DE102017216176A1

DE102017216176A1 - Method and device for producing a fiber-reinforced preform workpiece and preform workpiece

Info

Publication number: DE102017216176A1
Application number: DE102017216176.0A
Authority: DE
Inventors: Maike Dieckmann; Florian Rapp; Gregor Baumgart; Har. G. M. Beckers
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2019-03-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten Preformwerkstücks (1). Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (10) zur Herstellung eines faserverstärkten Preformwerkstück (1), aufweisend zumindest eine Flechtvorrichtung zur Herstellung eines geflochtenen Preformrohlings (4) sowie ein Injektionswerkzeug (11) zum Weiterverarbeiten des Preformrohlings (4) zum Preformwerkstück (1) durch ein Einbringen eines Matrixwerkstoffs und ein Aushärten des Preformrohlings (4). Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Preformwerkstück (1), hergestellt aus einem geflochtenen Preformrohling (4) durch ein Einbringen eines Matrixwerkstoffs und anschließenden Aushärten.

The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced preform workpiece (1). The invention further relates to a device (10) for producing a fiber-reinforced preform workpiece (1) comprising at least one braiding device for producing a braided preform blank (4) and an injection tool (11) for further processing the preform blank (4) to the preform workpiece (1) Introducing a matrix material and curing the Preformrohlings (4). Moreover, the invention relates to a Preformwerkstück (1), made of a braided Preformrohling (4) by introducing a matrix material and subsequent curing.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten Preformwerkstücks. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines faserverstärkten Preformwerkstücks, aufweisend zumindest eine Flechtvorrichtung zur Herstellung eines geflochtenen Preformrohlings, sowie ein Injektionswerkzeug zum Weiterverarbeiten des Preformrohlings zum Preformwerkstück durch ein Einbringen durch ein Matrixwerkstoffs und ein Aushärten des Preformrohlings. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Preformwerkstück, hergestellt aus einem geflochtenen Preformrohling durch ein Einbringen eines Matrixwerkstoffs und anschließendem Aushärten.The present invention relates to a method for producing a fiber-reinforced preform workpiece. Furthermore, the invention relates to an apparatus for producing a fiber-reinforced preform workpiece, comprising at least one braiding device for producing a braided Preformrohlings, and an injection tool for further processing of Preformrohlings to Preformwerkstück by introduction through a matrix material and curing of Preformrohlings. Moreover, the present invention relates to a Preformwerkstück, made of a braided Preformrohling by introducing a matrix material and subsequent curing.

In der modernen Technik ist es weitläufig bekannt, faserverstärkte Bauteile einzusetzen. Diese faserverstärkten Bauteile bestehen insbesondere zumindest Abschnittsweise aus einem Faserwerkstoff, der wiederum Verstärkungsfasern und einen Matrixwerkstoff umfasst. Um Hohlbauteile aus faserverstärkten Bauteilen auszugestalten, ist es insbesondere bekannt diese als Flechtbauteile auszubilden, bei denen ein Kernbauteil mit zumindest einer Flechtlage eines Faserwerkstoffs beziehungsweise einem Geflecht aus oftmals verschiedenen Fasern umflochten ist. Derartige faserverstärkte Flechtbauteile können beispielsweise beim Fahrzeugbau eingesetzt werden und werden oftmals als Preformwerkstücke bezeichnet.In modern technology, it is widely known to use fiber-reinforced components. These fiber-reinforced components are in particular at least partially made of a fiber material, which in turn comprises reinforcing fibers and a matrix material. In order to design hollow components made of fiber-reinforced components, it is particularly known to form these as braided components, in which a core component is braided with at least one braiding layer of a fiber material or a braid of often different fibers. Such fiber-reinforced braiding components can be used, for example, in vehicle construction and are often referred to as preform workpieces.

Beim Herstellen eines Preformwerkstücks, insbesondere nach der Herstellung eines Preformrohlings durch ein Umflechten des Flechtkerns, kann es vorkommen, dass der Preformrohling Flechtfehler insbesondere in Form einer Abweichung des Preformrohlings von einer Formvorgabe aufweist. Bei einem nachgeschalteten Einlegen des Preformrohlings in ein Injektionswerkzeug zum Einbringen des Matrixwerkstoffs kann es daher vorkommen, dass beim Schließen des Injektionswerkzeugs Fasern des Fasergeflechts des Preformrohlings im Injektionswerkzeug eingeklemmt werden. Durch ein wiederholtes Einklemmen von Fasern bei der Herstellung von einer Vielzahl von Preformwerkstücken, kann es auf diese Weise zu einer Schädigung des Injektionswerkzeugs wie beispielsweise einen Verschleiß von Werkzeugkanten des Injektionswerkzeugs kommen. Eine Geometrietreue und/oder Dichtheit des Injektionswerkzeugs kann in diesem Fall auf Dauer oftmals nicht oder zumindest nur mit großem Aufwand sichergestellt werden. Um eine gleichbleibende Qualität des hergestellten Preformwerkstücks sicherzustellen, sind somit häufig Nacharbeiten am hergestellten Preformwerkstück und/oder Reparaturen am eingesetzten Injektionswerkzeug nötig. Dies kann zu Ausfallzeiten und hohen Kosten führen. Gleichzeitig kann durch das Einklemmen von Geflecht des Preformrohlings im Injektionswerkzeug oftmals nicht sichergestellt werden, dass im Preformrohling selbst und damit auch im hergestellten Preformwerkstück an allen Stellen eine geforderte Fasermenge im Preformwerkstück sichergestellt werden kann. Mit anderen Worten kann ein geforderter Faservolumengehalt im hergestellten Preformwerkstück dadurch oftmals nicht durchgängig bereitgestellt werden. Eine Verminderung einer Qualität des hergestellten Preformwerkstücks, bis hin zur völligen Unbrauchbarkeit des hergestellten Preformwerkstücks kann die Folge sein.When producing a preform workpiece, in particular after producing a preform blank by braiding the braided core, it may happen that the preform blank has braiding errors, in particular in the form of a deviation of the preform blank from a shape specification. In a subsequent insertion of the preform blank into an injection tool for introducing the matrix material, it may therefore happen that fibers of the fiber braid of the preform blank are clamped in the injection tool when closing the injection tool. By repeatedly clamping fibers in the production of a plurality of preform workpieces, damage to the injection tool, such as, for example, wear of tool edges of the injection tool, can occur in this way. A geometry fidelity and / or tightness of the injection tool can often not be ensured in the long run or at least only with great effort in this case. In order to ensure a consistent quality of the preform workpiece produced, reworking of the preform workpiece produced and / or repairs to the injection tool used are thus often necessary. This can lead to downtime and high costs. At the same time can not be ensured by the pinching of braid Preformrohlings in the injection tool often that in the preform blank itself and thus in the preform workpiece produced at all points a required amount of fiber in the preform workpiece can be ensured. In other words, a required fiber volume content can often not be consistently provided in the produced preform workpiece. A reduction of a quality of the preform workpiece produced, up to the complete uselessness of the preform workpiece produced can be the result.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten Preformwerkstücks, bei Vorrichtungen zum Herstellen eines faserverstärkten Preformwerkstücks sowie bei Preformwerkstücken zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines faserverstärkten Preformwerkstücks, sowie ein Preformwerkstück bereit zu stellen, die auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine Herstellung eines faserverstärkten Preformwerkstücks verbessern, wobei insbesondere sichergestellt werden kann, dass bereits ein Preformrohling als Zwischenprodukt der Herstellung des Preformwerkstücks keine Formabweichungen aufweist und somit ein Einlegen des Preformrohlings in ein Injektionswerkzeug ohne ein Einklemmen eines Fasergeflechts des Preformrohlings möglich ist.It is therefore an object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages described above in methods for producing a fiber-reinforced preform workpiece, in devices for producing a fiber-reinforced preform workpiece as well as in preform workpieces. In particular, it is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for producing a fiber-reinforced preform workpiece, as well as a preform workpiece, which improve the production of a fiber-reinforced preform workpiece in a simple and cost-effective manner, wherein in particular it can be ensured that a Preform blank as an intermediate of the production of Preformwerkstücks has no form deviations and thus inserting the Preformrohlings is possible in an injection tool without pinching a fiber braid of Preformrohlings.

Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten Preformwerkstücks mit den Merkmalen des untergeordneten Anspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines faserverstärkten Preformwerkstücks mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9. The above object is achieved by a method for producing a fiber-reinforced preform workpiece with the features of the subordinate claim 1. Further, the object is achieved by an apparatus for producing a fiber-reinforced preform workpiece with the features of independent claim 9.

Darüber hinaus wird die Aufgabe gelöst durch ein Preformwerkstück mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 14. 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 Vorrichtung sowie dem erfindungsgemäßen Preformwerkstück, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.In addition, the object is achieved by a Preformwerkstück with the features of the independent claim 14. Further features and details of the 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 method according to the invention apply, of course, also in connection with the device according to the invention and the preform workpiece according to the invention, so that with respect to the disclosure of the individual invention aspects always reciprocal reference is or may be.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines faserverstärkten Preformwerkstücks. Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:

a) Umflechten eines Flechtkerns mit einem Geflecht aus Fasern zur Herstellung eines Preformrohlings,
b) Überprüfen des Preformrohlings auf Abweichungen von einer Formvorgabe durch Prüfmittel, wobei die Formvorgabe durch eine Rohlingaufnahme eines Injektionswerkzeugs vorgegeben wird,
c) bei einem Erkennen von Abweichungen des Preformrohlings von der Formvorgabe unterhalb eines vorgebbaren Grenzwerts in Schritt b) Einbringen eines Matrixwerkstoffs in den Preformrohling in dem Injektionswerkzeug durch ein Injektionsverfahren,
d) Aushärten des Preformrohlings, und
e) Entfernen des Flechtkerns zur Herstellung des Preformwerkstücks.

According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a method for producing a fiber-reinforced preform workpiece. A method according to the invention is characterized by the following steps:

a) braiding a braided core with a braid of fibers to produce a preform blank,
b) checking the preform blank for deviations from a shape specification by test means, wherein the shape specification is predetermined by a blank receptacle of an injection tool,
c) upon detection of deviations of the preform blank from the specified shape below a predefinable limit value in step b) introduction of a matrix material into the preform blank in the injection tool by an injection method,
d) curing the Preformrohlings, and
e) removing the braid core to produce the preform workpiece.

Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren wird ein faserverstärktes Preformwerkstück hergestellt. Ein bevorzugter Einsatzort eines durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestelltes Preformwerkstück kann insbesondere der Fahrzeugbau, beispielsweise der Automobilbau, sein.By a method according to the invention, a fiber-reinforced preform workpiece is produced. A preferred site of use of a preform workpiece produced by a method according to the invention can be, in particular, vehicle construction, for example automobile construction.

Ein durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestelltes faserverstärktes Preformwerkstück kann insbesondere als ein Hohlbauteil, beispielsweise als ein Hohlprofil ausgebildet sein. Um dies besonders einfach bereitstellen zu können wird in einem ersten Schritt a) eines erfindungsgemäßen Verfahrens ein Flechtkern mit einem Geflecht aus Fasern umflochten. Auf diese Weise wird ein Preformrohling hergestellt, der insbesondere bevorzugt bereits die Form und/oder Geometrie des herzustellenden Preformwerkstücks aufweist oder zumindest im Wesentlichen aufweist. Der Flechtkern kann nahezu beliebige Geometrie aufweisen, sodass auch der hergestellte Preformrohling und das insgesamt hergestellte Preformwerkstück eine an eine Vielzahl von Anforderungen anpassbare Geometrie aufweisen kann.A fiber-reinforced preform workpiece produced by a method according to the invention can be designed, in particular, as a hollow component, for example as a hollow profile. In order to be able to provide this in a particularly simple manner, in a first step a) of a method according to the invention, a braided core is braided with a braid of fibers. In this way, a preform blank is produced, which in particular preferably already has or at least essentially has the shape and / or geometry of the preform workpiece to be produced. The braided core can have virtually any desired geometry, so that the preform blank produced and the preform workpiece produced as a whole can also have a geometry which can be adapted to a large number of requirements.

In einem zweiten, insbesondere erfindungswesentlichen, Schritt b) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Preformrohling auf Abweichungen von einer Formvorgabe überprüft. Diese Überprüfung kann durch Prüfmittel durchgeführt werden, die insbesondere dafür geeignete Sensoren bzw. Sensorelemente aufweisen können. Die Formvorgabe selbst wird durch eine Rohlingaufnahme eines Injektionswerkzeugs vorgegeben. In diesem Injektionswerkzeug wird in einem späteren Schritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens ein Matrixwerkstoff in den Preformrohling in einem Injektionsverfahren eingebracht. Dafür wird der Preformrohling in die Rohlingaufnahme des Injektionswerkzeugs eingelegt. Dadurch, dass die Rohlingaufnahme die Formvorgabe bildet, die der Überprüfung des Preformrohlings zugrunde liegt, kann sichergestellt werden, dass in dieser Überprüfung Abweichungen erkannt werden, die bei einem späteren Einlegen des Preformrohlings in die Rohlingaufnahme hinderlich sein könnten.In a second, in particular invention-essential, step b) of a method according to the invention, the preform blank is checked for deviations from a shape specification. This check can be carried out by testing means, which may in particular have suitable sensors or sensor elements. The shape specification itself is specified by a blank holder of an injection tool. In this injection tool, a matrix material is introduced into the preform blank in an injection method in a later step of a method according to the invention. For this, the Preformrohling is inserted into the blank holder of the injection tool. Due to the fact that the blank receptacle forms the shape specification on which the verification of the preform blank is based, it can be ensured that deviations are recognized in this check which could be a hindrance to a later insertion of the preform blank into the blank receptacle.

Dieses Einlegen wird spätestens im folgenden Schritt c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgenommen. Schritt c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird insbesondere nur dann durchgeführt, wenn beim Überprüfen des Preformrohlings in Schritt b) festgestellt wurde, dass die Abweichungen des Preformrohlings von der Formvorgabe unterhalb eines vorgebbaren Grenzwerts liegen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass beim Einbringen des Matrixwerkstoffs in den Preformrohling in Schritt c) eines erfindungsgemäßen Verfahrens, das zumeist ein Schließen des Injektionswerkzeugs beinhaltet, ein Einklemmen von Fasern des Geflechts des Preformrohlings im Injektionswerkzeug vermieden werden kann. Eine vermeidbare Abnutzung des Injektionswerkzeugs kann dadurch verhindert werden. Abstände zwischen Wartungsarbeiten am Injektionswerkzeug können auf diese Weise vergrößert werden, wodurch insgesamt Standzeiten und dadurch entstehende Kosten verringert werden können. Auch eine Qualität des insgesamt hergestellten Preformwerkstücks kann erhöht werden, da insbesondere eine Einhaltung von einem geforderten Fasergehalt über das gesamte hergestellte Preformwerkstück sichergestellt werden kann.This insertion is made at the latest in the following step c) of a method according to the invention. Step c) of a method according to the invention is in particular carried out only when, when checking the preform blank in step b), it has been determined that the deviations of the preform blank from the shape specification are below a predefinable limit value. As a result, it can be ensured that when the matrix material is introduced into the preform blank in step c) of a method according to the invention, which generally involves closing the injection tool, pinching of fibers of the mesh of the preform blank in the injection tool can be avoided. An avoidable wear of the injection tool can be prevented. Distances between maintenance on the injection tool can be increased in this way, whereby overall service life and resulting costs can be reduced. It is also possible to increase a quality of the preform workpiece produced overall since, in particular, compliance with a required fiber content over the entire preform workpiece produced can be ensured.

In den nächsten beiden Schritten d) und e) eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Herstellung des faserverstärkten Preformwerkstücks abgeschlossen. Dazu wird im Schritt e) der in den Preformrohling eingebrachte Matrixwerkstoff ausgehärtet. Anschließend wir im Schritt e) der Flechtkern aus dem Preformrohling entfernt, wodurch die Herstellung des Preformwerkstücks im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens abgeschlossen ist.In the next two steps d) and e) of a method according to the invention, the production of the fiber-reinforced preform workpiece is completed. For this purpose, the matrix material introduced into the preform blank is cured in step e). Subsequently, in step e), the braided core is removed from the preform blank, whereby the production of the preform workpiece is completed in the context of the method according to the invention.

Zusammenfassend kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren eine Herstellung eines Preformwerkstücks dahingehend verbessert werden, dass zum einen eine Abnutzung eines eingesetzten Injektionswerkzeugs verringert werden kann. Darüber hinaus kann eine Qualität des hergestellten faserverstärkten Preformwerkstücks erhöht werden, da insbesondere ein geforderter Fasergehalt pro Volumen des hergestellten Preformwerkstücks sichergestellt werden kann. Diese Vorteile können insbesondere dadurch bereit gestellt werden, dass bereits während der Herstellung des faserverstärkten Preformwerkstücks, insbesondere vor und/oder bei einem Einlegen des Preformrohlings in das Injektionswerkzeug eine Überprüfung auf Abweichungen von einer Formvorgabe vorgenommen werden, wobei das Herstellungsverfahren nur dann fortgesetzt wird, wenn bei dieser Überprüfung Abweichungen unterhalb eines vorgebbaren Grenzwerts erkannt werden.In summary, by means of a method according to the invention, a production of a preform workpiece can be improved to the extent that on the one hand wear of an inserted injection tool can be reduced. In addition, a quality of the produced fiber-reinforced preform workpiece can be increased, since in particular a required fiber content per volume of the produced preform workpiece can be ensured. These advantages can be provided, in particular, by checking for deviations from a shape specification during the production of the fiber-reinforced preform workpiece, in particular before and / or when inserting the preform blank into the injection tool, whereby the production method is continued only if deviations below a predefinable limit value are detected during this check.

Besonders bevorzugt kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass in Schritt b) eine Abweichung unterhalb eines vorgebbaren Grenzwerts von der Formvorlage erkannt wird, wenn der Preformrohling um weniger als 5%, insbesondere weniger als 1%, bevorzugt weniger als 0,1%, von der Formvorlage abweicht. Diese Prozentangaben stellen bevorzugte Werte dar, wobei auch andere Werte verwendet werden können, die durch die Anforderungen des herzustellenden faserverstärkte Preformwerkstück bedingt sind. Durch einen vorgebbaren Grenzwert von 5%, insbesondere 1%, bevorzugt 0,1%, kann sichergestellt werden, dass die Abweichungen von der Formvorgabe klein genug sind, um die weitere Herstellung des faserverstärkten Preformwerkstücks nicht zu behindern und/oder negativ zu beeinflussen. Gleichzeitig sind die genannten Prozentangaben groß genug, um einen zu hohen Ausschuss bei der Herstellung des faserverstärkten Preformwerkstücks zu verhindern.With particular preference, a method according to the invention can be further developed in that, in step b), a deviation below a specifiable limit value is recognized by the master when the preform blank is less than 5%, in particular less than 1%, preferably less than 0.1%, deviates from the form template. These percentages represent preferred values, although other values may be used which are due to the requirements of the fiber-reinforced preform workpiece to be produced. By a predefinable limit of 5%, in particular 1%, preferably 0.1%, it can be ensured that the deviations from the shape specification are small enough not to hinder the further production of the fiber-reinforced preform workpiece and / or adversely affect. At the same time, the stated percentages are large enough to prevent excessive rejects in the production of the fiber-reinforced preform workpiece.

Auch kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass in Schritt b) vorbestimmte Prüfabschnitte des Preformrohlings überprüft werden. Vorbestimmte Prüfabschnitte im Sinne der Erfindung sind insbesondere Bereiche des Preformrohlings, in denen beispielsweise bereits bei früheren Herstellungszyklen besonders oft und/oder besonders große Abweichungen aufgetreten sind. Durch eine Einschränkung der Überprüfung auf vorbestimmte Prüfabschnitte kann insbesondere eine Beschleunigung der Herstellung des Preformwerkstücks durch ein erfindungsgemäßes Verfahren ermöglicht werden, da nicht der gesamte Preformrohling auf Abweichungen überprüft werden muss, sondern nur die vorbestimmten Prüfabschnitte. Eine Steigerung der durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellten Preformwerkstücke pro Zeiteinheit, kann dadurch erreicht werden.Also, a method according to the invention can be further developed such that in step b) predetermined test sections of the preform blank are checked. Predetermined test sections in the sense of the invention are, in particular, areas of the preform blank in which, for example, particularly often and / or particularly large deviations have already occurred in earlier production cycles. By restricting the check to predetermined test sections, in particular an acceleration of the production of the preform workpiece by a method according to the invention can be made possible, since not the entire preform blank has to be checked for deviations, but only the predetermined test sections. An increase in the preform workpieces produced by a method according to the invention per unit time can be achieved thereby.

Auch kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ferner vorgesehen sein, dass Schritt b) zumindest teilweise nach einem Einlegen des Preformrohlings in die Rohlingaufnahme durchgeführt wird, wobei die Prüfmittel durch Sensorelemente des Injektionswerkzeugs bereitgestellt werden. In dieser Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens können Sensorelemente, die im Injektionswerkzeug vorhanden sind, als Prüfmittel eingesetzt werden. Diese Sensorelemente können beispielsweise in einer Grenzoberfläche des Injektionswerkzeugs angeordnet sein, wobei die Grenzoberfläche beispielsweise eine Oberfläche des Injektionswerkzeugs ist, auf die beim Schließen des Injektionswerkzeugs ein weiterer Teil des Injektionswerkzeugs aufgesetzt wird. Eine besonders einfache und insbesondere ohne großen zusätzlichen Aufwand bereitstellbare Überprüfung des Preformrohlings auf Abweichungen kann auf diese Weise bereitgestellt werden.It can also be provided in a method according to the invention that step b) is performed at least partially after inserting the preform blank into the blank receptacle, the test means being provided by sensor elements of the injection tool. In this embodiment of a method according to the invention, sensor elements which are present in the injection tool can be used as test equipment. These sensor elements can be arranged, for example, in a boundary surface of the injection tool, wherein the boundary surface is, for example, a surface of the injection tool on which a further part of the injection tool is placed when closing the injection tool. A particularly simple check of the preform blank for deviations, which can be provided in particular without much additional effort, can be provided in this way.

Alternativ oder zusätzlich kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ferner vorgesehen sein, dass Schritt b) zumindest teilweise nach einem Einlegen des Preformrohlings eine werkzeuganaloge Prüfvorrichtung durchgeführt wird, wobei die Prüfmittel durch Sensorelemente der werkzeuganalogen Prüfvorrichtung bereitgestellt werden. Eine werkzeuganaloge Prüfvorrichtung im Sinne der Erfindung kann insbesondere jede Vorrichtung sein, die bevorzugt eine Aufnahme aufweist, die der Rohlingaufnahme des Injektionswerkzeugs zumindest teilweise nachgebildet ist. Auch kann bei einer werkzeuganalogen Prüfvorrichtung vorgesehen sein, dass diese beispielsweise auch nur den Prüfabschnitten des Preformrohlings angepasst ausgebildet ist. Durch den Einsatz einer werkzeuganalogen Prüfvorrichtung kann insbesondere auch ermöglicht werden, dass ein bereits vorhandenes Injektionswerkzeug ohne Sensorelemente weiter verwendet werden kann. Insbesondere kann aber auch die werkzeuganaloge Prüfvorrichtung zusätzlich zu Sensorelementen im Injektionswerkzeug verwendet werden. Eine besonders genaue Überprüfung des Preformrohlings auf Abweichungen von der Formvorgabe kann auf diese Weise bereitgestellt werden.Alternatively or additionally, it can further be provided in a method according to the invention that step b) is carried out at least partially after inserting the preform blank a tool-analogous test device, wherein the test means are provided by sensor elements of the tool-analogous test device. A tool-analogous test device in the sense of the invention may in particular be any device which preferably has a receptacle which is at least partially simulated to the blank receptacle of the injection tool. It can also be provided in a tool-analogous testing device that it is adapted, for example, only to the test sections of the preform blank. The use of a tool-analogous testing device can in particular also make it possible for an existing injection tool without sensor elements to continue to be used. In particular, however, the tool analog test device can be used in addition to sensor elements in the injection tool. A particularly accurate check of the preform blank for deviations from the shape specification can be provided in this way.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann ferner dahingehend weiterentwickelt sein, dass in den Prüfmitteln zumindest eines der folgenden Sensorelemente eingesetzt wird:

- optischer Sensor
- Leitfähigkeitssensor
- Drucksensor.

A method according to the invention can also be further developed in that at least one of the following sensor elements is used in the test means:

- optical sensor
- Conductivity sensor
- Pressure sensor.

Diese Liste ist nicht abgeschlossen, sodass, falls technisch sinnvoll und möglich, auch weitere Sensorelemente in den Prüfmitteln eingesetzt werden können. Ein optischer Sensor kann insbesondere dahingehend verwendet werden, dass dieser beispielsweise eine Überdeckung des Sensors mit Geflecht des Preformrohlings als Abweichung von der Formvorgabe erkennt. Für diesen Zweck kann der optische Sensor in einem Bereich angeordnet sein, der bei einem Preformrohling, der vollständig der Formvorgabe entspricht, nicht mit Geflecht überdeckt ist. Ein Leitfähigkeitssensor kann durch eine Abweichung einer gemessenen Leitfähigkeit von einer erwarteten Leitfähigkeit ohne Überdeckung durch ein Geflecht des Preformrohlings zum Erkennen einer Abweichung von der Formvorgabe eingesetzt werden. Drucksensoren wiederum können insbesondere bevorzugt im Injektionswerkzeug eingesetzt werden, beispielsweise um ein Verhindern und/oder ein Erschweren eines vollständigen Schließens des Injektionswerkzeugs durch ein eingeklemmtes Geflecht des Proformrohlings zu erkennen.This list is not completed so that, if technically feasible and possible, other sensor elements can also be used in the test equipment. An optical sensor can in particular be used in such a way that it recognizes, for example, an overlap of the sensor with braiding of the preform blank as a deviation from the shape specification. For this purpose, the optical sensor can be arranged in a region which is not covered with braid in the case of a preform blank which completely corresponds to the shape specification. A conductivity sensor may be employed by a deviation of a measured conductivity from an expected conductivity without coverage by a mesh of the preform blank for detecting a deviation from the shape specification. In turn, pressure sensors can in particular preferably be used in the injection tool, for example in order to detect a prevention and / or an impediment to a complete closing of the injection tool by a clamped mesh of the proformail.

Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass Schritt b) zumindest teilweise durch eine Messung eines Umfangs des Preformrohlings durch die Prüfmittel durchgeführt wird. Ein Preformrohling, der vollständig der Formvorgabe entspricht, weist einen klar definierten und Umfang mit einer festen Größe auf. Durch eine Messung eines Umfangs des Preformrohlings können somit Abweichungen von der Formvorgabe erkannt werden. Diese Messungen des Umfangs können insbesondere zusätzlich oder alternativ zu Überprüfungen durchgeführt werden, die durch das Injektionswerkzeug oder die werkzeuganaloge Prüfvorrichtung durchgeführt werden. Eine noch genauere Bestimmung und Überprüfung einer Abweichung des Preformrohlings von einer Formvorgabe kann dadurch bereitgestellt werden. Furthermore, in a method according to the invention, alternatively or additionally, it can be provided that step b) is carried out at least partially by measuring the circumference of the preform blank by the checking means. A preform blank that fully conforms to the shape specification has a well-defined and perimeter with a fixed size. By measuring a circumference of the Preformrohlings deviations from the shape specification can thus be detected. In particular, these measurements of the circumference may be performed in addition to or as an alternative to checks performed by the injection tool or the tool analog test device. An even more accurate determination and verification of a deviation of the preform blank from a shape specification can thereby be provided.

Vorzugsweise kann ein erfindungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterentwickelt sein, dass zur Messung des Umfangs des Preformrohlings in den Prüfmitteln zumindest eines der folgenden Sensorelemente eingesetzt wird:

- Maßband
- Messrad
- optischer Sensor.

Preferably, a method according to the invention can be further developed such that at least one of the following sensor elements is used to measure the circumference of the preform blank in the test means:

- Tape measure
- Measuring wheel
- optical sensor.

Diese Liste ist dabei nicht abgeschlossen, sodass, soweit technisch sinnvoll und möglich, auch weitere Sensorelemente zur Messung des Umfangs des Preformrohlings eingesetzt werden können. Durch ein Maßband, insbesondere ein Maßband mit definierter Vorspannung, kann durch ein Anliegen des Maßbands an dem Preformrohling besonders einfach dessen Umfang bestimmt werden. Ein Messrad, insbesondere ein Messrad mit geringem Laufwiederstand, kann kontaktierend um den Preformrohling herumgeführt werden, und somit ebenfalls den Umfang des Preformrohlings bestimmen. Optische Sensoren, beispielsweise Kameras, können verwendet werden um Aufnahmen des Preformrohlings zu erzeugen, die im nachgeschalteten Bildverarbeitungsprorammen ausgewertet und dadurch zur Ermittlung des Umfangs des Preformrohlings verwendet werden können.This list is not completed, so that, as far as technically feasible and possible, other sensor elements can be used to measure the circumference of the preform blank. By a tape measure, in particular a tape measure with a defined bias, the circumference can be determined by a concern of the tape measure on the Preformrohling particularly simple. A measuring wheel, in particular a measuring wheel with low running resistance, can be guided around the preform blank in a contacting manner, and thus also determine the circumference of the preform blank. Optical sensors, for example cameras, can be used to produce images of the preform blank, which can be evaluated in the downstream image processing programs and thereby used to determine the circumference of the preform blank.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines faserverstärkten Preformwerkstücks, aufweisend zumindest eine Flechtvorrichtung zur Herstellung eines geflochtenen Preformrohlings sowie ein Injektionswerkzeug zum Weiterverarbeiten des Preformrohlings zum Preformwerkstück durch ein Einbringen eines Matrixwerkstoffs und ein Aushärten des Preformrohlings. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Prüfmittel zum Überprüfen des Preformrohlings auf Abweichungen von einer Formvorgabe aufweist, wobei die Formvorgabe durch eine Rohlingaufnahme eines Injektionswerkzeugs vorgegeben ist.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by an apparatus for producing a fiber-reinforced preform workpiece, comprising at least one braiding device for producing a braided preform blank and an injection tool for further processing the preform blank to the preform workpiece by introducing a matrix material and curing the Preformrohlings. A device according to the invention is characterized in that the device has testing means for checking the preform blank for deviations from a shape specification, wherein the shape specification is predetermined by a blank receptacle of an injection tool.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Herstellung eines faserverstärkten Preformwerkstücks ausgebildet. In einer Flechtvorrichtung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Flechtkern mit einem Geflecht aus Fasern umflochten werden, um einen geflochtenen Preformrohling herzustellen. Der Flechtkern und damit der geflochtene Preformrohling können eine Vielzahl von Geometrien aufweisen. Das eigentliche Preformwerkstück wird durch ein Injizieren eines Matrixwerkstoffs in den Preformrohling in einem Injektionswerkzeug und ein anschließendes Aushärten des Preformrohlings und ein Entfernen des Flechtkerns aus dem Preformrohling hergestellt. Erfindungswesentlich wird bereits der Preformrohling durch Prüfmittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf Abweichungen von einer Formvorgabe überprüft. Die Formvorgabe ist insbesondere durch eine Rohlingaufnahme des Injektionswerkzeugs vorgegeben. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass beim Einlegen des Preformrohlings in die Rohlingaufnahme des Injektionswerkzeugs ein Einklemmen von Geflecht des Preformrohlings durch das Injektionswerkzeug vermieden werden kann. Eine Abnutzung des Injektionswerkzeugs kann dadurch vermieden werden. Gleichzeitig kann auch eine Qualität des gesamten hergestellten faserverstärkten Preformwerkstücks, insbesondere hinsichtlich eines geforderten Faservolumengehalts, erhöht werden.A device according to the invention is designed for producing a fiber-reinforced preform workpiece. In a braiding device in a device according to the invention, a braid core may be braided with a braid of fibers to produce a braided preform blank. The braided core and thus the braided Preformrohling can have a variety of geometries. The actual preform workpiece is produced by injecting a matrix material into the preform blank in an injection tool and then curing the preform blank and removing the braid core from the preform blank. Essential to the invention, the preform blank is already checked by testing means of the device according to the invention for deviations from a shape specification. The shape specification is predetermined in particular by a blank holder of the injection tool. In this way it can be ensured that when inserting the Preformrohlings in the blank holder of the injection tool trapping of braid of Preformrohlings can be avoided by the injection tool. Wear of the injection tool can be avoided. At the same time, a quality of the entire produced fiber-reinforced preform workpiece, in particular with regard to a required fiber volume content, can be increased.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann besonders bevorzugt dahingehend ausgebildet sein, dass die Vorrichtung zum Ausführen eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist, wobei die Prüfmittel zum Ausführen des Schritts b) des Verfahrens ausgebildet sind. Somit weist auch eine erfindungsgemäße Vorrichtung sämtliche Vorteile auf, die bereits in Bezug auf ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind. Insbesondere kann durch Prüfmittel, die zum Ausführen des Schritts b) eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sind, sichergestellt werden, dass eine Überprüfung des Preformrohlings auf Abweichungen von der Formvorgabe durchgeführt werden können.A device according to the invention can be particularly preferably designed such that the device is designed to carry out a method according to the first aspect of the invention, wherein the checking means are designed to carry out step b) of the method. Thus, a device according to the invention also has all the advantages that have already been described in detail in relation to a method according to the first aspect of the invention. In particular, it can be ensured by test means, which are designed to carry out step b) of a method according to the invention, that a check of the preform blank can be carried out for deviations from the form specification.

Darüber hinaus kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Prüfmittel zumindest eines der folgenden Sensorelemente aufweisen:

- optischer Sensor
- Leitfähigkeitssensor
- Drucksensor
- Maßband
- Messrad.

Moreover, it can be provided in a device according to the invention that the test means have at least one of the following sensor elements:

- optical sensor
- Conductivity sensor
- Pressure sensor
- Tape measure
- Measuring wheel.

Diese Liste ist nicht abgeschlossen, sodass die Prüfmittel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auch weitere Sensorelemente aufweisen können, soweit technisch sinnvoll und möglich. Eine Vielzahl von möglichen Überprüfungen eines Preformrohlings auf Abweichungen von einer Formvorgabe können durch diese möglichen Sensorelemente bereitgestellt werden. This list is not completed, so that the test means of a device according to the invention can also have further sensor elements, as far as technically reasonable and possible. A large number of possible checks of a preform blank for deviations from a shape specification can be provided by these possible sensor elements.

Auch kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung dahingehend ausgebildet sein, dass die Prüfmittel Sensorelemente aufweisen, insbesondere optische Sensoren und/oder Leitfähigkeitssensoren und/oder Drucksensoren, die zumindest teilweise im Injektionswerkzeug, insbesondere in einer Grenzoberfläche des Injektionswerkzeugs, und/oder in einer werkzeuganalogen Prüfvorrichtung angeordnet sind. Auf diese Weise kann besonders einfach sichergestellt werden, dass der Preformrohling einer Formvorgabe entspricht, die durch eine Rohlingaufnahme des Injektionswerkzeugs gebildet ist. Insbesondere durch Sensorelemente, die in einer Grenzoberfläche, mit anderen Worten in einer Oberfläche des Injektionswerkzeugs, die mit einer weiteren Grenzoberfläche des Injektionswerkzeugs beim Schließen des Injektionswerkzeugs in Kontakt tritt, können Abweichungen des Preformrohlings von einer Formvorgabe besonders einfach erkannt werden, da diese Grenzoberflächen bei einem Preformrohling ohne Abweichungen von der Formvorgabe von Geflecht des Preformrohlings frei bleiben sollten. Dasselbe kann in einer werkzeuganalogen Prüfvorrichtung überprüft werden, wobei insbesondere die werkzeuganaloge Prüfvorrichtung zumindest ähnlich dem Injektionswerkzeug, insbesondere der Rohlingaufnahme des Injektionswerkzeugs, nachgebildet ist.A device according to the invention can also be designed such that the test means have sensor elements, in particular optical sensors and / or conductivity sensors and / or pressure sensors, which are arranged at least partially in the injection tool, in particular in a boundary surface of the injection tool, and / or in a tool-analogous test device. In this way, it can be ensured in a particularly simple manner that the preform blank corresponds to a shape specification which is formed by a blank receptacle of the injection tool. In particular, by sensor elements, which in a boundary surface, in other words in a surface of the injection tool, which comes into contact with a further boundary surface of the injection tool when closing the injection tool, deviations of the preform blank from a shape specification can be particularly easily recognized, since these boundary surfaces in a Preform blank should remain free of deviations from the form specification of braid Preformrohlings. The same can be checked in a tool-analogous testing device, wherein in particular the tool-analogous testing device is simulated at least similarly to the injection tool, in particular the blank holder of the injection tool.

Alternativ oder zusätzlich kann bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, dass die Prüfmittel Sensorelemente, insbesondere optische Sensoren und/oder ein Maßband, bevorzugt vorgespanntes Maßband, und/oder ein Messrad, bevorzugt ein Messrad mit geringem Reibungskoeffizienten, zum Ermitteln eines Umfangs des Preformrohlings aufweisen. In dieser Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Umfang des Preformrohlings ermittelt werden, wobei die aufgezählten Sensoren dafür besonders gut geeignet sind. Der Umfang des Preformrohlings wird insbesondere dann erhöht sein, wenn das Geflecht des Preformrohlings der Formvorgabe nicht entspricht. Eine Messung des Umfangs kann somit ebenfalls ein besonders einfaches Erkennen einer Abweichung des Preformrohlings von der Formvorgabe bereitstellen.Alternatively or additionally, it can be provided in a device according to the invention that the test means sensor elements, in particular optical sensors and / or a tape measure, preferably biased tape measure, and / or a measuring wheel, preferably a measuring wheel with a low coefficient of friction, for determining a circumference of the Preformrohlings. In this embodiment of a device according to the invention, a circumference of the preform blank can be determined, the enumerated sensors being particularly well suited for this purpose. The circumference of the preform blank will be increased, in particular, if the braiding of the preform blank does not correspond to the shape specification. A measurement of the circumference can thus also provide a particularly simple detection of a deviation of the preform blank from the shape specification.

Gemäß eines dritten Aspekts der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Preformwerkstück, hergestellt aus einem geflochtenen Preformrohling durch ein Einbringen eines Matrixwerkstoffs und anschließendem Aushärten. Ein erfindungsgemäßes Preformwerkstück ist dadurch gekennzeichnet, dass das Preformwerkstück durch ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder durch eine Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung hergestellt ist. Ein erfindungsgemäßes Preformwerkstück weist somit sämtliche Vorteile auf, die bereits in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und/oder in Bezug auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind.According to a third aspect of the invention, the object is achieved by a preform workpiece, produced from a braided Preformrohling by introducing a matrix material and subsequent curing. A preform workpiece according to the invention is characterized in that the preform workpiece is produced by a method according to the first aspect of the invention and / or by a device according to the second aspect of the invention. A preform workpiece according to the invention thus has all the advantages which have already been described in detail in relation to a method according to the invention according to the first aspect of the invention and / or with reference to a device according to the invention according to the second aspect of the invention.

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 der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 4 mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch:

1 ein erfindungsgemäßes Verfahren,
2 ein erfindungsgemäßes Preformwerkstück,
3 eine erste mögliche Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
4 weitere mögliche Ausgestaltungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

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 the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination. Elements with the same function and mode of action are in the 1 to 4 provided with the same reference numerals. They show schematically:

1 a method according to the invention,
2 an inventive preform workpiece,
3 a first possible embodiment of a device according to the invention, and
4 further possible embodiments of a device according to the invention.

In 1 wird ein erfindungsgemäßes Verfahren gezeigt, wobei Schritt a) mit A, Schritt b) mit B, Schritt c) mit C, Schritt d) mit D sowie Schritt e) mit E bezeichnet ist. Im Folgenden wird das Verfahren kurz beschrieben, wobei die nötigen Elemente und Vorrichtungen jeweils nicht mitabgebildet sind. Im ersten Schritt a) wird ein Flechtkern 2 mit einem Geflecht 3 aus Fasern zur Herstellung eines Preformrohlings 4 umflochten. Dies kann beispielsweise in einer Flechtvorrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 durchgeführt werden. Im nächsten Schritt b), der insbesondere den erfindungswesentlichen Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt, wird der Preformrohling 4 auf Abweichungen 51 von einer Formvorgabe 50 durch Prüfmittel 40 überprüft. Die Prüfmittel 40 können dabei verschiedenste Sensorelemente 41 aufweisen. Die Formvorgabe 50 wiederrum wird durch eine Rohlingaufnahme 13 eines Injektionswerkzeugs 11 vorgegeben, das im nächsten Schritt c) zum Einbringen eines Matrixwerkstoffs in den Preformrohling 4 verwendet wird. Durch das Überprüfen auf Abweichungen 51 von einer Formvorgabe 50 kann sichergestellt werden, dass bereits der Preformrohling 4 der Formvorgabe 50 entspricht und somit eine Qualität des hergestellten Preformwerkstücks 1 sichergestellt werden kann. Darüber hinaus kann durch das Einhalten der Formvorgabe 50 bereitgestellt werden, dass das Injektionswerkzeug 11 geschont und insbesondere unnötige Abnutzungen am Injektionswerkzeug 11 vermieden werden können. Insbesondere wird im folgenden Schritt c) nur bei einem Erkennen von Abweichungen 51 des Preformrohlings 4 von der Formvorgabe 50 unterhalb eines vorgebbaren Grenzwerts, beispielsweise Abweichungen 51 von weniger als 5%, insbesondere weniger als 1%, bevorzugt weniger als 0,1% von der Formvorgabe 50, ein Einbringen des Matrixwerkstoffs in den Preformrohling 4 vorgenommen. Dafür wird spätestens im Schritt c) der Preformrohling 4 in ein Injektionswerkzeug 11, insbesondere in eine Rohlingaufnahme 13 des Injektionswerkzeugs 11, eingelegt. In einem Injektionsverfahren, wird dann der Matrixwerkstoff in den Preformrohling 4 eingebracht. In den nächsten beiden Schritten d) und e) wird die Herstellung des faserverstärkten Preformwerkstücks 1 abgeschlossen, insbesondere durch ein Aushärten des Preformrohlings 4, insbesondere des Matrixwerkstoffs, im Schritt d) und durch ein Entfernen des Flechtkerns 2 zur Herstellung des Preformwerkstücks 1 im abschließenden Schritt e) eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Zusammenfassend kann durch ein erfindungsgemäßes Verfahren ein faserverstärktes Preformwerkstück 1 hergestellt werden, dass zum einen eine hohe Qualität aufweist, beispielsweise einen vorgegebenen Faservolumengehalt einhält, und bei dem gleichzeitig vermeidbare Abnutzungserscheinungen am verwendeten Injektionswerkzeug 11 verhindert werden können. Beides kann zur Senkung der Kosten beim Herstellen bei faserverstärkten Preformwerkstücken 1 führen.In 1 an inventive method is shown, wherein step a) with A , Step b) with B , Step c) with C , Step d) with D and step e) with e is designated. In the following, the method will be described briefly, with the necessary elements and devices are not mitabgebildet each. In the first step a) becomes a wicker core 2 with a braid 3 from fibers for the production of a preform blank 4 braided. This can, for example, in a braiding device of a device according to the invention 10 be performed. In the next step b), which represents in particular the invention essential step of the method according to the invention, the Preformrohling 4 on deviations 51 from a shape specification 50 through test equipment 40 checked. The test equipment 40 can use a wide variety of sensor elements 41 exhibit. The shape specification 50 in turn is through a blank recording 13 an injection tool 11 given in the next step c) for introducing a matrix material into the Preformrohling 4 is used. By checking for deviations 51 from a shape specification 50 can be ensured that already the preform blank 4 the formal requirement 50 corresponds and thus a quality of the produced Preformwerkstücks 1 can be ensured. In addition, by complying with the form default 50 be provided that the injection tool 11 spared and in particular unnecessary wear on the injection tool 11 can be avoided. In particular, in the following step c) is only in case of detecting deviations 51 of preform blank 4 from the shape specification 50 below a predefinable limit, for example deviations 51 of less than 5%, in particular less than 1%, preferably less than 0.1% of the formal specification 50 , An introduction of the matrix material in the Preformrohling 4 performed. For this, at the latest in step c) the Preformrohling 4 in an injection tool 11 , in particular in a blank holder 13 of the injection tool 11 , inserted. In an injection process, then the matrix material is in the Preformrohling 4 brought in. In the next two steps d) and e), the production of the fiber-reinforced preform workpiece 1 completed, in particular by curing the Preformrohlings 4 , in particular of the matrix material, in step d) and by removing the braid core 2 for producing the preform workpiece 1 in the final step e) of a method according to the invention. In summary, by a method according to the invention a fiber-reinforced preform workpiece 1 be prepared that on the one hand has a high quality, for example, a predetermined fiber volume content complies, and at the same time avoidable wear on the injection tool used 11 can be prevented. Both can reduce the cost of manufacturing fiber reinforced preform workpieces 1 to lead.

In 2 ist ein Preformrohling 4 und das daraus hergestellte Preformwerkstück 1 gezeigt. Insbesondere ist in der linken Abbildung eine Seitenansicht, in der rechten Abbildung eine Schnittansicht des Preformwerkstücks 1 sowie des Preformrohlings 4 gezeigt. In einem Prüfabschnitt 6, indem besonders bevorzugt speziell das Überprüfen des Preformrohlings 4 vor Abweichungen 51 in Schritt b) eines erfindungsgemäßen Verfahrenes durchgeführt werden kann, weist der dargestellte Preformrohling 4 eine Abweichung 51 von der Formvorgabe 50 auf. Dieses ist sowohl in der Seitenansicht als auch in der Schnittansicht sichtbar. In der Schnittansicht ist ferner deutlich erkennbar, dass ein Umfang 5, hier dargestellt für den Preformrohling 4 ohne Abweichung 51, durch die Abweichung 51 verändert, insbesondere vergrößert wird. In der Schnittansicht ist ferner sichtbar, dass ein Flechtkern 2 durch das Geflecht 3 zur Bildung des Preformrohlings 4 umflochten ist. Das Preformwerkstück 1 ergibt sich dann nach dem Einbringen und Aushärten des Matrixwerkstoffs durch ein Entfernen dieses Flechtkerns 2. Der dargestellte Preformrohling 4 wird jedoch nur dann zum Preformwerkstück 1 weiterverarbeitet, wenn in einem erfindungsgemäßen Verfahren festgestellt wurde, dass die Abweichung 51 von der Formvorgabe 50 unter einem vorgebbaren Grenzwert liegt, besonders bevorzugt das die Abweichung 51 weniger als 5%, insbesondere weniger als 1%, bevorzugt weniger als 0,1% von der Formvorgabe 50 abweicht.In 2 is a preform blank 4 and the preform workpiece produced therefrom 1 shown. In particular, in the left figure is a side view, in the right figure is a sectional view of the preform workpiece 1 as well as the Preformrohlings 4 shown. In a test section 6 in particular, especially by checking the Preformrohlings 4 before deviations 51 in step b) of a method according to the invention can be carried out, has the Preformrohling shown 4 a deviation 51 from the shape specification 50 on. This is visible both in the side view and in the sectional view. In the sectional view is also clearly seen that a scope 5 , shown here for the preform blank 4 without deviation 51 , by the deviation 51 changed, in particular, is increased. In the sectional view is also visible that a braided core 2 through the network 3 to form the preform blank 4 is braided. The preform workpiece 1 then results after the introduction and curing of the matrix material by removing this wicker core 2 , The preform blank shown 4 but only becomes a preform workpiece 1 further processed when it has been found in a method according to the invention that the deviation 51 from the shape specification 50 is below a predeterminable limit, particularly preferred is the deviation 51 less than 5%, in particular less than 1%, preferably less than 0.1% of the formal specification 50 differs.

Dies kann beispielsweise in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 erkannt werden, von der in 3 eine erste mögliche Ausgestaltungsform gezeigt ist. Bei der in 3 gezeigten Vorrichtung 10 kann es sich um ein Injektionswerkzeug 11 oder aber auch eine werkzeuganaloge Prüfvorrichtung 12 handeln. Wesentlich ist, dass die Vorrichtung 10 verschiedene Sensorelemente 41 als Prüfmittel 40 aufweist. Sowohl das Injektionswerkzeug 11 als auch die Prüfvorrichtung 12 weisen eine Rohlingaufnahme 13 auf, welche die Formvorgabe 50 bestimmt beziehungsweise ihr nachgebildet ist. Auf einer Grenzoberfläche 14 sind verschiedene Sensorelemente 41 angeordnet, insbesondere optische Sensoren 42, Leitfähigkeitssensoren 43 sowie Drucksensoren 44. Von den einzelnen Sensorelementen 41 ist jeweils nur ein einziges mit Bezugszeichen versehen, um die Übersichtlichkeit der Abbildung zu erhöhen. Insbesondere durch die Sensorelemente 41 in der Grenzoberfläche 14 kann ein Hinausragen des Preformrohlings 4 (nicht mitabgebildet) über die Rohlingaufnahme 13 erkannt werden. Durch einen optischen Sensor 42 kann insbesondere ein direktes Überdecken des Sensorelements 41 durch das Geflecht 3 des Preformrohlings 4 erkannt werden. Ein Leitfähigkeitssensor 43 kann insbesondere beispielsweise bei einem geschlossenen Injektionswerkzeug 11 ebenfalls ein Aufliegen des Geflechts 3 (nicht mit abgebildet) des Preformrohlings 4 auf dem Leitfähigkeitssensor 43 durch eine Verminderung der gemessenen Leitfähigkeit erkannt werden. Ein Drucksensor 44 wiederrum kann erkennen, wenn es bei einem geschlossenen Injektionswerkzeug 11, bei dem die Grenzoberfläche 14 eine weitere Grenzoberfläche 14 (nicht mitabgebildet) eines weiteren Abschnitts des Injektionswerkzeugs 11kontaktiert, zu einem erhöhten Druckaufbau kommt. Insgesamt können durch diese Sensorelemente 41 direkt durch das Injektionswerkzeug 11 und/oder durch die werkzeuganaloge Prüfvorrichtung 12 eine Abweichung 51 einer Form des Preformrohlings 4 von der Formvorgabe 50 besonders einfach erkannt werden.This can, for example, in a device according to the invention 10 be recognized by the in 3 a first possible embodiment is shown. At the in 3 shown device 10 it can be an injection tool 11 or else a tool-analogous testing device 12 act. It is essential that the device 10 different sensor elements 41 as test equipment 40 having. Both the injection tool 11 as well as the tester 12 have a blank holder 13 on which the shape specification 50 determines or is modeled on it. On a boundary surface 14 are different sensor elements 41 arranged, in particular optical sensors 42 , Conductivity sensors 43 as well as pressure sensors 44 , From the individual sensor elements 41 in each case only a single one is provided with reference symbols in order to increase the clarity of the illustration. In particular, by the sensor elements 41 in the boundary surface 14 may be a protrusion of Preformrohlings 4 (not mitabgebildet) over the blank recording 13 be recognized. Through an optical sensor 42 In particular, a direct covering of the sensor element 41 through the network 3 of preform blank 4 be recognized. A conductivity sensor 43 in particular, for example, in a closed injection tool 11 also a resting of the mesh 3 (not shown) of Preformrohlings 4 on the conductivity sensor 43 be detected by a reduction of the measured conductivity. A pressure sensor 44 In turn, it can detect if it is a closed injection tool 11 in which the boundary surface 14 another interface 14 (not mitabgebildet) contacted another portion of the injection tool 11, comes to an increased pressure build-up. Overall, these sensor elements can 41 directly through the injection tool 11 and / or by the tool analog test device 12 a deviation 51 a form of Preformrohlings 4 from the shape specification 50 particularly easy to recognize.

4 zeigt alternative oder zusätzliche Möglichkeiten, eine Abweichung 51 der Form des Preformrohlings 4 von einer Formvorgabe 50 zu erkennen. In diesen Ausgestaltungsformen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, von der in 4 drei Möglichkeiten gezeigt sind, wird insbesondere ein Umfang 5 des Preformrohlings 4 gemessen. Ein vergrößerter Umfang 5, dargestellt für einen Preformrohling 4 ohne Abweichung 51,lässt zumeist auf eine Abweichung 51 von der Formvorgabe 50 schließen. Der Preformrohling 4 bzw. das herzustellende Preformwerkstück 1 ist wiederrum in einer Schnittdarstellung dargestellt, sodass sowohl das Geflecht 3 als auch der umflochtene Flechtkern 2 sichtbar ist. 4 shows alternative or additional possibilities, a deviation 51 the shape of the preform blank 4 from a shape specification 50 to recognize. In these embodiments of a device according to the invention 10 from the in 4 Three options are shown, in particular, a scope 5 of preform blank 4 measured. An enlarged scope 5 , shown for a preform blank 4 without deviation 51 , mostly leaves on a deviation 51 from the shape specification 50 shut down. The preform blank 4 or the preform workpiece to be produced 1 is again shown in a sectional view, so that both the mesh 3 as well as the braided core 2 is visible.

In der obersten Abbildung von 4 weisen die Prüfmittel 40 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 insbesondere ein als Maßband 45 ausgebildetes Sensorelement 41 auf. Das Maßband 45 kann dabei insbesondere als vorgespanntes, besonders bevorzugt als ein mit einer bekannten Vorspannung vorgespanntes, Maßband 45 ausgebildet sein. Ein Anlegen des Maßbands 45 an den Preformrohling 4 kann zur Bestimmung des Umfangs 5 des Preformrohlings 4 verwendet werden. In der mittleren Abbildung weisen die Prüfmittel 40 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 ein Messrad 46, das besonders bevorzugt reibungsarm ausgebildet ist, auf. Ein Abfahren einer Oberfläche des Preformrohlings 4 kann wiederrum zur Bestimmung des Umfangs 5 des Preformrohlings 4 verwendet werden. Die letzte, unterste Abbildung in 4 zeigt Prüfmittel 40 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, in der die Sensorelemente 41 als optische Sensoren 42 ausgebildet sind. Diese optischen Sensoren 42 können Aufnahmen des Preformrohlings 4 anfertigen, die in nachgestalteten Bildverarbeitungsprogrammen ausgewertet werden können. Auch auf diese Weise können Abweichungen 51 von einer Formvorgabe 50 schnell und sicher erkannt werden.In the top picture of 4 Show the test equipment 40 the device according to the invention 10 especially as a tape measure 45 trained sensor element 41 on. The measuring tape 45 In this case, it can be used, in particular, as a pretensioned measuring tape, particularly preferably as a biased with a known bias 45 be educated. An application of the tape measure 45 to the preform blank 4 can be used to determine the scope 5 of preform blank 4 be used. In the middle figure show the test equipment 40 the device according to the invention 10 a measuring wheel 46 , which is particularly preferably formed with low friction on. A departure of a surface of the Preformrohlings 4 can in turn to determine the scope 5 of preform blank 4 be used. The last, bottom picture in 4 shows test equipment 40 a device according to the invention 10 in which the sensor elements 41 as optical sensors 42 are formed. These optical sensors 42 can take pictures of the preform blank 4 that can be evaluated in post-processing image processing programs. Even in this way can deviations 51 from a shape specification 50 be detected quickly and safely.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: PreformwerkstückPreformwerkstück
22: Flechtkernbraid
33: Geflechtweave
44: PreformrohlingPreformrohling
55: Umfangscope
66: Prüfabschnitt test section
1010: Vorrichtungcontraption
1111: Injektionswerkzeuginjection tool
1212: PrüfvorrichtungTester
1313: Rohlingaufnahmeblank recording
1414: Grenzoberfläche boundary surface
4040: Prüfmitteltest equipment
4141: Sensorelementsensor element
4242: optischer Sensoroptical sensor
4343: Leitfähigkeitssensorconductivity sensor
4444: Drucksensorpressure sensor
4545: Maßbandtape measure
4646: Messrad Measuring Wheel
5050: Formvorgabeform default
5151: Abweichungdeviation

Claims

Method for producing a fiber-reinforced preform workpiece (1), characterized by the following steps: a) braiding a braided core (2) with a braid (3) made of fibers to produce a preform blank (4), b) checking the preform blank (4) for deviations ( 51) of a shape specification (50) by test means (40), wherein the shape specification (50) by a blank holder (13) of an injection tool (11) is given, c) upon detection of deviations (51) of the preform blank (4) the shape specification (50) below a predefinable limit value in step b) introducing a matrix material into the preform blank (4) in the injection tool (11) by an injection method, d) curing the preform blank (4), and e) removing the braid core (2) for producing the preform workpiece (1).

Method according to Claim 1 , characterized in that in step b) a deviation (51) below a predefinable limit value of the template (50) is detected when the Preformrohling (4) by less than 5%, in particular less than 1%, preferably less than 0, 1%, deviates from the specification (50).

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that in step b) predetermined test sections (6) of the Preformrohlings (4) are checked.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that step b) is performed at least partially after inserting the Preformrohlings (4) in the blank holder (13), wherein the test means (40) provided by sensor elements (41) of the injection tool (11) become.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that step b) is carried out at least partially after inserting the preform blank (4) in a tool analog test device (12), wherein the test means (40) by sensor elements (41) of the tool analog test device (12 ) to be provided.

Method according to one of the preceding Claims 4 or 5 , characterized in that at least one of the following sensor elements (41) is used in the test means (40): - optical sensor (42) - conductivity sensor (43) - pressure sensor (44)

Method according to one of the preceding claims, characterized in that step b) at least partially by a measurement of a circumference (5) of the preform blank (4) by the test means (40) is performed.

Method according to Claim 7 , characterized in that for measuring the circumference (5) of the Preformrohlings (4) in the test means (40) at least one of the following sensor elements (41) is used: - tape measure (45) - measuring wheel (46) - optical sensor (42)

Device (10) for producing a fiber-reinforced preform workpiece (1), comprising at least one braiding device for producing a braided preform blank (4) and an injection tool (11) for further processing the preform blank (4) to the preform workpiece (1) by introducing a matrix material and a Curing the preform blank (4), characterized in that the device (10) comprises checking means (40) for checking the preform blank (4) for deviations (51) from a form specification (50), wherein the form specification (50) is determined by a blank receptacle (50). 13) of an injection tool (11) is predetermined.

Device (10) according to Claim 9 , characterized in that the device (10) for carrying out a method according to one of Claims 1 to 7 is formed, wherein the test means (40) for carrying out the step b) of the method are formed.

Device (10) according to one of Claims 9 or 10 , characterized in that the checking means (40) comprise at least one of the following sensor elements (41): - optical sensor (42) - conductivity sensor (43) - pressure sensor (44) - measuring tape (45) - measuring wheel (46)

Device (10) according to one of Claim 9 to 11 , characterized in that the test means (40) sensor elements (41), in particular optical sensors (42) and / or conductivity sensors (43) and / or pressure sensors (44), at least partially in the injection tool (11), in particular in a boundary surface (14) of the injection tool (11), and / or in a tool-analogous test device (12) are arranged.

Device (10) according to one of Claim 9 to 12 , characterized in that the test means (40) sensor elements (41), in particular optical sensors (42) and / or a measuring tape (45), preferably a biased tape measure (45), and / or a measuring wheel (46), preferably a measuring wheel (46) with a low coefficient of friction, for determining a circumference (5) of the Preformrohlings (4).

Preformwerkstück (1), made of a braided Preformrohling (4) by introducing a matrix material and subsequent curing, characterized in that the Preformwerkstück (1) by a method according to one of Claims 1 to 8th and / or by a device (10) according to one of Claims 9 to 13 is made.