf beim Erstarren thermoplastischer Werkstoffe ändern kann, indem der Durchmesser der Vorrichtung durch die Auslenkung der federnden Elemente veränderlich ist.Advantageously, a device is provided by the features according to the invention, which can be arranged without additional, not belonging to the device fastening means in the axial and radial direction slip-proof on the winding core. Furthermore, the device according to the invention offers the possibility of a tolerance compensation with respect to the diameter of the winding core, which can change, for example, by shrinkage during solidification of thermoplastic materials by the diameter of the device is variable by the deflection of the resilient elements.

In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die voneinander beabstandeten Stifte gleichmäßig über den Umfang des Trägers verteilt. Der Abstand der Stifte auf der äußeren Trägeroberfläche ist damit über den gesamten Trägerumfang gleichbleibend, so dass vorteilhaft eine gleichmäßige Faserwicklung erzielt werden kann.In one embodiment of the device according to the invention, the spaced-apart pins are distributed uniformly over the circumference of the carrier. The distance of the pins on the outer support surface is thus constant over the entire support circumference, so that advantageously a uniform fiber winding can be achieved.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die durch die Ruhelage der federnden Elemente gebildeten inneren Abmessungen der Umlenkvorrichtung Übermaß bezüglich der äußeren Abmessungen des Wickelkerns auf. Bevorzugt ergibt sich zwischen dem Träger der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der in radialer Richtung federnde Elemente aufweist, und dem Wickelkern eine Spiel- oder eine Presspassung, besonders bevorzugt eine Presspassung. Vorteilhaft wird dadurch eine besonders stabile und betriebssichere Anordnung der Vorrichtung auf dem Wickelkern erzielt.In a further embodiment of the device according to the invention, the inner dimensions of the deflection device formed by the rest position of the resilient elements have an excess with respect to the outer dimensions of the winding core. Preferably results between the support of the device according to the invention, which has resilient elements in the radial direction, and the winding core a play or a press fit, particularly preferably a press fit. Advantageously, a particularly stable and reliable arrangement of the device is achieved on the winding core.

Für die in radialer Richtung federnden Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind verschiedene Ausführungsformen möglich. For the resilient elements in the radial direction of the device according to the invention various embodiments are possible.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die in radialer Richtung federnden Elemente eine segmentierte oder umlaufende Federlippe. In a preferred embodiment, the radially resilient elements comprise a segmented or circumferential spring lip.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfassen die in radialer Richtung federnden Elemente einseitig mit dem Träger der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbundene Blattfedern. In a further preferred embodiment, the elements which are resilient in the radial direction comprise leaf springs connected on one side to the support of the device according to the invention.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Träger eine Umfangsunterbrechung auf. Die Umfangsunterbrechung umfasst Elemente, mittels derer eine formschlüssige Verbindung des Trägers beiderseits der Umfangsunterbrechung hergestellt werden kann, so dass der Träger einen lösbar geschlossenen Umfang aufweist. Diese Ausführungsform der Erfindung bietet eine besonders vorteilhafte, einfache und kostengünstige Möglichkeit, die Umlenkvorrichtung auf dem Wickelkern zu platzieren. Des Weiteren ermöglicht es die mit einem lösbaren Verbindungselement ausgestattete Umfangsunterbrechung, dass die Umlenkvorrichtung auch kostengünstig segmentweise aus mehreren kreisbogenförmigen Umlenkvorrichtungssegmenten hergestellt werden kann. Diese Segmente mit lösbarer Umfangsunterbrechung können miteinander verbunden werden, wenn beispielsweise Bauteile mit sehr großem Durchmesser gefertigt werden sollen.In a further embodiment of the device according to the invention, the carrier has a circumferential interruption. The peripheral interruption comprises elements by means of which a positive connection of the carrier can be produced on both sides of the circumferential interruption, so that the carrier has a releasably closed circumference. This embodiment of the invention provides a particularly advantageous, simple and cost-effective way to place the deflection on the winding core. Furthermore, the peripheral interruption equipped with a detachable connecting element makes it possible for the deflecting device to be manufactured in a cost-effective manner in segments from a plurality of arc-shaped deflecting device segments. These segments with detachable circumferential interruption can be connected to each other, for example, if components with a very large diameter to be made.

In einer bevorzugten Ausgestaltung dieser Ausführungsform bleibt die äußere Oberfläche des Trägers bei geschlossener Umfangsunterbrechung ungestört. Ungestört bedeutet dabei, dass die Ausdehnung des Trägers in radialer Richtung durch die Umfangsunterbrechung nicht vergrößert wird. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist es, dass die Umfangsunterbrechung keine Störung für den Wickelvorgang darstellt.In a preferred embodiment of this embodiment, the outer surface of the carrier remains undisturbed with closed circumferential interruption. Undisturbed here means that the expansion of the carrier in the radial direction is not increased by the circumferential interruption. An advantage of this embodiment is that the circumferential interruption does not disturb the winding process.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung dieser Ausführungsform sind die Elemente zur Erzeugung einer formschlüssigen Verbindung mindestens ein lösbarer und wiederverschließbarer Schnapphaken mit passendem Gegenstück. Der Schnapphaken weist besonders bevorzugt eine optimierte Fügegeometrie auf. Bei geschlossenem Schnapphaken wird auf besonders einfache Weise vorteilhaft ein störungsfreier Umfangsverlauf erzielt. In a further preferred embodiment of this embodiment, the elements for producing a positive connection are at least one releasable and resealable snap hook with matching counterpart. The snap hook particularly preferably has an optimized joining geometry. When the snap hook is closed advantageously a trouble-free circumferential profile is achieved in a particularly simple manner.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Stifte gegenüber der äußeren Oberfläche des Trägers derart abgewinkelt, dass die Längsachse der Stifte nicht orthogonal zur Mittelachse des Trägers der Vorrichtung liegt. Die abgewinkelte Anordnung der Stifte bietet den Vorteil einer verbesserten Faserablage, da sich die Fasern während des Umlenkens an den Stiften aufgrund deren Abwinkelung leichter in Richtung der Wickelkernoberfläche bewegen. In a further embodiment of the device according to the invention, the pins are angled relative to the outer surface of the carrier such that the longitudinal axis of the pins is not orthogonal to the central axis of the carrier of the device. The angled arrangement of the pins offers the advantage of improved fiber deposition, as the fibers move more easily toward the hub surface during deflection on the pins due to their angulation.

In einer weiteren Ausführungsform bilden alle Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung, oder zumindest Träger, Stifte und mindestens eine der beiden Elementgruppen radial federnde Elemente oder Elemente zur Erzeugung einer formschlüssigen Verbindung, eine integrale Einheit. Durch die Integralbauweise ergeben sich folgende vorteilhafte Eigenschaften der Umlenkvorrichtung: Der Stiftabstand kann stufenlos und präzise an das zu fertigende Wickelbauteil angepasst sowie über den Umfang des Trägers gleichverteilt werden. Des Weiteren werden gute mechanische Betriebseigenschaften erzielt. In a further embodiment, all elements of the device according to the invention, or at least carriers, pins and at least one of the two element groups form radially resilient elements or elements for producing a form-locking Connection, an integral unit. The integral construction results in the following advantageous properties of the deflection device: The pin spacing can be infinitely and precisely adapted to the wound component to be manufactured and equally distributed over the circumference of the support. Furthermore, good mechanical operating characteristics are achieved.

In einer weiteren Ausführungsform werden alle Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung, oder zumindest der Träger, die Stifte, die in radialer Richtung federnden Elemente und die Elemente zur Erzeugung einer formschlüssigen Verbindung, mittels eines generativen Fertigungsverfahrens hergestellt.In a further embodiment, all elements of the device according to the invention, or at least the carrier, the pins, the radially resilient elements and the elements for producing a positive connection, are produced by means of a generative manufacturing process.

Generative Fertigung wird auch als additive Fertigung oder 3D-Druck bezeichnet. Besonders bevorzugt erfolgt die generative Fertigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, oder zumindest der genannten Elemente, als integrale Einheit. Es können prinzipiell alle für die generative Fertigung einsetzbaren Materialien für die Fertigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verwendung kommen. Besonders bevorzugt wird Polycarbonat (PC) oder PC/ABS, ein Polymerblend aus Polycarbonat und Acrylnitril Butadien Styrol, verwendet. Generative manufacturing is also referred to as additive manufacturing or 3D printing. Particularly preferably, the generative production of the device according to the invention, or at least of said elements, takes place as an integral unit. In principle, all materials which can be used for additive production can be used for the production of the device according to the invention. Particular preference is given to using polycarbonate (PC) or PC / ABS, a polymer blend of polycarbonate and acrylonitrile butadiene styrene.

Die generative Fertigung bietet den Vorteil einer weitestgehend freien Formgebung der Umlenkvorrichtung, beispielsweise bezüglich der Stiftgeometrie, der Stiftlänge oder des Stiftabstands. Das parametrische CAD-Modell als Grundlage des generativen Fertigungsverfahrens kann schnell und flexibel angepasst werden, z. B. bezüglich des geforderten Aufbaus des Verstärkungsfaserlaminats (geforderter Wickelwinkel etc.), des verwendeten Faser- oder Rovingtyps und der Abmessungen des Wickelkerns. Durch Verwendung der Werkstoffe PC oder PC/ABS wird vorteilhaft eine Beschädigung des Wickelkerns bei der Entformung vermieden.The generative production offers the advantage of a largely free shaping of the deflection device, for example with respect to the pin geometry, the pin length or the pin spacing. The parametric CAD model as the basis of the generative manufacturing process can be adapted quickly and flexibly. As regards the required structure of the reinforcing fiber laminate (required winding angle, etc.), the fiber or roving type used and the dimensions of the winding core. By using the materials PC or PC / ABS, damage to the winding core during demolding is advantageously avoided.

Die vorliegende Aufgabe der Erfindung wird des Weiteren gelöst durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen bei der Wicklung von Fasern, Rovings oder Faserhalbzeugen auf einen Wickelkern zur Herstellung faserverstärkter Verbundbauteile oder Verbundhalbzeuge. The present object of the invention is further achieved by the use of a device according to the invention according to one of the embodiments described in the winding of fibers, rovings or semi-finished fiber products on a winding core for producing fiber-reinforced composite components or composite semi-finished products.

Neben den bereits genannten Vorteilen wird durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Verletzungspotential bei der Handhabung gegenüber Umlenkvorrichtungen des Standes der Technik, bei denen spitze Metallstifte zum Einsatz kommen, deutlich verringert. In addition to the advantages already mentioned, the use of the device according to the invention significantly reduces the potential for injury during handling compared to deflection devices of the prior art in which pointed metal pins are used.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert, ohne auf diese beschränkt zu sein. Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained with reference to drawings, without being limited thereto.

Es zeigt dieIt shows the

1a eine erfindungsgemäße Umlenkvorrichtung mit einer federnden Lippe, 1a a deflection device according to the invention with a resilient lip,

1b einen Ausschnitt der Umlenkvorrichtung der 1a, 1b a section of the deflection of the 1a .

1c einen weiteren Ausschnitt der Umlenkvorrichtung der 1a, 1c a further section of the deflection of the 1a .

2a eine erfindungsgemäße Umlenkvorrichtung mit Blattfedern, 2a a deflection device according to the invention with leaf springs,

2b die Umlenkvorrichtung der 2a in der Draufsicht. 2 B the deflection of the 2a in the plan view.

In der 1a ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umlenkvorrichtung 1 für Fasern (nicht im Bild) zur Montage auf einem zylindrischen Wickelkern (nicht im Bild) dargestellt. Wie auch bei der in 2a und 2b gezeigten Ausführungsform umfasst die Umlenkvorrichtung 1 einen zylinderringförmigen Träger 2 mit einer Vielzahl daran angeformter Stifte 3, die von der äußeren Oberfläche 21 des Trägers 2 abstehen. Die Stifte 3 haben eine spitz zulaufende Form mit etwa rechteckiger Grundfläche und sind bezüglich der äußeren Oberfläche 21 des Trägers 2 abgewinkelt.In the 1a is a first embodiment of a deflection device according to the invention 1 for fibers (not pictured) for mounting on a cylindrical core (not pictured). As with the in 2a and 2 B embodiment shown comprises the deflection device 1 a cylindrical carrier 2 with a variety of molded pens 3 that from the outer surface 21 of the carrier 2 protrude. The pencils 3 have a tapered shape with approximately rectangular base and are with respect to the outer surface 21 of the carrier 2 angled.

Bei der in 1a dargestellten Ausführungsform ist an der zum Wickelkern gerichteten Innenseite 22 (siehe 1b) des Trägers 2 als in radialer Richtung federndes Element 4 eine Federlippe 41 angeordnet, deren Profil in der 1b vergrößert dargestellt ist. Um eine betriebssichere Befestigung der Umlenkvorrichtung 1 auf dem Wickelkern zu gewährleisten, wird der durch die innere Oberfläche 411 der Federlippe 41 gebildete Durchmesser der Umlenkvorrichtung 1 mit Übermaß bezüglich des äußeren Durchmessers des Wickelkerns ausgelegt. Durch die Auslenkung der Federlippe 41 erfolgt eine Anpassung des Durchmessers um die Auslenkung, so dass zwischen Wickelkern (nicht im Bild) und Umlenkvorrichtung 1 eine Presspassung besteht. Die Umlenkvorrichtung 1 weist eine Umfangsunterbrechung mit einem doppelten Schnapphaken 5 und passendem Gegenstück 51 auf.At the in 1a illustrated embodiment is directed to the winding core inside 22 (please refer 1b ) of the carrier 2 as a resilient element in the radial direction 4 a spring lip 41 arranged, whose profile in the 1b is shown enlarged. To a reliable attachment of the deflection 1 Ensuring the winding core is through the inner surface 411 the spring lip 41 formed diameter of the deflection device 1 designed with excess with respect to the outer diameter of the winding core. By the deflection of the spring lip 41 an adjustment of the diameter to the deflection, so that between the winding core (not in the picture) and deflection 1 a press fit exists. The deflection device 1 has a circumferential break with a double snap hook 5 and matching counterpart 51 on.

1c ist eine vergrößerte Darstellung der Umfangsunterbrechung der Umlenkvorrichtung 1 mit Federlippe 41 aus 1a. An einer Seite der Umfangsunterbrechung ist ein doppelter Schnapphaken 5 mit passendem Gegenstück 51, an dem der doppelte Schnapphaken 5 einrastet, angeordnet. Mittels des Schnapphakens 5 wird der Träger 2 geöffnet und geschlossen. Bei geöffnetem Schnapphaken 5 kann die Umlenkvorrichtung 1 direkt auf den Wickelkern aufgesetzt und durch Schließen des Schnapphakens 5 montiert werden. Im geschlossenen Zustand besteht eine Presspassung zwischen der Umlenkvorrichtung 1 und dem Wickelkern (nicht dargestellt). Der doppelte Schnapphaken 5 und sein Gegenstück 51 sind so gestaltet, dass die äußere Oberfläche 21 des Trägers 2 auch über der Umfangsunterbrechung glatt und ungestört ist, so dass eine störungsfreie Faserwicklung über den gesamten Umfang des Trägers 2 möglich ist. Die Gestaltung des Schnapphakens 5 und seines Gegenstücks 51 ermöglicht außerdem eine gleichmäßige Verteilung der Stifte 3 über den gesamten Umfang des Trägers 2. 1c is an enlarged view of the circumferential interruption of the deflection device 1 with spring lip 41 out 1a , On one side of the perimeter interruption is a double snap hook 5 with matching counterpart 51 where the double snap hook 5 snaps, arranged. By means of the snap hook 5 becomes the carrier 2 opened and closed. With open snap hook 5 can the deflecting device 1 placed directly on the hub and by closing the snap hook 5 to be assembled. In the closed state exists a press fit between the deflection device 1 and the winding core (not shown). The double snap hook 5 and its counterpart 51 are designed so that the outer surface 21 of the carrier 2 Even over the circumferential break is smooth and undisturbed, so that a trouble-free fiber winding over the entire circumference of the wearer 2 is possible. The design of the snap hook 5 and its counterpart 51 also allows a uniform distribution of the pins 3 over the entire circumference of the carrier 2 ,

2a zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umlenkvorrichtung 1‘. Die Draufsicht dieser Ausführungsform ist in 2b dargestellt. Wie bei der in den 1a, 1b und 1c gezeigten Ausführungsform umfasst die Umlenkvorrichtung 1‘ einen zylinderringförmigen Träger 2 mit einer Vielzahl daran angeformter Stifte 3, die von der äußeren Oberfläche 21 des Trägers 2 abstehen. Die Stifte 3 haben eine spitz zulaufende Form mit etwa rechteckiger Grundfläche und sind bezüglich der äußeren Oberfläche 21 des Trägers 2 abgewinkelt. Bei der Ausführungsform der 2a und 2b umfasst das in radialer Richtung federnde Element 4‘ mehrere (hier fünf) Blattfedern 42, die über den Umfang des Trägers 2 (hier gleichmäßig) verteilt angeordnet und jeweils einseitig an die innere, zum Wickelkern (nicht dargestellt) weisende Oberfläche 22 des Trägers 2 angeformt sind. Die freien Ränder 421 der Blattfedern 42 bilden in Ruhelage eine Umfangslinie, deren Durchmesser so ausgelegt ist, dass er ein geringes Übermaß bezüglich des äußeren Durchmessers des Wickelkerns aufweist, auf den die Umlenkvorrichtung 1‘ zu montieren ist. Bei voller Auslenkung der Blattfedern in radialer Richtung nach außen bilden die inneren Oberflächen der Blattfedern 42 und des Trägers 2 eine geschlossene innere, zum Wickelkern weisende Oberfläche, wie insbesondere aus der in 2b gezeigten Draufsicht der Umlenkvorrichtung 1‘ ersichtlich wird. 2a shows a further embodiment of a deflection device according to the invention 1' , The plan view of this embodiment is in 2 B shown. As with the in the 1a . 1b and 1c embodiment shown comprises the deflection device 1' a cylindrical carrier 2 with a variety of molded pens 3 that from the outer surface 21 of the carrier 2 protrude. The pencils 3 have a tapered shape with approximately rectangular base and are with respect to the outer surface 21 of the carrier 2 angled. In the embodiment of the 2a and 2 B includes the resilient element in the radial direction 4 ' several (here five) leaf springs 42 that are beyond the scope of the wearer 2 (Here evenly) arranged distributed and each one-sided to the inner, the winding core (not shown) facing surface 22 of the carrier 2 are formed. The free edges 421 the leaf springs 42 form at rest a circumferential line whose diameter is designed so that it has a slight excess with respect to the outer diameter of the winding core, on which the deflection device 1' to assemble. At full deflection of the leaf springs in the radial outward direction form the inner surfaces of the leaf springs 42 and the vehicle 2 a closed inner, facing the winding core surface, in particular from the in 2 B shown top view of the deflection 1' becomes apparent.

Die Umlenkvorrichtung 1‘ weist wiederum eine Umfangsunterbrechung mit einem doppelten Schnapphaken 5 und passendem Gegenstück 51 auf. Um das Aufsetzen der Umlenkvorrichtung 1‘ auf den Wickelkern zu ermöglichen, ist der doppelte Schnapphaken 5 zu öffnen. Nach dem Aufsetzen der Umlenkvorrichtung 1‘ auf den Wickelkern wird beim Schließen des doppelten Schnapphakens 5 durch Auslenkung der Blattfedern 42 aus der Ruhelage die Umlenkvorrichtung 1‘ rutschsicher auf dem Wickelkern befestigt.The deflection device 1' again has a circumferential break with a double snap hook 5 and matching counterpart 51 on. To the placement of the deflection 1' to allow the winding core is the double snap hook 5 to open. After placing the deflector 1' on the hub is when closing the double snap hook 5 by deflection of the leaf springs 42 from the rest position the deflection device 1' non-slip fastened on the winding core.

Die in den 1a, 1b, 1c, 2a, 2b gezeigten Ausführungsformen erfindungsgemäßer Umlenkvorrichtungen 1, 1‘ werden mittels eines generativen Fertigungsverfahrens als integrale Einheit bevorzugt aus PC/ABS gefertigt. Gegenüber metallischen Werkstoffen weist PC/ABS zwar geringere Festigkeitskennwerte auf; dies kann z. B. durch eine Anpassung des Querschnitts der Stifte ausgeglichen werden.The in the 1a . 1b . 1c . 2a . 2 B shown embodiments of inventive deflection 1 . 1' are manufactured by means of a generative manufacturing process as an integral unit preferably made of PC / ABS. Compared to metallic materials, PC / ABS has lower strength characteristics; this can be z. B. be compensated by adjusting the cross section of the pins.

Durch den beschränkten Druckbereich heute üblicher generativer Verfahren können erfindungsgemäße Umlenkvorrichtungen 1, 1‘ bis zu einem äußeren Durchmesser des Wickelkerns von etwa 200 mm als integrale Einheit hergestellt werden. Für Wickelkerne mit größerem Durchmesser ist ein segmentweiser Druck von kreisbogenförmigen Umlenkvorrichtungen vorzusehen, die mittels Schnapphaken miteinander verbunden werden können. Due to the limited pressure range of currently conventional generative methods, deflection devices according to the invention can be used 1 . 1' up to an outer diameter of the winding core of about 200 mm as an integral unit. For winding cores of larger diameter segmental pressure of circular deflecting devices is provided, which can be connected to each other by means of snap hooks.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1‘1, 1 ': Umlenkvorrichtung deflecting
22: Träger carrier
2121: Äußere Oberfläche des Trägers Outer surface of the carrier
2222: Innere Oberfläche des Trägers Inner surface of the carrier
33: Stift pen
4, 4‘4, 4 ': Federndes Element Spring element
4141: Federlippe spring lip
411411: Innere Oberfläche der Federlippe Inner surface of the spring lip
4242: Blattfeder leaf spring
421421: Freies Ende der Blattfeder Free end of the leaf spring
55: Doppelter Schnapphaken Double snap hook
5151: Gegenstück des doppelten Schnapphakens Counterpart of the double snap hook

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5468329A [0007]
DE 4212135 A1 [0008]
DE 102004058331 A1 [0009]

Claims

Device for deflecting fibers on a winding core, having spaced-apart pins (US Pat. 3 ) on a support ( 2 ), the pins ( 3 ) integral with the carrier ( 2 ) are formed, characterized in that the carrier ( 2 ) on its surface facing the winding core ( 22 ) in the radial direction resilient elements ( 4 . 4 ' ) having.

Device according to claim 1, characterized in that the spaced-apart pins ( 3 ) evenly over the entire circumference of the carrier ( 2 ) are distributed.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that by the rest position of the resilient elements ( 4 . 4 ' ) formed inner dimensions of the device ( 1 . 1' ) Have excess with respect to the outer dimensions of the winding core.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the resilient elements in the radial direction ( 4 ) a segmented or circumferential spring lip ( 41 ).

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the resilient elements in the radial direction ( 4 ' ) on one side with the winding core facing surface ( 22 ) of the carrier ( 2 ) associated leaf springs ( 42 ).

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the carrier ( 2 ) has a circumferential interruption, wherein the circumferential interruption is a member for producing a positive connection ( 5 . 51 ).

Device according to claim 6, characterized in that the outer surface ( 21 ) of the carrier ( 2 ) is undisturbed by the closed circumferential interruption.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the element for generating a positive connection at least one detachable and resealable snap hook ( 5 ) with matching counterpart ( 51 ).

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pins ( 3 ) with respect to the outer surface ( 21 ) of the carrier ( 2 ) are angled, wherein the longitudinal axis of the pins ( 3 ) not orthogonal to the central axis of the carrier ( 2 ) lies.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that all elements of the device ( 1 . 1' ) or at least one of the two element groups radially resilient elements ( 4 . 4 ' ) or elements for generating a positive connection ( 5 . 51 ) integral with the carrier ( 2 ) are formed.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that all elements of the device ( 1 . 1' ) or at least the following elements: - carrier ( 2 ), - Pencils ( 3 ), - in the radial direction resilient elements ( 4 . 4 ' ), - elements for producing a positive connection ( 5 . 51 ) are produced by a generative manufacturing process.

Use of a device ( 1 . 1' ) according to one of claims 1 to 11 in the winding of fibers on a winding core for producing fiber-reinforced composite semi-finished products or fiber-reinforced composite components.