DE102016221917A1

DE102016221917A1 - Process for producing a fiber composite component in a pultrusion device, pultrusion device and fiber composite component

Info

Publication number: DE102016221917A1
Application number: DE102016221917.0A
Authority: DE
Inventors: Dominic Krebs
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-11-09
Filing date: 2016-11-09
Publication date: 2018-05-09

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (10) in einer Pultrusionsvorrichtung (1), wobei das Faserverbundbauteil (10) einen Matrixwerkstoff (40) und als Faserverstärkung zumindest eine Faserlage (11) mit einer Faserrichtung (12) aufweist, welche mit einer Pultrusionsrichtung (2) der Pultrusionsvorrichtung (1) einen Winkel von größer als 0° aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine Pultrusionsvorrichtung (1) zur Herstellung von Faserverbundbauteilen (10). Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Faserverbundbauteil (10), ausweisend zumindest eine Faserlage (11) als Faserverstärkung.The present invention relates to a method for producing a fiber composite component (10) in a pultrusion device (1), wherein the fiber composite component (10) comprises a matrix material (40) and as fiber reinforcement at least one fiber layer (11) with a fiber direction (12) a pultrusion direction (2) of the pultrusion device (1) has an angle greater than 0 °. Furthermore, the invention relates to a pultrusion device (1) for the production of fiber composite components (10). Moreover, the invention relates to a fiber composite component (10), comprising at least one fiber layer (11) as fiber reinforcement.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils in einer Pultrusionsvorrichtung, wobei das Faserverbundbauteil einen Matrixwerkstoff und als Faserverstärkung zumindest eine Faserlage mit einer Faserrichtung aufweist, welche mit einer Pultrusionsrichtung der Pultrusionsvorrichtung einen Winkel von größer als 0° aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine Pultrusionsvorrichtung zur Herstellung von Faserverbundbauteilen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Faserverbundbauteil, ausweisend zumindest eine Faserlage als Faserverstärkung.The present invention relates to a method for producing a fiber composite component in a pultrusion device, wherein the fiber composite component comprises a matrix material and fiber reinforcement at least one fiber layer having a fiber direction having an angle of greater than 0 ° with a pultrusion direction of the pultrusion device. Furthermore, the invention relates to a pultrusion device for the production of fiber composite components. Moreover, the invention relates to a fiber composite component, comprising at least one fiber layer as fiber reinforcement.

Pultrusionsvorrichtungen zur Herstellung von Faserverbundbauteilen sind grundsätzlich bekannt. Durch eine derartige Pultrusionsvorrichtung können aus Verstärkungsfasern, die zumeist eine Faserlage bilden und in dieser beispielsweise zueinander parallel angeordnet sind, und einem Matrixwerkstoff Pultrusionswerkstücke beziehungsweise Faserverbundbauteile in vielen verschiedenen Geometrien hergestellt werden. Die einzelnen Bestandteile des Faserverbundbauteils werden in der Pultrusionsvorrichtung zusammengeführt und durch eine Abzieheinheit in einer Pultrusionsrichtung aus der Pultrusionsvorrichtung heraus- beziehungsweise abgezogen. Die Abzieheinheit kann auch als Bestandteil der Pultrusionsvorrichtung ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft bei einer Herstellung eines Faserverbundbauteils in einer Pultrusionsvorrichtung ist somit insbesondere, dass Faserverbundbauteile in nahezu beliebiger Länge hergestellt werden können.Pultrusion devices for the production of fiber composite components are known in principle. By means of such a pultrusion device, it is possible to produce pultrusion workpieces or fiber composite components in many different geometries from reinforcing fibers, which usually form a fiber layer and are arranged in parallel therewith, for example, and a matrix material. The individual constituents of the fiber composite component are brought together in the pultrusion device and withdrawn from the pultrusion device by a withdrawal unit in a pultrusion direction. The withdrawal unit can also be designed as part of the pultrusion device. Thus, it is particularly advantageous in the case of production of a fiber composite component in a pultrusion device that fiber composite components can be produced in almost any desired length.

Bei dem oben beschriebenen Abzugsvorgang wirken auf das hergestellte Faserverbundbauteil hohe Zugkräfte, die oftmals einer Zugkraft von mehreren Tonnen Gewicht entsprechen. Aus diesem Grund müssen im hergestellten Faserverbundbauteil zumindest teilweise die Faserrichtungen der Verstärkungsfasern einer verwendeten Faserlage parallel zur Pultrusionsrichtung ausgerichtet sein. Mit anderen Worten weist zumindest eine der Faserlagen eine Faserrichtung von 0° in Bezug auf die Pultrusionsrichtung auf. Fehlt diese Faserlage mit paralleler Faserrichtung zur Pultrusionsrichtung wird das Faserverbundbauteil beim Abziehen aus der Pultrusionsvorrichtung verändert, beschädigt oder sogar gänzlich zerstört.In the deduction process described above act on the manufactured fiber composite component high tensile forces, which often correspond to a tensile force of several tons of weight. For this reason, the fiber directions of the reinforcing fibers of a fiber layer used must be oriented parallel to the direction of pultrusion at least partially in the produced fiber composite component. In other words, at least one of the fiber layers has a fiber direction of 0 ° with respect to the pultrusion direction. If this fiber layer with a parallel fiber direction to the pultrusion direction is missing, the fiber composite component is changed, damaged or even completely destroyed during removal from the pultrusion device.

Eine Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Faserlagen, die sämtlich eine Faserrichtung aufweisen, welche nicht parallel zur Pultrusionsrichtung der Pultrusionsvorrichtung ausgerichtet ist, ist somit durch bekannte Herstellungsverfahren, die einen Pultrusionsvorgang beinhalten, und/oder in bekannten Pultrusionsvorrichtungen nicht möglich. Alle durch bekannte Pultrusionsvorrichtungen hergestellten Faserverbundbauteile weisen zumindest eine Faserlage auf, deren Faserrichtung parallel zur Pultrusionsrichtung ist. Oftmals werden für diesen Zweck unidirektionale Faserstränge, sogenannte Rovings, in diesen oder als diese Faserlagen eingesetzt. Ferner hat es sich bei Faserverbundbauteilen, die neben diesen Rovings weitere Faserlagen aufweisen, deren Faserrichtungen nicht parallel zur Pultrusionsrichtung ausgerichtet sind, als nachteilig herausgestellt, dass eine rechnerische Simulation dieser Faserverbundbauteile nicht oder nur unzulänglich möglich ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass als Eingabeparameter für derartige Simulationen und/oder Berechnungen Daten von Eigenschaften aller im Faserverbundbauteil eingesetzten Faserlagen benötigt werden. Eigenschaften können beispielsweise thermische und/oder mechanische Eigenschaften wie zum Beispiel ein Faservolumengehalt, ein Faserwinkel, eine Zugfestigkeit, eine Steifigkeit oder ähnliches sein. Diese Eigenschaften werden normalerweise durch Messungen an bereits vorhandenen Faserverbundbauteilen im Vorfeld der Simulation ermittelt. Da, wie oben beschrieben, mit bekannten Pultrusionsverfahren beziehungsweise in bekannten Pultrusionsvorrichtungen keine derartigen Faserverbundbauteile mit von einer Pultrusionsrichtung abweichenden Faserrichtungen hergestellt werden können, können die für Simulationen und/oder Berechnungen nötigen Daten der Eigenschaften nicht ermittelt werden.Production of fiber composite components with fiber layers, which all have a fiber direction which is not aligned parallel to the pultrusion direction of the pultrusion device, is thus not possible by known production methods involving a pultrusion process and / or in known pultrusion devices. All fiber composite components produced by known pultrusion devices have at least one fiber layer whose fiber direction is parallel to the pultrusion direction. Often unidirectional fiber strands, so-called rovings, are used in these or as these fiber layers for this purpose. Furthermore, in the case of fiber composite components which, in addition to these rovings, have further fiber layers whose fiber directions are not aligned parallel to the pultrusion direction, it has proved to be disadvantageous that a mathematical simulation of these fiber composite components is not or only insufficiently possible. This is due to the fact that data of properties of all fiber layers used in the fiber composite component are required as input parameters for such simulations and / or calculations. Properties can be, for example, thermal and / or mechanical properties, such as, for example, a fiber volume content, a fiber angle, a tensile strength, a stiffness or the like. These properties are usually determined by measurements on already existing fiber composite components in the run-up to the simulation. Since, as described above, with known pultrusion methods or in known pultrusion devices, no such fiber composite components can be produced with fiber directions deviating from a pultrusion direction, the data of the properties required for simulations and / or calculations can not be determined.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, bei Pultrusionsvorrichtungen sowie bei Faserverbundbauteilen zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils, eine Pultrusionsvorrichtung sowie ein Faserverbundbauteil bereitzustellen, die auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine Herstellung eines Faserverbundbauteils verbessern, wobei insbesondere eine Bereitstellung eines Faserverbundbauteils mit Faserlagen, deren Faserrichtung nicht zur Pultrusionsrichtung parallel sind, ermöglicht wird.It is therefore an object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages described above in the method for producing a fiber composite component, in pultrusion devices and in fiber composite components. In particular, it is an object of the present invention to provide a method for producing a fiber composite component, a pultrusion device and a fiber composite component, which improve the production of a fiber composite component in a simple and cost-effective manner, in particular providing a fiber composite component with fiber layers whose fiber direction is not to the pultrusion direction are parallel, is possible.

Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch eine Pultrusionsvorrichtung zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 9 sowie durch ein Faserverbundbauteil mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Pultrusionsvorrichtung sowie dem erfindungsgemäßen Faserverbundbauteil und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is achieved by a method for producing a fiber composite component having the features of independent claim 1, by a pultrusion device for producing fiber composite components having the features of independent claim 9 and by a fiber composite component having the features of independent claim 10. Further features and details of Invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the inventive method, of course, also in connection with the pultrusion device according to the invention and the fiber composite component according to the invention and in each case vice versa, so with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or can be.

Gemäß einem ersten Aspekt Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils in einer Pultrusionsvorrichtung, wobei das Faserverbundbauteil einen Matrixwerkstoff und als Faserverstärkung zumindest eine Faserlage mit einer Faserrichtung aufweist, welche mit einer Pultrusionsrichtung der Pultrusionsvorrichtung einen Winkel von größer als 0° aufweist. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:

a) Bereitstellen eines Kernelements mit einer Kernfaserverstärkung, deren Faserrichtung zur Pultrusionsrichtung zumindest im Wesentlichen 0° beträgt,
b) Anordnen zumindest einer Trennlage auf dem Kernelement,
c) Anordnen der zumindest einen Faserlage des Faserverbundbauteils auf der zumindest einen Trennlage,
d) Zuführen eines Matrixwerkstoffs zum Kernelement, zur zumindest einen Trennlage und zur zumindest einer Faserlage zum Erzeugen eines Pultrusionswerkstücks,
e) Herstellen des Pultrusionswerkstücks, zumindest durch ein Abziehen des Pultrusionswerkstücks aus der Pultrusionsvorrichtung in Pultrusionsrichtung, und
f) Herstellung des Faserverbundbauteils durch Herauslösen des Faserverbundbauteils aus dem in Schritt e) abgezogenen Pultrusionswerkstück durch Auftrennen des Pultrusionswerkstücks an der Trennlage.

According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a method for producing a fiber composite component in a pultrusion device, wherein the fiber composite component has a matrix material and as fiber reinforcement at least one fiber layer having a fiber direction having an angle of greater than 0 ° with a pultrusion direction of the pultrusion device , A method according to the invention is characterized by the following steps:

a) providing a core element with a core fiber reinforcement whose fiber direction to the pultrusion direction is at least substantially 0 °,
b) arranging at least one separating layer on the core element,
c) arranging the at least one fiber layer of the fiber composite component on the at least one separating layer,
d) feeding a matrix material to the core element, to the at least one separating layer and to the at least one fiber layer for producing a pultrusion workpiece,
e) producing the pultrusion workpiece, at least by peeling off the pultrusion workpiece from the pultrusion device in the pultrusion direction, and
f) Production of the fiber composite component by detachment of the fiber composite component from the pultrusion workpiece drawn off in step e) by severing the pultrusion workpiece at the separation layer.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren wird durch beziehungsweise mit einer geeigneten Pultrusionsvorrichtung durchgeführt. Die Pultrusionsvorrichtung weist alle nötigen Elemente auf, um sowohl einen Pultrusionsvorgang als auch ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, beispielsweise Zuführvorrichtungen für die einzelnen Faserlagen und den Matrixwerkstoff, Heizungen, Formvorrichtungen, Abzieheinheiten und ähnliches. Zusammenfassend werden im Pultrusionsvorgang die Bestandteile des herzustellenden Faserverbundbauteils und der zusätzlich nötigen Elemente in der Pultrusionsvorrichtung zusammengeführt, wenn nötig geformt, ausgehärtet, aufgeheizt und/oder abgekühlt, und das dadurch entstehende Pultrusionswerkstück durch eine Abzieheinheit aus der restlichen Pultrusionsvorrichtung herausgezogen. Nach einer Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens liegt als Ergebnis ein hergestelltes Faserverbundbauteil vor, welches eine Faserverstärkung aus zumindest einer Faserlage aufweist, wobei die Faserrichtungen sämtlicher Faserlagen nicht parallel zur Pultrusionsrichtung angeordnet sind.A method according to the invention is carried out by or with a suitable pultrusion device. The pultrusion device has all the necessary elements to carry out both a pultrusion process and a process according to the invention, for example feed devices for the individual fiber layers and the matrix material, heaters, shaping devices, pull-off units and the like. In summary, in the pultrusion process, the constituents of the fiber composite component to be produced and the additional necessary elements are combined in the pultrusion device, if necessary shaped, cured, heated and / or cooled, and the resulting Pultrusionswerkstück pulled by a peel unit from the remaining pultrusion. After carrying out a method according to the invention, the result is a manufactured fiber composite component which has a fiber reinforcement of at least one fiber layer, wherein the fiber directions of all fiber layers are not arranged parallel to the pultrusion direction.

In einem ersten Schritt a) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Kernelement bereitgestellt. Dieses Kernelement weist eine Kernfaserverstärkung auf, deren Faserrichtung zur Pultrusionsrichtung zumindest im Wesentlichen 0° beträgt. Mit anderen Worten ist die Faserrichtung der Kernfaserverstärkung parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Pultrusionsrichtung. Das Kernelement kann aus einer Faserlage bestehen. Auch können als Kernelement ein oder mehrere Bündel aus unidirektionalen Faserstränge beziehungsweise Rovings eingesetzt werden. Beim späteren Abziehen des gebildeten Pultrusionswerkstücks aus der Pultrusionsvorrichtung sorgt diese Kernfaserverstärkung des Kernelements dafür, dass die während des Abzugsvorgangs wirkenden Kräfte aufgenommen werden können. Eine Beeinträchtigung der Eigenschaften der restlichen, in den folgenden Schritten hinzugefügten, Komponenten des Pultrusionswerkstücks kann dadurch vermieden werden.In a first step a) of a method according to the invention, a core element is provided. This core element has a core fiber reinforcement whose fiber direction to the pultrusion direction is at least substantially 0 °. In other words, the fiber direction of the core fiber reinforcement is parallel or at least substantially parallel to the pultrusion direction. The core element may consist of a fiber layer. Also, one or more bundles of unidirectional fiber strands or rovings can be used as the core element. During later removal of the formed Pultrusionswerkstücks from the pultrusion, this core fiber reinforcement of the core element ensures that the forces acting during the withdrawal process forces can be absorbed. An impairment of the properties of the remaining, added in the following steps, components of the Pultrusionswerkstücks can be avoided.

Im nächsten Schritt b) wird auf dem Kernelement zumindest eine Trennlage angeordnet. Diese Trennlage wird bevorzugt auf zumindest einer Oberfläche des Kernelements angeordnet, beispielsweise aufgelegt. Auch eine Anordnung einer oder mehrerer Trennlagen auf verschiedenen Oberflächen des Kernelements, ist im Sinne der Erfindung denkbar. So kann beispielsweise bei einem im Wesentlichen quaderförmigen Kernelement auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten des Kernelements in Schritt b) je eine Trennlage angeordnet werden. Die Trennlage weist ferner bevorzugt Eigenschaften auf, welche die Herstellung und/oder die Eigenschaften des Pultrusionswerkstücks nicht oder zumindest nur wenig beeinflussen. So kann die Trennlage beispielsweise bevorzugt möglichst dünn und mit keiner oder nur einer unwesentlichen Wechselwirkung mit einem in einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Matrixwerkstoff ausgebildet sein. Besonders bevorzugt weist ein Pultrusionswerkstück, das im Zuge eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wird, dieselben oder nur unwesentlich veränderte Eigenschaften auf, als ein Werkstück, welches sich von diesem Pultrusionswerkstück nur durch ein Fehlen der Trennlage unterscheidet.In the next step b), at least one separating layer is arranged on the core element. This separating layer is preferably arranged on at least one surface of the core element, for example laid on top. An arrangement of one or more separating layers on different surfaces of the core element is also conceivable within the meaning of the invention. Thus, for example, in the case of a substantially cuboid core element on two opposite sides of the core element in step b), one separating layer each can be arranged. The separating layer furthermore preferably has properties which do not or at least only slightly influence the production and / or the properties of the pultrusion workpiece. Thus, for example, the separating layer may preferably be formed as thinly as possible and with no or only a negligible interaction with a matrix material used in a method according to the invention. Particularly preferably, a Pultrusionswerkstück, which is produced in the course of a method according to the invention, the same or only insignificantly changed properties, as a workpiece, which differs from this Pultrusionswerkstück only by a lack of separation layer.

Auf dieser Trennlage wird im folgenden Schritt c) zumindest eine Faserlage angeordnet, die später einen Teil des herzustellenden Faserverbundbauteils bildet. Für Faserverbundbauteile, die mehrere Faserlagen aufweisen, können in diesem Schritt c) auch diese mehreren Faserlagen auf der Trennlage angeordnet werden. Insbesondere ist bei diesem Anordnen vorgesehen, dass die Faserlagen durch die Trennlage bevorzugt vollständig vom Kernelement abgetrennt und/oder separiert sind. Eine Berührung zwischen den Faserlagen und dem Kernelement wird somit durch die Trennlage verhindert. Nach Abschluss des Schritts c) liegt in der Pultrusionsvorrichtung somit ein Stapel vor, der zumindest ein Kernelement, zumindest eine darauf angeordnete Trennlage und zumindest eine, wiederum auf der Trennlage angeordnete, Faserlage des herzustellenden Faserverbundbauteils aufweist.On this separating layer, at least one fiber layer is arranged in the following step c), which later forms part of the fiber composite component to be produced. For fiber composite components which have a plurality of fiber layers, these multiple fiber layers can also be arranged on the separating layer in this step c). In particular, it is provided in this arrangement that the fiber layers are preferably completely separated by the separating layer Core element separated and / or separated. A contact between the fiber layers and the core element is thus prevented by the separation layer. After completion of step c), a stack is thus present in the pultrusion device which has at least one core element, at least one separating layer arranged thereon and at least one fiber layer of the fiber composite component to be produced, again arranged on the separating layer.

Dieser Stapel, aufweisend das Kernelement, die zumindest ein Trennlage und die zumindest eine Faserlage, wird im nächsten Schritt d) durch Zuführung eines Matrixwerkstoffs ergänzt, um ein Pultrusionswerkstück zu erzeugen. Der Matrixwerkstoff durchtränkt bevorzugt sowohl das Kernelement und die zumindest eine Faserlage, wobei es bei diesem Durchtränken durch die zumindest einen Trennlage wenig oder bevorzugt nicht behindert wird. Durch das Zusammenwirken des Matrixwerkstoffs mit der Kernfaserverstärkung des Kernelements und der zumindest einen Faserlage, beispielsweise unterstützt durch Druck und/oder Temperatur, entsteht das Pultrusionswerkstück als ein Verbund aus den Fasern der Kernfaserverstärkung und der Faserlagen auf der einen Seite und dem Matrixwerkstoff auf der anderen Seite.This stack, comprising the core element, the at least one release layer and the at least one fiber layer, is supplemented in the next step d) by feeding a matrix material in order to produce a pultrusion workpiece. The matrix material preferably soaks through both the core element and the at least one fiber layer, wherein it is little or preferably not obstructed in this impregnation by the at least one release layer. By the cooperation of the matrix material with the core fiber reinforcement of the core element and the at least one fiber layer, for example supported by pressure and / or temperature, the pultrusion workpiece is formed as a composite of the fibers of the core fiber reinforcement and the fiber layers on the one side and the matrix material on the other side ,

Im folgenden Schritt e) wird nun das Pultrusionswerkstück hergestellt. Dieses Herstellen umfasst zumindest ein Abziehen des in Schritt d) erzeugten Pultrusionswerkstücks aus der Pultrusionsvorrichtung, insbesondere bevorzugt durch eine Abzieheinheit. Das Abziehen kann ferner bevorzugt kontinuierlich oder zumindest im Wesentlichen kontinuierlich erfolgen. Neben dem Abziehen kann der Herstellungsprozess beispielsweise auch ein Formen und/oder ein Aushärten des Pultrusionswerkstücks umfassen. Nach Schritt e) liegt somit ein fertig hergestelltes, einstückiges Pultrusionswerkstück vor, dass zumindest aus einem Verbund aus der Kernfaserverstärkung des Kernelements und dem Matrixwerkstoff und einem Verbund aus der zumindest einen Faserlage des Faserverbundbauteils und dem Matrixwerkstoff besteht, wobei zwischen den beiden Verbundabschnitten die Trennlage angeordnet sind.In the following step e), the pultrusion workpiece is now produced. This production comprises at least one removal of the pultrusion workpiece produced in step d) from the pultrusion device, in particular preferably by a withdrawal unit. The stripping may furthermore preferably be carried out continuously or at least substantially continuously. In addition to peeling, the manufacturing process may include, for example, molding and / or curing of the pultrusion workpiece. After step e) there is thus a ready-made, one-piece pultrusion workpiece which consists at least of a composite of the core fiber reinforcement of the core element and the matrix material and a composite of the at least one fiber layer of the fiber composite component and the matrix material, wherein the separating layer is arranged between the two composite sections are.

Diese Anordnung der Trennlage wird im letzten Schritt f) eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgenützt. In diesem Schritt f) wird ein Herstellen des in einem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellenden Faserverbundbauteils dadurch abgeschlossen, dass das Faserverbundbauteil aus dem in Schritt e) abgezogenen und vollständig hergestellten Pultrusionswerkstück herausgelöst wird. Dieses Herauslösen wird durch ein Auftrennen des Pultrusionswerkstücks an der Trennlage vorgenommen. Da die Trennlage, wie oben beschrieben, nicht oder nur wenig mit dem Matrixwerkstoff wechselwirkt, kann dieses Auftrennen problemlos vorgenommen werden. Der Matrixwerkstoff hat bei seiner Zuführung in Schritt d) die Faserlagen des Faserverbundbauteils durchdrungen und bei der Erzeugung und Herstellung des Pultrusionswerkstücks in den Schritten d) und e) sich zusammen mit den Faserlagen innerhalb des Pultrusionswerkstücks zum herzustellenden Faserverbundbauteil verbunden. Als Ergebnis des Schritts f) liegt somit das herzustellende Faserverbundbauteil als separiertes, eigenständiges Bauelement vor. Insbesondere weist das durch ein erfindungsgemäßes Verfahren in einem Pultrusionsvorgang hergestellte Faserverbundbauteil eine oder mehrere Faserlagen auf, die sämtlich Faserrichtungen aufweisen, welche zur Pultrusionsrichtung nicht parallel sind. Eine Untersuchung von Eigenschaften dieses Faserverbundbauteils, insbesondere beispielsweise zur Bereitstellung von Eingabeparametern für Simulationen oder Berechnungen, kann dadurch bereitgestellt werden.This arrangement of the separating layer is utilized in the last step f) of a method according to the invention. In this step f), production of the fiber composite component to be produced in a method according to the invention is completed by detaching the fiber composite component from the pultrusion workpiece drawn off in step e) and completely produced. This detachment is carried out by separating the Pultrusionswerkstücks on the release liner. Since the separating layer, as described above, does not or only slightly interacts with the matrix material, this separation can be carried out without difficulty. The matrix material has penetrated the fiber layers of the fiber composite component in its supply in step d) and in the production and manufacture of the Pultrusionswerkstücks in steps d) and e) connected together with the fiber layers within the Pultrusionswerkstücks to be produced fiber composite component. As a result of step f), the fiber composite component to be produced thus exists as a separate, independent component. In particular, the fiber composite component produced by a method according to the invention in a pultrusion process has one or more fiber layers, all of which have fiber directions which are not parallel to the pultrusion direction. An examination of properties of this fiber composite component, in particular, for example, to provide input parameters for simulations or calculations, can thereby be provided.

Bevorzugt kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass in Schritt c) als Faserverstärkung des Faserverbundbauteils zumindest eine Faserlage verwendet wird, deren Faserrichtung mit der Pultrusionsrichtung der Pultrusionsvorrichtung einen Winkel von größer als 30°, bevorzugt von größer als 45°, aufweist. Auch noch größere Winkel, insbesondere sogar ein Winkel von 90° und damit eine Faserrichtung, die senkrecht zur Pultrusionsrichtung orientiert ist, ist im Sinne der Erfindung möglich. Besonders vielfältige Eigenschaften von Faserverbundbauteilen, die durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt wurden, können dadurch bereitgestellt werden.In a method according to the invention, it may preferably be provided that in step c) at least one fiber layer is used as the fiber reinforcement of the fiber composite component whose fiber direction with the pultrusion direction of the pultrusion device has an angle greater than 30 °, preferably greater than 45 °. Even larger angles, in particular even an angle of 90 ° and thus a fiber direction, which is oriented perpendicular to the direction of pultrusion, is possible within the meaning of the invention. Particularly diverse properties of fiber composite components which have been produced by a method according to the invention can thereby be provided.

Auch kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend ausgebildet sein, dass in Schritt b) eine Trennlage mit einer Dicke kleiner als 0,2mm, bevorzugt kleiner als 0,075mm, besonders bevorzugt kleiner als 0,015mm, verwendet wird. Wie oben bereits ausgeführt, soll durch die Trennlage das insgesamt erzeugte und hergestellte Pultrusionswerkstück nicht oder zumindest nur wenig beeinflusst werden. Durch eine Trennlage, die besonders dünn, insbesondere kleiner als 0,2mm, ausgebildet ist, kann dies besonders einfach bereitgestellt oder zumindest unterstützt werden. Durch noch dünnere Trennlagen, insbesondere dünner als 0,075mm, bevorzugt dünner als 0,015mm, kann eine Beeinflussung der Eigenschaften des Pultrusionswerkstücks und damit des herzustellenden Faserverbundbauteils weiter minimiert werden.A method according to the invention can also be designed such that in step b) a separating layer having a thickness of less than 0.2 mm, preferably less than 0.075 mm, particularly preferably less than 0.015 mm, is used. As already stated above, the pultrusion workpiece produced and produced as a whole is not or at least only slightly influenced by the separating layer. By a separating layer, which is particularly thin, in particular smaller than 0.2 mm, formed, this can be particularly easily provided or at least supported. By means of thinner separating layers, in particular thinner than 0.075 mm, preferably thinner than 0.015 mm, an influence on the properties of the pultrusion workpiece and thus of the fiber composite component to be produced can be further minimized.

Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass in Schritt b) eine Trennlage mit einer verminderten Haftung für den in Schritt d) verwendeten Matrixwerkstoff verwendet wird. Auch eine Wechselwirkung der Trennlage mit dem Matrixwerkstoff soll, wie ebenfalls oben bereits ausgeführt, möglichst gering ausgebildet sein. Insbesondere das Herauslösen des herzustellenden Faserverbundbauteils aus dem Pultrusionswerkstücks durch das Auftrennen des Pultrusionswerkstücks an der Trennlage kann durch eine derartige Wechselwirkung erschwert werden. Durch eine Trennlage, die eine verminderte Haftung für das Matrixmaterial aufweist, kann diese Wechselwirkung zwischen dem Matrixmaterial und der Trennlage weiter vermindert werden. Beim Zuführen des Matrixmaterials in Schritt d) kann dadurch das Matrixmaterial an der Trennlage entlang- beziehungsweise vorbeifließen, ohne an dieser anzuhaften beziehungsweise kleben zu bleiben. Eine besonders gute Trennbarkeit des Faserverbundbauteils vom restlichen Pultrusionswerkstück kann dadurch bereitgestellt werden.Furthermore, it can be provided in a method according to the invention that in step b) a separation layer with a reduced adhesion for the matrix material used in step d) is used. Also, an interaction of the separation layer with the matrix material should, as also stated above, be designed as low as possible. In particular, the detachment of the produced fiber composite component from the Pultrusionswerkstücks by the separation of the Pultrusionswerkstücks on the release liner can be complicated by such an interaction. By means of a separating layer which has a reduced adhesion to the matrix material, this interaction between the matrix material and the separating layer can be further reduced. When the matrix material is fed in step d), the matrix material can thereby flow past or past the separating layer without sticking or sticking to it. A particularly good separability of the fiber composite component from the rest of the pultrusion workpiece can be provided thereby.

Besonders bevorzugt kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass zur Verminderung der Haftung eine mit Polytetrafluorethylen beschichtete Trennlage verwendet wird. Polytetrafluorethylen hat sich für eine Vielzahlt an verwendeten Matrixmaterialien als besonders geeignet erwiesen, um eine Haftung des Matrixmaterials an der Trennlage zu vermindern. Auf diese Weise können Trennlagen für viele verschiedene herzustellende Faserverbundbauteile in einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, insbesondere unabhängig vom verwendeten Matrixmaterial.With particular preference, a method according to the invention can be further developed such that a polytetrafluoroethylene-coated release liner is used to reduce the adhesion. Polytetrafluoroethylene has proven to be particularly suitable for a variety of matrix materials used to reduce adhesion of the matrix material to the release liner. In this way, separating layers for many different fiber composite components to be produced can be used in a method according to the invention, in particular independently of the matrix material used.

Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass in Schritt b) eine Trennlage verwendet wird, die zumindest teilweise durchlässig für den in Schritt d) verwendeten Matrixwerkstoff ist. Wie oben bereits ausgeführt, soll die Trennlage keine Einschränkungen bei der Herstellung des Pultrusionswerkstücks und damit des herzustellenden Faserverbundbauteils bewirken. Diese Einschränkungen können dadurch weiter minimiert werden, indem in Schritt b) eine Trennlage verwendet wird, die für den Matrixwerkstoff zumindest teilweise durchlässig ist. Dadurch kann der Matrixwerkstoff zumindest teilweise durch die Trennlage hindurchtreten beziehungsweise -fließen. Mit anderen Worten wir somit das Durchtränken der Kernfaserverstärkung des Kernelements und der zumindest einen Faserlage des herzustellenden Bauteils nicht oder zumindest nur unwesentlich durch die Trennlage beeinflusst und/oder behindert. Eine besonders gute Durchtränkung sowohl des Kernelements als auch der zumindest einen Faserlage des herzustellenden Faserverbundbauteils mit Matrixwerkstoff kann auf diese Weise in Schritt d) eines erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellt werden.Furthermore, it can be provided in a method according to the invention that in step b) a separation layer is used which is at least partially permeable to the matrix material used in step d). As already stated above, the separating layer should not cause any restrictions in the production of the pultrusion workpiece and thus of the fiber composite component to be produced. These limitations can be further minimized by using in step b) a release layer which is at least partially permeable to the matrix material. As a result, the matrix material can at least partially pass through or flow through the separating layer. In other words, we thus do not or at least only slightly influenced and / or obstructed by the impregnation of the core fiber reinforcement of the core element and the at least one fiber layer of the component to be produced. A particularly good impregnation of both the core element and the at least one fiber layer of the fiber composite component to be produced with matrix material can be provided in this way in step d) of a method according to the invention.

Bevorzugt kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dadurch weiterentwickelt sein, dass zur Bereitstellung einer Durchlässigkeit eine perforierte Trennlage verwendet wird. Perforiert im Sinne der Erfindung bedeutet insbesondere, dass die Trennlage eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, durch die das Matrixmaterial hindurchtreten beziehungsweise -fließen kann. Die Öffnungen können insbesondere einen Flächenanteil der Oberfläche der Trennlage von 25% oder höher, bevorzugt von 50% oder höher, aufweisen. Eine besonders hohe Durchlässigkeit für Matrixmaterial in der Trennlage kann dadurch bereitgestellt werden.Preferably, a method according to the invention can be further developed by using a perforated separating layer to provide a permeability. Perforated according to the invention means in particular that the separating layer has a plurality of openings through which the matrix material can pass or flow. The openings may in particular have a surface area of the surface of the separating layer of 25% or higher, preferably of 50% or higher. A particularly high permeability for matrix material in the release layer can be provided thereby.

Gemäß einer alternativen oder zusätzlichen Weiterentwicklung kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ferner vorgesehen sein, dass zur Bereitstellung einer Durchlässigkeit eine Trennlage verwendet wird, die zumindest teilweise aus einem Gewebe besteht. Ein Gewebe zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Fläche der Trennlage durch eine Verwebung, beispielsweise eine Verwebung von Fäden und/oder dünnen Materialstreifen, gebildet ist. Zwischen den Fäden beziehungsweise den Materialstreifen verbleiben im resultierenden Gewebe Zwischenräume, durch die ein Strömen des Matrixmaterials erfolgen kann. Durch eine Steuerung der Festigkeit der Verwebung, und damit einer Eng- und/oder Weitmaschigkeit des Gewebes, kann die Durchlässigkeit der Trennlage für das Matrixmaterial besonders einfach eingestellt und beeinflusst werden.According to an alternative or additional further development, it can further be provided in a method according to the invention that a separating layer which at least partially consists of a fabric is used to provide a permeability. A tissue is characterized in particular by the fact that one surface of the separating layer is formed by interweaving, for example a weaving of threads and / or thin strips of material. Between the threads or the strips of material remain in the resulting tissue interstices, through which a flow of the matrix material can take place. By controlling the strength of the weave, and thus a narrow and / or weitmaschigkeit of the fabric, the permeability of the release liner for the matrix material can be particularly easily adjusted and influenced.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Pultrusionsvorrichtung zur Herstellung von Faserverbundbauteilen. Eine erfindungsgemäße Pultrusionsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pultrusionsvorrichtung zum Ausführen eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist. Somit weist auch eine erfindungsgemäße Pultrusionsvorrichtung sämtliche Vorteile auf, die bereits in Bezug auf ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt Erfindung ausführlich beschrieben worden sind. Insbesondere kann durch eine erfindungsgemäße Pultrusionsvorrichtung in einem Herstellungsprozess, der einen Pultrusionsvorgang umfasst, ein Faserverbundbauteil hergestellt werden, welches ausschließlich Faserlagen aufweist, deren Faserrichtungen sämtlich in einem Winkel größer als 0° zu einer Pultrusionsrichtung des Pultrusionsvorgangs ausgerichtet sind.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a pultrusion device for the production of fiber composite components. A pultrusion device according to the invention is characterized in that the pultrusion device is designed for carrying out a method according to the first aspect of the invention. Thus, also a pultrusion device according to the invention has all the advantages that have already been described in detail with respect to a method according to the first aspect of the invention. In particular, by a pultrusion device according to the invention in a manufacturing process comprising a pultrusion process, a fiber composite component can be produced which exclusively comprises fiber layers whose fiber directions are all aligned at an angle greater than 0 ° to a pultrusion direction of the pultrusion process.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Faserverbundbauteil, ausweisend zumindest eine Faserlage als Faserverstärkung, wobei das Faserverbundbauteil in einer Pultrusionsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder durch ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellt ist. Somit weist auch ein erfindungsgemäßes Faserverbundbauteil sämtliche Vorteile auf, die bereits in Bezug auf ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt Erfindung beziehungsweise in Bezug auf eine Pultrusionsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind. Insbesondere ist das Faserverbundbauteil in einem Herstellungsprozess, der einen Pultrusionsvorgang umfasst, hergestellt, wobei das Faserverbundbauteil ausschließlich Faserlagen aufweist, deren Faserrichtung sämtlich in einem Winkel größer als 0° zu einer Pultrusionsrichtung des Pultrusionsvorgangs ausgerichtet sind.According to a third aspect of the invention, the object is achieved by a fiber composite component, comprising at least one fiber layer as fiber reinforcement, wherein the fiber composite component is produced in a pultrusion device according to the second aspect of the invention and / or by a method according to the first aspect of the invention. Thus, a fiber composite component according to the invention also has all the advantages which have already been described in detail in relation to a method according to the first aspect of the invention or in relation to a pultrusion device according to the second aspect of the invention. In particular, the fiber composite component is in one Manufacturing process, comprising a pultrusion process, produced, wherein the fiber composite component exclusively fiber layers, the fiber direction are all aligned at an angle greater than 0 ° to a pultrusion direction of the pultrusion process.

Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Faserverbundbauteil vorgesehen sein, dass das Faserverbundbauteil zwei oder mehr Faserlagen aufweist. Auf diese Weise kann besonders einfach ein besonders stabiles erfindungsgemäßes Faserverbundbauteil bereitgestellt werden. Durch die zusätzlichen Faserlagen kann ferner ein Volumen des erfindungsgemäßen Faserverbundbauteils besonders einfach vergrößert werden, wobei gleichzeitig eine Stabilisierung des gesamten erfindungsgemäßen Faserverbundbauteils durch die zusätzlichen Faserlagen bereitgestellt werden kann.Furthermore, it can be provided in a fiber composite component according to the invention that the fiber composite component has two or more fiber layers. In this way, a particularly stable fiber composite component according to the invention can be provided in a particularly simple manner. By virtue of the additional fiber layers, furthermore, a volume of the fiber composite component according to the invention can be increased in a particularly simple manner, wherein at the same time stabilization of the entire fiber composite component according to the invention by the additional fiber layers can be provided.

Besonders bevorzugt kann ein erfindungsgemäßes Faserverbundbauteil dahingehend weiterentwickelt sein, dass die zwei oder mehr Faserlagen derart angeordnet sind, dass die Faserrichtungen der zwei oder mehr Faserlagen zueinander einen Winkel größer als 0° aufweisen. Dabei ist jede dieser Faserrichtungen selbst in einem Winkel größer als 0° zur Pultrusionsrichtung ausgerichtet. Auf diese Weise kann ein erfindungsgemäßes Faserverbundbauteil besonders einfach als ein sogenanntes multiaxiales Faserverbundbauteil, also ein Faserverbundbauteil, das mehrere Faserlagen mit unterschiedlichen Faserrichtungen aufweist, ausgebildet sein. Die Eigenschaften eines derartigen erfindungsgemäßen Faserverbundbauteils, das mehrere Faserlagen mit unterschiedlichen Faserrichtungen aufweist, sind besonders vielfältig und insbesondere abhängig von der Anzahl und der relativen Orientierung der Faserlagen. Eine Vielzahl von verschiedenen erfindungsgemäßen Faserverbundbauteilen mit jeweils unterschiedlichen, insbesondere an verschiedene Bedarfsszenarien anpassbaren, Eigenschaften, können dadurch bereitgestellt werden.Particularly preferably, a fiber composite component according to the invention can be further developed such that the two or more fiber layers are arranged such that the fiber directions of the two or more fiber layers have an angle greater than 0 ° to each other. Each of these fiber directions is even aligned at an angle greater than 0 ° to the pultrusion direction. In this way, a fiber composite component according to the invention can be designed particularly simply as a so-called multiaxial fiber composite component, that is to say a fiber composite component which has a plurality of fiber layers with different fiber directions. The properties of such a fiber composite component according to the invention, which has a plurality of fiber layers with different fiber directions, are particularly varied and in particular dependent on the number and the relative orientation of the fiber layers. A multiplicity of different fiber composite components according to the invention, each with different properties which can be adapted in particular to different requirements scenarios, can thereby be provided.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Elemente mit gleicher Funktion oder Wirkungsweise sind in den 1 bis 3 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:

1 ein erfindungsgemäßes Verfahren,
2 eine erfindungsgemäße Pultrusionsvorrichtung, und
3 ein Pultrusionswerkstück und ein erfindungsgemäßes Faserverbundbauteil.

Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, embodiments of the invention are described in detail. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination. Elements with the same function or mode of action are in the 1 to 3 each provided with the same reference numerals. They show schematically:

1 a method according to the invention,
2 a pultrusion device according to the invention, and
3 a pultrusion workpiece and a fiber composite component according to the invention.

In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren gezeigt, das beispielsweise durch eine erfindungsgemäße Pultrusionsvorrichtung 1, wie sie in 2 abgebildet ist, ausgeführt werden kann. Durch ein derartiges erfindungsgemäßes Verfahren kann ein erfindungsgemäßes Faserverbundbauteil 10 hergestellt werden, wie es in 3 dargestellt ist. Ein erfindungsgemäßes Faserverbundbauteil 10 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, das es Faserlagen 11 aufweist, deren Faserrichtungen 12 sämtlich in einem Winkel in Bezug zu einer Pultrusionsrichtung 2 ausgerichtet sind, der größer ist als 0°. Im Folgenden werden die 1 bis 3 gemeinsam beschrieben, wobei auf die speziellen Darstellungen in den einzelnen Figuren jeweils gesondert eingegangen wird.In 1 schematically a method according to the invention is shown, for example, by a pultrusion device according to the invention 1 as they are in 2 is pictured, can be executed. By such a method according to the invention can be a fiber composite component according to the invention 10 be made as it is in 3 is shown. An inventive fiber composite component 10 is characterized in particular by the fact that it fiber layers 11 has, whose fiber directions 12 all at an angle with respect to a pultrusion direction 2 are aligned, which is greater than 0 °. The following are the 1 to 3 described together, with the specific representations in the individual figures will be discussed separately.

Die in 2 gezeigte Pultrusionsvorrichtung 1 ist zum Ausführen eines Pultrusionsvorgangs zur Herstellung eines faserverstärkten Pultrusionswerkstücks 20 ausgebildet. Dafür werden die Bestandteile, aus denen das Pultrusionswerkstück 20 hergestellt werden soll, in der abgebildeten Ausgestaltungsform sind als derartige Bestandteile beispielhaft ein Kernelement 21, eine Faserlage 11, eine Trennlage 30 und ein Matrixwerkstoff 40 gezeigt, der Pultrusionsvorrichtung 1 zugeführt. Das Kernelement 21, die Trennlage 30 und die Faserlage 11 werden in der Pultrusionsvorrichtung 1 aneinander angeordnet und mit dem Matrixwerkstoff 40 durchtränkt. Im Anschluss wird das herzustellende Pultrusionswerkstück 20 geformt und beispielsweise durch Wärme- und/oder Kälteeinwirkung ausgehärtet. Für eine kontinuierliche Produktion des Pultrusionswerkstücks 20 weist die Pultrusionsvorrichtung 1 eine Abzieheinheit 3 auf, die das fertige, hergestellte Pultrusionswerkstück 20 in einer Pultrusionsrichtung 2 aus der Pultrusionsvorrichtung 1 herauszieht. Derartige Pultrusionswerkstücke 20 können durch diese Herstellungsweise in großen, beinahe beliebigen, Längen produziert werden. Gleichzeitig wird durch die Abzieheinheit 3 auf das Pultrusionswerkstück 20 eine hohe Zugkraft, oftmals entsprechend mehreren Tonnen, ausgeübt. Um diese Zugkraft aufzunehmen, weisen bekannte Pultrusionswerkstücke 20 gemäß dem Stand der Technik (nicht mit abgebildet) jeweils eine Faserverstärkung auf, die zumindest teilweise parallel zur Pultrusionsrichtung 2 ausgerichtet sind. Eine Herstellung eines Pultrusionswerkstück 20, deren Faserverstärkung keinerlei Fasern aufweist, die parallel zur Pultrusionsrichtung 2 ausgerichtet sind, ist jedoch mit Pultrusionsvorrichtungen 1 gemäß dem Stand der Technik (nicht mit abgebildet) nicht möglich. Durch Einsatz eines erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder einer erfindungsgemäßen Pultrusionsvorrichtung 1 kann diese Herstellung eines erfindungsgemäßen Faserverbundbauteils 10, dass eben Faserlagen 11 aufweist, deren sämtliche Faserrichtungen 12 zur Pultrusionsrichtung 2 einen Winkel größer 0° aufweisen, jedoch bereitgestellt werden. Dies wird im Folgenden anhand der 1 bis 3 näher erläutert.In the 2 shown pultrusion device 1 is to perform a pultrusion process to make a fiber reinforced pultrusion workpiece 20 educated. For this, the ingredients that make up the pultrusion workpiece 20 to be produced, in the illustrated embodiment are as such components by way of example a core element 21 , a fiber layer 11 , a separator 30 and a matrix material 40 shown the pultrusion device 1 fed. The core element 21 , the separator 30 and the fiber layer 11 be in the pultrusion device 1 arranged together and with the matrix material 40 saturated. Following is the pultrusion workpiece to be produced 20 shaped and cured, for example, by heat and / or cold. For a continuous production of the pultrusion workpiece 20 has the pultrusion device 1 a peeling unit 3 on which the finished, produced Pultrusionswerkstück 20 in a pultrusion direction 2 from the pultrusion device 1 pulls out. Such pultrusion workpieces 20 can be produced by this method of production in large, almost arbitrary, lengths. At the same time is by the peel unit 3 on the pultrusion workpiece 20 a high tensile force, often corresponding to several tons exerted. To accommodate this tensile force, have known pultrusion workpieces 20 according to the prior art (not shown) each have a fiber reinforcement, at least partially parallel to the pultrusion direction 2 are aligned. A manufacture of a pultrusion workpiece 20 whose fiber reinforcement has no fibers parallel to the pultrusion direction 2 However, with pultrusion devices 1 according to the prior art (not shown) possible. By use of a method according to the invention and / or a pultrusion device according to the invention 1 this production of a fiber composite component according to the invention 10 that just fiber layers 11 has, whose all fiber directions 12 to the pultrusion direction 2 have an angle greater than 0 °, but are provided. This will be explained below on the basis of 1 to 3 explained in more detail.

In einem ersten Schritt a) eines erfindungsgemäßen Verfahrens, in 1 mit A bezeichnet, wird ein Kernelement 21 bereitgestellt. Dieses Kernelement 21 wird der Pultrusionsvorrichtung 1 zugeführt, siehe 2, und weist insbesondere eine Kernfaserverstärkung 22 auf, die parallel zur Pultrusionsrichtung 2 der Pultrusionsvorrichtung 1 ausgerichtet ist, siehe insbesondere 3, linke Abbildung. Mit anderen Worten beträgt ein Winkel der Kernfaserverstärkung 22 zur Pultrusionsrichtung 2 zumindest im Wesentlichen 0°. Die Kernfaserverstärkung 22 kann insbesondere bevorzugt Bündel aus unidirektionalen Fasern, so genannte Rovings, aufweisen beziehungsweise aus derartigen Rovings bestehen.In a first step a) of a method according to the invention, in 1 denoted by A becomes a core element 21 provided. This core element 21 becomes the pultrusion device 1 supplied, see 2 , and in particular has a core fiber reinforcement 22 on, parallel to the pultrusion direction 2 the pultrusion device 1 is aligned, see in particular 3 , left picture. In other words, an angle is the core fiber reinforcement 22 to the pultrusion direction 2 at least substantially 0 °. The core fiber reinforcement 22 In particular, bundles of unidirectional fibers, so-called rovings, may comprise or consist of such rovings.

Im nächsten Schritt b), in 1 mit B bezeichnet, wird auf dieses Kernelement 21 zumindest eine Trennlage 30 angeordnet. Beispielhaft werden in der in 3 gezeigten Ausgestaltung zwei Trennlagen 30 auf dem Kernelement 21 angeordnet. Insbesondere werden die Trennlagen 30 derart angeordnet, dass sie die jeweilige Oberfläche des Kernelements 21 abdecken, bevorzugt vollständig abdecken. Die Trennlagen 30 werden ferner derart gewählt, dass sie insbesondere den Herstellungsprozess des durch die Pultrusionsvorrichtung 1 produzierten Pultrusionswerkstücks 20 sowie dessen Eigenschaften nicht oder zumindest nicht wesentlich beeinflussen beziehungsweise verändern. Um dies zu erreichen kann die verwendete Trennlage 30 dünn ausgebildet sein, insbesondere dünner als 0,2mm, bevorzugt dünner als 0,075mm, besonders bevorzugt dünner als 0,015mm. Auch kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Trennlage 30 zumindest teilweise für den eingesetzten Matrixwerkstoff 40 durchlässig ist. Dies kann beispielsweise dadurch bereitgestellt werden, dass die Trennlage 30 zumindest abschnittsweise perforiert ist und/oder aus einem Gewebe gebildet ist. Bei der Durchtränkung der in der Pultrusionsvorrichtung 1 angeordneten Elemente, die zum Pultrusionswerkstück 20 verbunden werden sollen, mit dem Matrixwerkstoff 40, kann dieser somit einfach und zumindest ohne wesentliche Behinderung durch die Trennlage 30 hindurchfließen beziehungsweise - strömen. Auch ein Anhaften des Matrixwerkstoffes 40 an der Trennlage 30 könnte sich negativ auswirken, so dass es ferner bevorzugt ist, die Trennlage 30 mit einer verminderten Haftung für den Matrixwerkstoff 40 ausgebildet ist. Eine derartige verminderte Haftung kann beispielsweise durch eine Beschichtung der Trennlage 30 mit Polytetrafluorethylen erreicht werden.In the next step b), in 1 denoted by B, is applied to this core element 21 at least one separating layer 30 arranged. Exemplary in the in 3 shown embodiment two separating layers 30 on the core element 21 arranged. In particular, the separating layers 30 arranged such that they the respective surface of the core element 21 cover, preferably completely cover. The separating layers 30 are further chosen such that they in particular the manufacturing process of the by the pultrusion device 1 produced Pultrusionswerkstücks 20 as well as its properties do not influence or at least do not significantly influence or change. To achieve this, the separation layer used 30 be thin, in particular thinner than 0.2mm, preferably thinner than 0.075mm, more preferably thinner than 0.015mm. It may also be preferred that the separating layer 30 at least partially for the matrix material used 40 is permeable. This can be provided for example by the fact that the release liner 30 at least partially perforated and / or is formed from a tissue. When soaking in the pultrusion device 1 arranged elements leading to the pultrusion workpiece 20 be connected, with the matrix material 40 , This can thus easily and at least without significant obstruction by the separation layer 30 flow through or - flow. Also an adhesion of the matrix material 40 at the separation layer 30 could have a negative effect, so that it is further preferred, the release liner 30 with a reduced adhesion for the matrix material 40 is trained. Such reduced adhesion can be achieved, for example, by coating the release liner 30 be achieved with polytetrafluoroethylene.

Im folgenden Schritt c), in 1 mit C bezeichnet, wird auf diese Trennlage 30 zumindest eine weitere Faserlage 11 angeordnet. Diese Faserlage 11 weist eine Faserrichtung 12 auf, die in Bezug auf die Pultrusionsrichtung 2 in einem Winkel größer als 0°, insbesondere größer als 30°, bevorzugt größer als 45°, angeordnet ist. Ferner wird diese Faserlage 11 zusammen mit dem im nächsten Schritt d) hinzugefügten Matrixwerkstoff 40 das herzustellende Faserverbundbauteil 10 bilden. In dem in 3 gezeigten Beispiel werden, insbesondere abgebildet in der linken Abbildung, auf jede der in Schritt b) auf dem Kernelement 21 angeordneten Trennlagen 30 drei Faserlagen 11 mit jeweils unterschiedlichen Faserrichtungen 12 angeordnet. Wesentlich hierbei ist, dass die Faserrichtung 12 jeder einzelnen der Faserlagen 11 in einem Winkel größer 0° zur Pultrusionsrichtung 2 ausgerichtet ist.In the following step c), in 1 denoted by C, is applied to this release liner 30 at least one more fiber layer 11 arranged. This fiber layer 11 has a fiber direction 12 on that with respect to the pultrusion direction 2 at an angle greater than 0 °, in particular greater than 30 °, preferably greater than 45 °, is arranged. Furthermore, this fiber layer becomes 11 together with the matrix material added in the next step d) 40 the fiber composite component to be produced 10 form. In the in 3 In the example shown, in particular shown in the left illustration, on each of the in step b) on the core element 21 arranged separating layers 30 three fiber layers 11 each with different fiber directions 12 arranged. Essential here is that the fiber direction 12 every single one of the fiber layers 11 at an angle greater than 0 ° to the pultrusion direction 2 is aligned.

Es folgt der Schritt d), in 1 mit D bezeichnet, in welchem den aneinander angeordneten Elementen, also dem Kernelement 21, den Trennlagen 30 und den Faserlagen 11, ein Matrixwerkstoff 40 zugeführt wird. Insbesondere werden die genannten Elemente durch den Matrixwerkstoff 40 durchtränkt. Auf diese Weise wird aus den zusammengeführten Einzelelementen ein Pultrusionswerkstück 20 erzeugt. Die oben beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der Trennlagen 30 bewirken, dass sich sowohl die Erzeugung als auch die Eigenschaften des erzeugten Pultrusionswerkstücks 20 nicht oder zumindest nur unwesentlich von einem Pultrusionswerkstück 20 unterscheiden, bei dem die Trennlagen 30 nicht verwendet werden und somit jeweils zumindest eine der jeweiligen Faserlagen 11 direkt auf dem Kernelement 21 angeordnet ist.It follows the step d), in 1 Denoted by D, in which the juxtaposed elements, ie the core element 21 , the separating layers 30 and the fiber layers 11 , a matrix material 40 is supplied. In particular, the elements mentioned by the matrix material 40 saturated. In this way, the merged individual elements becomes a pultrusion workpiece 20 generated. The preferred embodiments of the release liners described above 30 cause both the production and the properties of the pultrusion workpiece produced 20 not or at least only insignificantly from a pultrusion workpiece 20 distinguish in which the separating layers 30 not be used, and thus in each case at least one of the respective fiber layers 11 directly on the core element 21 is arranged.

Durch zumindest ein Abziehen des erzeugten Pultrusionswerkstücks 20, wie es in 2 durch die Abzieheinheit 3 durchgeführt wird, wird das Pultrusionswerkstück 20 im nächsten Schritt e), in 1 mit E bezeichnet, hergestellt. Der Herstellungsschritt kann auch weitere Komponenten aufweisen, beispielsweise ein Formen des Pultrusionswerkstücks 20 und/oder ein Aushärten des Pultrusionswerkstücks 20. Ein derartiges hergestelltes Pultrusionswerkstück 20 ist in der mittleren Abbildung in 3 gezeigt. Es besteht in dieser Ausgestaltungsform der Erfindung aus einem zentralen Kernelement 21, das eine Kernfaserverstärkung 22 aufweist, deren Faserrichtung 12 parallel zu einer Pultrusionsrichtung 2 ausgerichtet ist. An der oberen und der unteren Oberfläche des Kernelements 21 ist jeweils eine Trennlage 30 angeordnet, und an dieser Trennlage 30 jeweils drei Faserlagen 11. Jede einzelne der Faserlagen 11 wiederum weist eine Faserrichtung 12 auf, die einen Winkel größer 0° zur Pultrusionsrichtung 2 einnimmt, siehe die linke Abbildung in 3. Der Matrixwerkstoff 40, der das gesamte Pultrusionswerkstück 20 durchdringt, ist in der gesamten 3 nicht mit abgebildet.By at least pulling off the generated Pultrusionswerkstücks 20 as it is in 2 through the peel-off unit 3 is performed, the Pultrusionswerkstück 20 in the next step e), in 1 denoted by E, manufactured. The manufacturing step may also include other components, such as molding the pultrusion workpiece 20 and / or curing the Pultrusionswerkstücks 20 , Such a manufactured pultrusion workpiece 20 is in the middle picture in 3 shown. It consists in this embodiment of the invention of a central core element 21 that is a core fiber reinforcement 22 has, whose fiber direction 12 parallel to a pultrusion direction 2 is aligned. At the top and bottom surfaces of the core element 21 is in each case a separating layer 30 arranged, and at this separation position 30 three fiber layers each 11 , Every single one of the fiber layers 11 in turn has a fiber direction 12 at an angle greater than 0 ° to the pultrusion direction 2 takes, see the left figure in 3 , The matrix material 40 , which is the entire pultrusion workpiece 20 is penetrating throughout 3 not pictured.

Im letzten Schritt f) eines erfindungsgemäßen Verfahrens, in 1 mit F bezeichnet, erfolgt die eigentliche Herstellung beziehungsweise der Abschluss der Herstellung des Faserverbundbauteils 10. Das herzustellende Faserverbundbauteil 10 umfasst die jeweiligen Faserlagen 11, die in Schritt c) an einer der Trennlagen 30 angeordnet wurden, und dem Matrixwerkstoff 40. Bevorzugt besteht das herzustellende Faserverbundbauteil 10 aus diesen Elementen. Zur Herstellung des Faserverbundbauteils 10 in Schritt f) wird dieses aus dem in Schritt e) hergestellten Pultrusionswerkstück 20 herausgelöst, insbesondere durch ein Auftrennen des Pultrusionswerkstück 20 an der Trennlage 30, siehe die rechte Abbildung in 3. Auch hier zeigen sich die Vorteile der bevorzugten Ausgestaltungen der Trennlage 30, insbesondere die Verminderung der Haftung des Matrixwerkstoffes 40 an der Trennlage 30. Nach der Auftrennung liegt das herzustellende Faserverbundbauteil 10 als eigenständiges Bauelement vor. Insbesondere kann somit durch ein erfindungsgemäßes Verfahren beziehungsweise eine erfindungsgemäße Pultrusionsvorrichtung 1 eine Herstellung eines erfindungsgemäßen Faserverbundbauteils 10 ermöglicht werden, wobei das erfindungsgemäße Faserverbundbauteil 10 zum einen unter Verwendung eines Pultrusionsvorgangs hergestellt ist, zum anderen aber gleichzeitig ausschließlich Faserlagen 11 aufweist, deren sämtliche Faserrichtungen 12 in einem Winkel größer als 0° zu einer Pultrusionsrichtung 2 des Pultrusionsvorgangs ausgerichtet sind. Durch die oben beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der Trennlagen 30 kann darüber hinaus bereitgestellt werden, dass ein derart hergestelltes erfindungsgemäßes Faserverbundbauteil 10 die selben oder zumindest nur unwesentlich abweichende Eigenschaften aufweist, wie ein Faserverbundbauteil 10, das ohne Trennlage 30 als untrennbarer Teil eines Pultrusionswerkstücks 20 erzeugt worden wäre. Dadurch kann insbesondere ermöglicht werden, Eigenschaften, beispielsweise thermische und/oder mechanische Eigenschaften, des Faserverbundbauteils 10 zu ermitteln. Diese ermittelten Eigenschaften wiederum können als Eingabeparameter für Berechnungen und/oder Simulationen verwendet werden, beispielsweise bei einer Planung und Konstruktion von Bauteilen, in denen ein entsprechendes Faserverbundbauteil 10 und/oder ein Pultrusionswerkstück 20, insbesondere ein Pultrusionswerkstück 20 ohne eine Trennlage 30, eingesetzt werden soll. Auch eine direkte Verwendung eines erfindungsgemäßen Faserverbundbauteils 10 ist denkbar.In the last step f) of a method according to the invention, in 1 denoted by F, the actual production or the completion of the production of the fiber composite component takes place 10 , The fiber composite component to be produced 10 includes the respective fiber layers 11 in step c) on one of the separating layers 30 were arranged, and the matrix material 40 , Preferably, the fiber composite component to be produced exists 10 from these elements. For the production of the fiber composite component 10 in step f) this becomes from the pultrusion workpiece produced in step e) 20 removed, in particular by a separation of the pultrusion workpiece 20 at the separation layer 30 , see the right figure in 3 , Again, the advantages of the preferred embodiments of the separation layer show 30 , in particular the reduction of the adhesion of the matrix material 40 at the separation layer 30 , After separation, the fiber composite component to be produced lies 10 as an independent component. In particular, it is thus possible by means of a method according to the invention or a pultrusion device according to the invention 1 a production of a fiber composite component according to the invention 10 be possible, wherein the fiber composite component according to the invention 10 on the one hand is made using a pultrusion process, on the other hand but at the same time only fiber layers 11 has, whose all fiber directions 12 at an angle greater than 0 ° to a pultrusion direction 2 the pultrusion process are aligned. By the preferred embodiments of the separation layers described above 30 In addition, it can be provided that a fiber composite component according to the invention produced in this way 10 has the same or at least only slightly different properties, such as a fiber composite component 10 , without separation 30 as an inseparable part of a pultrusion workpiece 20 would have been produced. This makes it possible, in particular, for properties, for example thermal and / or mechanical properties, of the fiber composite component 10 to investigate. These determined properties in turn can be used as input parameters for calculations and / or simulations, for example, in a planning and design of components in which a corresponding fiber composite component 10 and / or a pultrusion workpiece 20 , in particular a pultrusion workpiece 20 without a separator 30 , should be used. Also, a direct use of a fiber composite component according to the invention 10 is conceivable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Pultrusionsvorrichtungpultrusion
22: Pultrusionsrichtungpultrusion
33: Abzieheinheit withdrawal unit
1010: FaserverbundbauteilFiber composite component
1111: Faserlagefiber layer
1212: Faserrichtung the grain
2020: PultrusionswerkstückPultrusionswerkstück
2121: Kernelementcore element
2222: Kernfaserverstärkung Core fiber reinforcement
3030: Trennlage separating layer
4040: MatrixwerkstoffMatrix material

Claims

Method for producing a fiber composite component (10) in a pultrusion device (1), wherein the fiber composite component (10) comprises a matrix material (40) and as fiber reinforcement at least one fiber layer (11) with a fiber direction (12) which is connected to a pultrusion direction (2) the pultrusion device (1) has an angle of greater than 0 °, characterized by the following steps: a) providing a core element (21) with a core fiber reinforcement (22) whose fiber direction (12) to the pultrusion direction (2) is at least substantially 0 ° c) arranging the at least one fiber layer (11) of the fiber composite component (10) on the at least one separating layer (30), d) feeding a matrix material (40) to the Core element (21), at least one separating layer (30) and at least one fiber layer (11) for producing a Pultrusionswerkstücks (20), e) producing the Pultrusionswerkstücks (20) to at least by peeling off the pultrusion workpiece (20) from the pultrusion device (1) in the pultrusion direction (2), and f) producing the fiber composite component (10) by detaching the fiber composite component (10) from the pultrusion workpiece (20) withdrawn in step e) by severing of the pultrusion workpiece (20) on the separating layer (30).

Method according to Claim 1 , characterized in that in step c) as fiber reinforcement of the fiber composite component (10) at least one fiber layer (11) is used, the fiber direction (12) with the pultrusion direction (2) of the pultrusion device (1) an angle of greater than 30 °, preferably greater than 45 °.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that in step b) a separating layer (30) having a thickness of less than 0.2 mm, preferably less than 0.075 mm, particularly preferably less than 0.015 mm, is used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in step b) a separating layer (30) with a reduced adhesion for the matrix material (40) used in step d) is used.

Method according to Claim 4 , characterized in that a polytetrafluoroethylene coated release liner (30) is used to reduce the adhesion.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in step b) a separating layer (30) is used which is at least partially permeable to the matrix material (40) used in step d).

Method according to Claim 6 , characterized in that a perforated separating layer (30) is used to provide a permeability.

Method according to Claim 6 or 7 , characterized in that for providing a permeability, a release layer (30) is used, which consists at least partially of a fabric.

Pultrusion device (1) for producing fiber composite components (10), characterized in that the pultrusion device (1) is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.

Fiber composite component (10), comprising at least one fiber layer (11) as a fiber reinforcement, wherein the fiber composite component (10) in a pultrusion device (1) according to Claim 9 and / or by a method according to any one of the preceding Claims 1 to 8th is made.

Fiber composite component (10) according to Claim 10 , characterized in that the fiber composite component (10) has two or more fiber layers (11)

Fiber composite component (10) according to Claim 11 , characterized in that the two or more fiber layers (11) are arranged such that the fiber directions (12) of the two or more fiber layers (11) have an angle greater than 0 ° to each other.