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Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung eines faserverstärkten, Kräfte übertragenden Bauteils.
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Im Stand der Technik sind faserverstärkte Kunststoffe oder Faserverbundkunststoffe hinlänglich bekannt. Es handelt sich hierbei um einen Werkstoff, der aus Verstärkungsfasern und einer Kunststoffmatrix (zum Beispiel einem Kunstharz) besteht. Es ist auch bekannt, Bauteile, die überwiegend in einer Vorzugsrichtung beansprucht werden, als Faserverbundkunststoff-Bauteile zu realisieren, bei welchen unidirektional ausgerichtetes Fasermaterial, welches zumindest Teil eines Faser-Kunststoffverbund-Halbzeuges ist, eingesetzt wird.
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Aus der
DE 10 2015 101 564 ist ein Verfahren zum Herstellen faserverstärkter Kunstharzmaterialien bekannt. Bei diesem Stand der Technik werden ununterbrochene Fasern, die nicht weiter vorbereitet oder verändert sind, in einem Bearbeitungsschritt mit faserverstärkten Harzelement verpresst. Mit einem solchen Verfahren werden zum Beispiel Motorhauben für Fahrzeuge hergestellt.
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Ähnliches ist auch aus der
DE 10 2014 215 964 bekannt. Hier wird ein Verfahren zum Herstellen eines mit einem unidirektionalen Fasergelege versehenen SMC Bauteil beschreiben. Dabei wird das unidirektionale, flächige Fasergelege zunächst auf die Bauteilform zugeschnitten und dann in einem Preformwerkzeug in eine eigene stabile Raumform gebracht. Hernach wird es in einem zweiten Schritt mit einem ungerichteten SMC-Halbzeug verpresst.
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Dieser Stand der Technik nutzt die erhebliche Gewichtsreduktion durch den Einsatz des faserverstärkten Kunstharzmaterials aus.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, eine Lösung für die Herstellung von gewichtsreduzierten und Kräfte bzw. Drehmomente übertragenden Bauteile zu entwickeln. Solche Bauteile würden zum Beispiel im Flugzeugbau Verwendung finden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren für die Herstellung eines faserverstärkten, Kräfte bzw. Drehmomente übertragenden Bauteils vor, das durch die Abfolge folgender Schritte gekennzeichnet ist:
- - Anordnung von einem unidirektional ausgerichtetem Fasermaterialstrang in oder an einer Schablone zu einem Vorformling derart, dass der Fasermaterialstrang entlang gerader und gebogener Abschnitte angeordnet wird, eine Raumstruktur bildet und somit der Fasermaterialstrang im fertigen, Kräfte übertragenden Bauteil die Hauptkräfte aufnimmt.
- - Der Vorformling wird mit Wirrfasermaterial, welches zumindest Teil eines Faser-Kunststoffverbund-Halbzeuges ist oder wird, zumindest teilweise umgeben.
- - Gemeinsames Aushärten des Vorformling mit dem Wirrfasermaterial.
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Im Stand der Technik (sowohl bei Bauteilen aus Metall wie auch aus Kunststoffverbundwerkstoffen) ging eine höhere mechanische Stabilität des Bauteils mit einem höheren Bauteilgewicht einher. Der Pfiff der Erfindung liegt darin, dass ein Weg gefunden wurde, wie die üblicherweise einander widersprechenden Aufgaben von geringem Bauteilgewicht einerseits und hoher mechanischer Belastung andererseits in einem Bauteil und einem Herstellungsverfahen für ein solches Bauteil kombiniert werden können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht dabei in einem ersten Schritt die Herstellung eines Vorformlings vor. Der Vorformling bildet im fertigen Bauteil quasi das Skelett bzw. die Tragstruktur, und wird auf die Lastaufgabe des Bauteiles optimal angepasst. Dies geschieht zum Beispiel dadurch, dass die Kräftebelastung des Bauteiles ermittelt wird und dann eine ausreichende Ausstattung des fertigen Bauteiles mit dem unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrang an den wichtigen und richtigen Bereichen des Bauteiles vorgesehen wird. So wird zum Beispiel bei der Konstruktion des Bauteiles die Lasttopologie, also die Lastverteilung, die im Einsatz des Bauteiles im Bauteil zu erwarten ist bzw. benötigt wird, aufgenommen bzw. ermittelt (zum Beispiel mit Methoden der Bauteilauslegung mit Hilfe der finiten Elemente Methode) und entsprechend dieser ermittelten Lasttopologie dann der Vorformling entworfen, der dann in dem beschriebenen Herstellungsverfahren als erster Schritt realisiert wird.
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Charakteristisch ist dabei, dass der unidirektional ausgerichtete Fasermaterialstrang nicht flächig, sondern entlang von Kraftlinien oder -Kurven, gegebenenfalls mit geraden und/oder gebogenen Abschnitten, angeordnet wird. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren schlägt daher die Herstellung von komplexen, Kräfte bzw. Momente übertragenden Bauteile vor, wobei da zunächst nur der unidirektional ausgerichtete Fasermaterialstrang entsprechend optimal orientiert und ausgerichtet in der Schablone, gegebenenfalls noch mit weiteren, die Kraftleitung betreffenden Elemente (siehe unten), angeordnet wird.
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Vorzugsweise wird das vorbeschriebene Verfahren in der beschriebenen Abfolge, also genau in dieser Reihenfolge durchgeführt.
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Der im ersten Schritt zu bildende Vorformling beschreibt daher zumindest eine Raumstruktur, d. h. er bildet eine zwei- oder bevorzugt dreidimensionale körperliche Struktur oder Einheit, die nach ihrer Herstellung ausreichend dauerhaft und stabil ist, um aus der Schablone herausgenommen werden zu können und dann in einem zweiten, dem ersten Schritt nachfolgenden Bearbeitungsschritt, mit dem Wirrfasermaterial verbunden und fertiggestellt zu werden.
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Somit löst das erfindungsgemäße Verfahren in einfacher wie aber auch in flexibler Weise die eingangs gestellte Aufgabe und erlaubt die Herstellung eines gewichtsreduzierten, bzw. gewichtsoptimierten aber lasttopologisch optimal angepassten Bauteiles.
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Der Anwendungsbereich dieses Verfahrens ist dabei sehr variabel, da die Gestaltung des Vorformling grundsätzlich sehr variabel möglich ist und eine Vielzahl unterschiedlichster Raumstrukturen realisierbar ist.
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Dabei kombiniert das erfindungsgemäße Verfahren in geschickter Weise die Eigenschaften des unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrangs mit den Eigenschaften des Wirrfasermaterials. Wie bereits beschrieben, ist das unidirektional ausgerichtete Fasermaterial verantwortlich für die Aufnahme der Kräfte in Hauptkraftrichtung. Das Wirrfasermaterial hingegen besitzt aufgrund seiner Struktur die Eigenschaft, Kräfte in beliebige Richtungen und somit auch Querkräfte aufzunehmen. Hierbei ist natürlich auch klar, dass die Höhe der Querkräfte deutlich geringer ist wie die der Hauptkräfte.Sowohl das unidirektional ausgerichtete Fasermaterial wie auch das Wirrfasermaterial sind oder werden zumindest Teil eines Faser-Kunststoffverbund-Halbzeuges. Das Faser-Kunststoffverbund-Halbzeug besteht dabei aus einem Faseranteil und einem Harz, zum Beispiel Polyester-, Epoxid- oder Vinylesterharz, gegebenenfalls umfasst das Halbzeug auch noch weitere Füll- oder Zuschlagstoffe. Dabei ist es bekannt, dieses Halbzeug als industriell vorgemischte oder vorbereitete Produkte einzusetzen. Die Erfindung umfasst aber auch die Variante, dass die Bestandteile des Halbzeuges erst bei der Herstellung des Bauteiles (bzw. der Vorformlings) zusammen kommen und erst dann das Halbzeug bilden bzw. werden. Beide Varianten gehören zur Erfindung.
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Ein Vorteil liegt darin, dass in geschickter Weise die jeweiligen Kunststoffkomponenten der beiden verschiedenen Faser-Kunststoffverbund-Halbzeuge zusammenwirken, wobei die beiden Halbzeuge ja nicht gleichzeitig, sondern hintereinander verarbeitet werden, da aus dem unidirektional ausgerichteten Fasermaterial, welches zumindest Teil eines Faser-Kunststoffverbund-Halbzeuges ist oder wird, zunächst ein Vorformling gebildet wird, der dann später, zumindest anschließend, gegebenfalls auch in einer anderen Umgebung, mit dem Wirrfasermaterial weiterverarbeitet wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass als unidirektional ausgerichtetes Fasermaterial, insbesondere schnurartige Rovinge, imprägnierte oder vorimprägnierte Rovinge, imprägnierte oder vorimprägnierte Filamentbündel, Towpreg oder Slit tape vorgesehen ist.
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Als Roving wird ein Bündel, Strang oder Multifilamentgarn aus parallel angeordneten Filamenten (Endlosfasern) bezeichnet. Am häufigsten werden Filamente aus Glas, Aramid, Basalt, Kohlenstoff oder andere Stoffe zu Rovings zusammengefasst.
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Es ist bekannt, Filamentbündel oder Rovinge zu imprägnieren, gegebenenfalls auch so vorbereitet zur Verfügung zu stellen. Allgemein werden solche vorimprägnierte Fasern „Prepregs“ genannt. Prepregs sind mit Reaktionsharzen vorimprägnierte Faser-Matrix-Halbzeuge, die unter Temperatur und Druck ausgehärtet werden. Die Reaktionsharze bestehen aus einer meist hochviskosen, jedoch noch nicht polymerisierten duroplastischen Kunststoffmatrix.
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Es ist aber auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren mit trockenen, insbesondere schnurartigen Halbzeugen anzuwenden.
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Bevorzugt besteht der unidirektional ausgerichtete Fasermaterialstrang aus einem Bündel von Langfaser- oder Endlosfasermaterial. Als Langfasermaterial wird dabei ein Fasermaterial mit einer Länge von mindestens 50 mm, 70 mm, 90 mm oder 120 mm angesehen. Geschickter Weise können die Längen des Fasermaterials auch auf die Dimensionen des Bauteils bestimmt werden. Bevorzugt können die Langfasern eine mittlere (oder Mindest-) Faserlänge aufweisen, die zwischen 50% und 150%, vorzugsweise zwischen 70% und 100%, einer Diagonallänge des herzustellenden Bauteils entspricht. Endlosfasermaterial kann dabei hierzu eine deutlich höhere mittlere Faserlänge aufweisen. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass der Begriff Fasermaterialstrang auch Anordnungen mit Einzelfasern umfasst, dies ist hierzu äquivalent im Sinne der Beschreibung.
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Geschickter Weise ist vorgesehen, dass der Fasermaterialstrang als Endlosmaterial oder Quasi-Endlosmaterial angeordnet wird. Unter Quasi-Endlosmaterial wird die abschnittsweise Hintereinanderanordnung von Fasermaterialstrangstücken beschrieben, was mechanisch zu ähnlichen Stabilitäten führt.
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Ein wesentlicher Vorzug dieses Vorschlages zur Ausgestaltung des unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstranges liegt darin, dass dieses schnurartige Halbzeug (als trockenes, feuchtes oder vorimprägniertes Halbzeug) zur Bildung von beliebigen Raumstrukturen im Raum beliebig positioniert, insbesondere gelegt werden kann. Dabei kann der Vorformling durch eine entsprechende Erhöhung der parallel gelegten Fasermaterialstränge in einfacher Weise mit einer höheren mechanischen Stabilität ausgestattet werden. Einfache Verarbeitung und hohe Flexibilität zeichnen diesen Vorschlag aus. Er kann dabei sowohl händisch, wie auch automatisiert ausgeführt werden.
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Des Weiteren ist in dem Vorschlag vorteilhafter Weise vorgesehen, dass die Anordnung von unidirektional ausgerichtetem Fasermaterial an oder in einem formunterstützenden Werkzeug erfolgt. Im ersten Teil des Verfahrens ist vorgesehen, dass aus dem unidirektional ausgerichteten Fasermaterial zunächst ein Vorformling gebildet wird. Dabei umfasst der Vorschlag auch die Variante, dass aus dem unidirektional ausgerichteten Fasermaterial zunächst ein Vorprodukt in einem anderen, formunterstützenden Werkzeug (zum Beispiel einer Schablone, die der Formgebung des Vorformlings dient) hergestellt wird und dann der so produzierte Vorformling an einen anderen Ort/in eine andere Form zum Verbinden mit dem Wirrfasermaterial gebracht wird. Dieses formunterstützende Werkzeug besitzt dabei zum Beispiel Stifte, Pins, Auflagen oder Ähnliches, um das Material in der gewünschten, lastgerechten Form zu positionieren. Dabei kann das unidirektional ausgerichtete Fasermaterial in ein formunterstützendes oder formgebendes Werkzeug eingelegt werden oder an ein formunterstützendes Werkzeug angeordnet werden.
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Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, dass der Vorformling sich dabei bis zu einem eigenstabilen Vorformling weiterentwickelt, um ihn dann aus dem formunterstützenden Werkzeug sicher und zuverlässig zu entnehmen, und gegebenenfalls auch zwischenzulagern.
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Des Weiteren ist in dem Vorschlag vorteilhafter Weise vorgesehen, dass der unidirektional ausgerichtete Fasermaterialstrang beim Anordnen in der Schablone zumindest abschnittsweise gespannt wird. Zum einen wird dadurch der Verbrauch an Fasermaterialstrang reduziert und gleichzeitig auch die Bauteilgröße optimiert. Da die nach dem Verfahren hergestellten Bauteile oftmals auf Zug beansprucht werden ist eine gespannte Anordnung des Fasermaterialstranges für eine effektive, verschleißfreie Kraftübertragung sehr günstig. Erreicht wird dies bei dem Herstellungsverfahren dadurch, dass der Fasermaterialstrang zum Beispiel bei einem ersten krafteinleitenden Element durch einen ersten Greifer gehalten, also fixiert wird und der zweite Greifer, der auch den Fasermaterialstrang fördert, den Strang klemmt und so bei einer Bewegung dieses zweiten Greifers ein Spannen des Stranges erfolgt. Insbesondere erreicht der Zug eine exakte gerade Ausrichtung des Fasermaterialstrangs oder der Fasermaterialstränge. Dies ist sehr günstig für die Lastaufnahme und den Kraftfluss.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass bei der Anordnung des unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstranges kraftleitende Elemente wie z.B. ein/e Gewindebuchse, Lagerschale, Lagerstelle, Insert, Kugellager, Öse oder Bolzen mit dem unidirektional ausgerichteten Fasermaterial angeordnet werden. Geschickter Weise werden diese kraft(ein- oder aus) leitenden Elemente mit dem unidirektional ausgerichteten Fasermaterial verbunden, zum Beispiel von diesen umschlungen (zumindest teil- oder mehrfachumschlungen) oder eingebunden, um eine möglichst effektive Kraftein- und Ausleitung in das Fasermaterialstranges zu erreichen. Das fertige Bauteil wird mit den kraftleitenden Elementen an den entsprechenden kraftübertragenden Mechanismus angeschlossen. Durch die Integration der kraftleitenden Elemente in die Auslegung und Anordnung des unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstranges wird der Kraftweg optimiert.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlags ist vorgesehen, dass die Anordnung des unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstranges händisch oder maschinell automatisiert, z.B. mit einem Roboter erfolgt. Gerade der seil- bzw. schnurartige Fasermaterialstrang wird durch einen Roboter, der mit einer entsprechenden Fördervorrichtung für den Fasermaterialstrang ausgestattet ist, in effektiver und beliebiger Weise angeordnet.
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Geschickter Weise ist vorgesehen, dass nach der Anordnung des unidirektional ausgerichteten Fasermaterials ein Anhärten, ein Aushärten oder ein Kompaktieren des Vorformling erfolgt. Hierdurch entsteht ein eigenstabiler Vorformling. Der Prozess des Anhärterns oder Aushärtens ergibt sich dabei durch das eingesetzte Harz. Beim Kompaktieren erfolgt ein Verdichtungs- bzw. Verpressungsschritt, der auch bei der Bildung des Vorformling optional einsetzbar ist.
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Ein Anhärten kann zum Beispiel auch durch ein Gefrieren erfolgen, hierbei wird der angeordnete Vorformling so weit abgekühlt, bis die Flüssigkeitsbestandteile im Harz kristallisieren und so eine feste Struktur ergeben. Ziel dieses Schrittes und der hierbei vorgeschlagenen Varianten ist dabei, nach dem Anordnen einen ausreichend eigenstabilen Vorformling zur Verfügung zu stellen, der aus der Schablone entnehmbar ist, hernach gegebenenfalls gelagert und dann in das Kompaktierwerkzeug eingelegt zu werden oder in einem anders gestalteten zweiten Schritt mit dem Wirrfasermaterial zu verbinden.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlags ist daher vorgesehen, dass der Vorformling, bevor er aus der Schablone entnommen wird, gefroren oder teilausgehärtet wird.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass nach dem Anordnen des unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrangs ein eigenstabiler Vorformling entsteht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der gebildete Vorformling in der Schablone verbleibt bis dessen Raumstruktur eine ausreichende Eigenstabilität aufweist.
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Geschickter Weise ist vorgesehen, dass nachdem der Vorformling mit Wirrfasermaterial umgeben ist, Vorformling und Wirrfasermaterial derart kompaktiert werden, dass das Wirrfasermaterial in den unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrang und/oder zwischen die unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstränge des Vorformlings eindringt. Es wurde bereits angeführt, dass der Vorformling aus eine Mehrzahl von parallel angeordneten unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstränge gebildet sein kann. Das Kompaktieren ist ein Verpressen bei welchen zum einen unerwünschte Luftblasen aus dem Verbundwerkstoff herausgedrückt werden und zum anderen auch ein form- und stoffschlüssiger Verbund zwischen den beiden Materialien (Wirrfasermaterial und Fasermaterialstränge) hergestellt wird. Erreicht wird dies dadurch, dass die Harzbasis oder -Matrix des fließfähigen Wirrfasermaterials in dem unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrang und/oder zwischen die unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstränge des Vorformlings eindringt. Im Ergebnis wird so ein hochstabiles Bauteil erreicht.
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Als ein Wirrfasermaterial im Sinne dieser Erfindung wird ein Halbzeug verstanden, dass aus vernetzungsfähigen Harzen und Fasern besteht. Die Fasern bestehen zum Beispiel aus Glas, Aramid, Basalt, Kohlenstoff oder andere Stoffen. Als Harz kommt zum Beispiel Polyester-, Epoxid- oder Vinylesterharz in Betracht. Die jeweiligen Kombinationen sind dem Fachmann bekannt. Die Fasern können Kurz- oder Langfasern sein, daher beträgt die Länge der Fasern von wenigen Millimeter bis 5 cm und mehr. Die genauen Dimensionen hängen natürlich von dem Bauteiltyp ab. Charakteristisch für das Wirrfasermaterial ist, dass die Anordnung der Fasern im Wirrfasermaterial räumlich homogen also nicht unidirektional ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass als Wirrfasermaterial eine fließfähige, Reaktionsharze und Fasern beinhaltende Pressmasse, wie zum Beispiel Sheet Molding Compound (SMC) oder Bulk Molding Compound (BMC) vorgesehen ist, und das unidirektional ausgerichtete Faserstrangmaterial mit der Pressmasse in einer Form, zum Beispiel einem Kompaktierwerkzeug, einem Presswerkzeug oder ähnlichem umpresst wird.
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BMC wird dabei als pressbares, fließ- oder spritzfähiges Halbzeug, zum Beispiel als Sack- oder Kübelware zur Verfügung gestellt.
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SMC liegt als Plattenware vor.
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BMC wie auch SMC werden bevorzugt in einem Heißpressverfahren mit dem unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrang verarbeitet.
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Es ist dabei zum Beispiel vorgesehen, das der teilausgehärtete Vorformling mit der, die Fasern beinhalteten Pressmasse, zusammen ausgehärtet wird und sich dabei der Teil der nichtabgebundenen bzw. polymerisierten Moleküle der Kunststoffmatrix des Vorformlings sich in geschickter Weise mit den Molekülen der Pressmasse verbinden und so einen homogenen Übergang zwischen diesen beiden unterschiedlichen Halbzeugen ergibt. Die vorbeschriebene Pressmasse ist als fertig einsetzbares Halbzeug im industriellen Maßstab zu beziehen. Natürlich ist bei diesem Schritt auch ein Kompaktieren vorsehbar.
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Alternativ ist vorgesehen, dass das Wirrfasermaterial als eine mit einer Kunststoffmatrix ausgestattete oder ausstattbare gewebeartige Fasermatte vorgesehen ist, die insbesondere auf die Abmessungen des Bauteils bzw. des Vorformlings konfektioniert wird. Dieser Vorschlag hat den Vorteil, dass auch komplexe Bauteile mit einer optimalen Kombination von lastübertragenden Elementen und Querkraft übertragenden Elementen ausgestattet werden können. Auch hier gibt es die Lösung, dass der Faser-Matrix-Verbund erst beim Konfektionieren hergestellt wird, also die Fasermatte beim Einlegen bzw. Verbinden mit dem Vorformling mit dem Harz getränkt wird oder dass vorimprägnierte Fasermatten eingesetzt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass beim Umgeben des Vorformlings mit Wirrfasermaterial in das Wirrfasermaterial mindestens ein krafteinleitendes oder kraftausleitendes Elemente, wie z.B. Gewindebuchsen, Inserts, Ösen oder Bolzen angeordnet wird. Der Vorschlag ist in Bezug auf die Anordnung des kraftleitenden Elementes sehr flexibel. Dieses kann, wie bereits beschrieben, in dem unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrang oder auch im Wirrfasermaterial angeordnet sein.
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Es ist natürlich auch möglich, dass in dem Bereich des Bauteils, wo primär Querkräfte aufgenommen werden, entsprechende kraftleitende Elemente wie Gewindebuchsen usw. vorgesehen sind, die geschickter Weise in das Wirrfasermaterial eingebettet werden.
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Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass das Wirrfasermaterial den Vorformling beidseitig umschließt oder das Wirrfasermaterial den Vorformling nur teilumschließt. Dieser Verfahrensschritt ist sowohl mit SMC-, wie auch mit BMC-Material möglich. Nun weist das BMC-Material aber eine grundsätzlich bessere Fließfähigkeit (es eignet sich zum Beispiel für ein Spritzgießen) auf, weswegen sich BMC-Material für diesen Verfahrensschritt besser eignet. Das SMC-Material wird beispielsweise nur einseitig an dem Vorformling angeordnet und der Vorformling liegt in dem Press- bzw. Kompaktierwerkzeug dann einseitig an und bleibt nach dem Verbund mit dem Wirrfasermaterial unbedeckt und daher sichtbar. Wird der Vorformling nur teilumschlossen beeinträchtigt dies gegebenenfalls nicht die mechanische Stabilität, die ja durch den Vorformling definiert ist. Eine solche Variante spart aber Gewicht!
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Wie bereits ausgeführt ist als Wirrfasermaterial sowohl BMC- wie auch SMC-Material einsetzbar. Die Verfahrensführung ist daher mit Blick auf den Einsatz des Halbzeuges, mit Blick auf das zu realisierende Bauteil und mit Blick auf eine effiziente Herstellung sehr variabel.
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So ist zum Beispiel in einer ersten Variante vorgesehen, dass zumindest ein Teil des Wirrfasermaterials vor dem Vorformling in das Kompaktierwerkzeug eingelegt wird. So ist zum Beispiel das Auslegen des plattenartigen SMC-Materials in dem Kompaktierwerkzeug (dem Press- bzw. Fügewerkzeug) vor dem Vorformling günstig.
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Des Weiteren ist in dem Vorschlag vorteilhafter Weise vorgesehen, dass, nachdem der Vorformling in das Kompaktierwerkzeug eingelegt wurde, das Wirrfasermaterials in das Kompaktierwerkzeug eingelegt wird. Es ist zum Beispiel vorgesehen, dass das Wirrfasermaterial den Vorformling hernach bedeckt, dies kann zum Beispiel auch bei noch geöffnetem Kompaktierwerkzeug erfolgen, wobei zum Beispiel SMC- oder auch BMC-Material eingesetzt wird.
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Es ist auch vorgesehen, dass sich der Vorformling vor dem Kompaktieren/Verpressen zwischen zwei SMC- und/oder BMC-Schichten befindet natürlich ist auch eine Kombination von SMC-und BMC-Material von der Erfindung umfasst. Es sind zum Beispiel folgende Prozessfolgen möglich:
- 1. Einlegen von SMC-Material in das Kompaktierwerkzeug - Einlegen des Vorformling in das Kompaktierwerkzeug - Einlegen von BMC-Material in das Kompaktierwerkzeug und auf den Vorformling
- 2. Einlegen von BMC-Material in das Kompaktierwerkzeug - Einlegen des Vorformling in das Kompaktierwerkzeug - Einlegen von SMC-Material in das Kompaktierwerkzeug und auf den Vorformling
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Wirrfasermaterial in das Kompaktierwerkzeug eingespritzt wird. Hierfür wird bevorzugt BMC-Wirrfasermaterial eingesetzt. Dieser Vorschlag erlaubt eine hochautomatisierte Fertigung.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlags ist vorgesehen, dass das Kompaktieren, insbesondere Verpressen des Vorformlings mit dem Wirrfasermaterial zu einem Bauteil derart erfolgt, dass sich die Raumstruktur des Vorformlings durch die Kompaktierung nicht, nicht wesentlich, oder unter Berücksichtigung der Kompaktierungskräfte geplant verändert.
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Oftmals sind in den Vorformling bereits kraftleitenden Elemente wie Ösen, Bolzen usw. eingearbeitet. Deren Lage in dem Vorformling ist geschickterweise bereits final, d.h. diese Anordnung ändert sich auch im fertigen Bauteil nicht. Nun wird bei der Herstellung der Vorformling mit dem Wirrfasermaterial umpresst, es wirkt natürlich eine Prozesskraft während des Kompaktierung auch auf den Vorformling, wobei die Verfahrensteuerung so ist, dass keine Änderungen der Raumstruktur des Vorformlings auftreten oder auftretende Änderungen tolerabel sind bzw. sogar bei der Bauteilplanung mit berücksichtigt werden. So wird zum Beispiel eine entsprechende Schrumpfung oder Längendehnung, die beim Kompaktieren auftreten kann, bei der Bauteilplanung und Konstruktion mit berücksichtigt.
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Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die jeweiligen Kunststoffkomponenten des unidirektional ausgerichteten Fasermaterial aufweisenden Faser-Kunststoff-Verbundes und des Wirrfasermaterial aufweisenden Faser-Kunststoff-Verbundes zueinander chemisch kompatibel sind. Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, dass ausschließlich identische Kunststoff-Matrix-Systeme in den beiden verschiedenen Halbzeugen eingesetzt werden, sondern es reicht bereits aus, dass die eingesetzten Kunststoff-Matrix-Systeme ausreichend chemisch kompatibel zueinander sind, um eine kraftüberleitende und/oder formgebende Struktur in den Kunststoffmatrix zu erreichen.
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Des Weiteren ist in dem Vorschlag vorteilhafter Weise vorgesehen, dass das gemeinsame Aushärten des Vorformlings mit dem Wirrfasermaterial unter Steuerung der Temperatur und /oder des Drucks, insbesondere als Funktion der Zeit erfolgt. Diese Parameter werden auch zur Steuerung des An- bzw. Aushärtprozesses für den Vorformling eingestzt.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass der unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrang zumindest Teil eines Faser-Kunststoffverbund-Halbzeuges ist oder im Verlaufe des Verfahrens ein Kunststoffverbund-Halbzeug wird. Hierunter ist zu verstehen, dass der zum Beispiel schnurartige unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrang zunächst ohne oder nur mit wenig Harz ausgestattet ist und hernach, während der Anordnung des unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrangs in der Schablone mit Harz bestrichen oder besprüht wird und so eine Teilaushärtung erfährt, die dieses Material auch in ein Kunststoffverbund-Halbzeug weiterentwickelt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kompaktierwerkzeug mit Fixiermitteln ausgestattet ist, die mit den kräfteein- und/oder kräfteausleitenden Elementen des Vorformlings während des Kompaktieren zusammenwirken und so während des Kompaktierens die Lage der kräfteein- und/oder kräfteausleitenden Elemente zueinander fixieren.
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Diese Verbesserung erreicht, dass im Idealfall die Raumstruktur, mindestens aber die gegenseitige Lage der kräfteein- und/oder kräfteausleitenden Elemente auch nach dem Verbinden des Vorformling mit dem Wirrfasermaterial an der gewünschten Position ist und so eine hohe Prozesssicherheit hergestellt ist. Zu den kräfteein- und/oder kräfteausleitenden Elemente zählt dabei zum Beispiel ein/e Gewindebuchse, Lagerschale, Lagerstelle, Insert, Kugellager, Öse oder Bolzen, also alle möglichen kraftaufnehmenden Punkte in einem solchen mechanischen System.
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Des Weiteren ist günstiger Weise vorgesehen, dass das gemeinsame Aushärten des Vorformlings mit dem Wirrfasermaterial in oder außerhalb des Kompaktierwerkzeuges erfolgt. Wenn das fertig gepresste, kompaktierte Bauteil ausreichend stabil ist, gegebenenfalls also zuerst teilausgehärtet ist, dann kann dieses bereits aus dem Kompaktierwerkzeug entnommen werden und dieses für die Produktion des nächsten Bauteiles wieder verwendet werden. Es ist klar, dass es umgekehrt gerade bei fragilen Anwendungen günstig ist, dass der Aushärteprozess komplett in dem Kompaktierwerkzeug erfolgt und erst das fertig ausgehärtete Bauteil entnommen wird.
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Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass der unidirektional ausgerichtete Fasermaterialstrang in dem fertigen Bauteil heterogen (hierunter versteht der Fachmann eine ungleichartige Ausstattung des Bauteils mit dem unidirektional ausgerichtete Fasermaterialstrang, d. h., es gibt Volumenberiche, die beinhalten kein Fasermaterialstrang) angeordnet wird. Da auch die lasttopologische Belastungen des Bauteiles in der Regel im Bauteil nicht spezifisch gleich, also homogen ist, ist auch die Verteilung des unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstranges im Bauteil heterogen. Ein homogener Aufbau des Bauteiles wäre zum Beispiel dann gegeben, wenn im jeden Raumvolumen des Bauteils die gleiche Materialzusam*mensetzung bestünde.
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Des Weiteren ist in dem Vorschlag vorteilhafter Weise vorgesehen, dass zumindest Abschnitte des unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrangs so angeordnet werden, dass sie sich im fertigen Bauteil am Bauteilrand konzentrieren. Die vorgeschriebene heterogene Verteilung des Fasermaterialstrang führt bevorzugt dazu, dass der Bauteilrand verstärkt wird, an dem bekanntermaßen auch oftmals die höchsten Belastungen auftreten.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Vorschlags ist vorgesehen, dass Teile des Fasermaterialstrangs zumindest abschnittesweise parallelverlaufend angeordnet werden. Durch eine solche Anordnung wird die Armierung einfach verstärkt und eine höhere Kraftaufnahme erreicht.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verfahren durch die Abfolge folgender Schritte gekennzeichnet ist:
- - Anordnung von einem unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrang in oder an einer Schablone zu einem Vorformling derart, dass der Fasermaterialstrang entlang gerader und gebogener Abschnitte angeordnet wird, eine Raumstruktur bildet und somit der Fasermaterialstrang im fertigen, Kräfte übertragenden Bauteil die Hauptkräfte aufnimmt,
- - Verbleib des so gebildeten Vorformlings in der Schablone bis dessen Raumstruktur eine ausreichende Eigenstabilität aufweist.
- - Entnahme des eigenstabilen Vorformlings aus der Schablone
- - Einlegen des Vorformlings, bevorzugt auf Stiften gelagert, in ein Kompaktierwerkzeug,
- - Der Vorformling wird mit Wirrfasermaterial, welches zumindest Teil eines Faser-Kunststoffverbund-Halbzeuges ist oder wird, zumindest teilweise umgeben,
- - Kompaktieren, insbesondere Verpressen des Vorformlings mit dem Wirrfasermaterial zu einem Bauteil derart, dass sich die Raumstruktur des Vorformlings durch die Kompaktierung nicht, nicht wesentlich, oder unter Berücksichtigung der Kompaktierungskräfte geplant verändert,
- - Verbleib des so gebildeten Bauteils in dem Kompaktierwerkzeug bis das Bauteil eine ausreichende Eigenstabilität aufweist.
- - Gemeinsames Aushärten des Vorformlings mit dem Wirrfasermaterial in oder außerhalb des Kompaktierwerkzeuges.
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Alternativ ist zusätzlich vorgesehen, dass nachdem der Vorformling ausreichend eigenstabil ist, dieser an einem Lagerplatz gelagert wird. Vorzugsweise wird das vorbeschriebene Verfahren in der beschriebenen Abfolge, also genau in dieser Reihenfolge durchgeführt.
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Des Weiteren umfasst die Erfindung ein faserverstärktes, Kräfte bzw. Drehmomente übertragendes Bauteil mit Krafteinleitung- und Kraftausleitungspunkten, wobei das Bauteil eine Tragstruktur aufweist, welche von einem Ausfachmaterial ausgefüllt ist, wobei die Tragstruktur gebildet ist von einem, entlang gerader und gebogener Abschnitte verlaufenden, unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrang und das Ausfachmaterial Wirrfasermaterial ist. Es ist klar, dass die hier beschriebene Tragstruktur durch den Vorformling, wie beschrieben, entstanden ist.
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Als Ausfachmaterial wird dabei das, in einer ersten Phase auch modellierbare, dann in einer zweiten Phase aushärtende Material verstanden, dass die Freiräume zwischen den unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrang oder -Stränge ausfüllt.
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Charakteristisch ist, dass das erfindungsgemäße Bauteil bevorzugt eine Mehrzahl von Krafteinleitungs- und/oder Kraftausleitungspunkte aufweist. Oftmals wird ein erfindungsgemäßes Bauteil auch als schwenkbarer Hebel eingesetzt, das bedeutet, das Bauteil besitzt neben dem Krafteinleitungs- und/oder Kraftausleitungspunkte eine Lagerstelle und ist um diese Lagerstelle verschwenkbar. An dieser Lagerstelle befindet sich dabei bevorzugt auch bereits ein Kugellager, das bei dem Herstellprozess des Bauteiles gleich mit integriert wird. Im Sinne dieser Beschreibung ist auch diese Lagerstelle ein Krafteinleitungs- und/oder Kraftausleitungspunkt.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass der mindestens ein Krafteinleitungs- und/oder Kraftausleitungspunkt von dem Fasermaterialstrang zumindest teilweise oder mehrfach umschlungen ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Bauteil nicht nur eine von einem Vorformling herrührende Tragstruktur, sondern zwei oder mehrere Tragstrukturen aufweist. Diese Tragstrukturen sind bevorzugt auch als Vorformlinge im Sinne dieser Anmeldung gestaltet und werden in den gemeinsamen Vorgang mit dem Wirrfasermaterial verbunden. Insofern kann das vorbeschriebene Verfahren in gleicher Weise eingesetzt werden nur dass statt einem Vorformling zwei oder mehrere Vorformlinge eingesetzt werden.
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Geschickter Weise ist vorgesehen, dass als Krafteinleitungs- oder Kraftausleitungspunkt ein/e Gewindebuchse, Lagerschale, Lagerstelle, Insert, Kugellager, Öse oder Bolzen vorgesehen ist. Gerade wenn ein solches Bauteil als Schwenkhebel verwendet wird ist eine Lagerstelle vorgesehen, um die der Schwenkhebel drehbar gelagert angeordnet ist. Auch eine solche Lagerstelle ist als Krafteinleitungs- oder Kraftausleitungspunkt zu verstehen. Ein solches Bauteil zeichnet sich dabei insbesondere dadurch aus, dass es mindestens zwei Krafteinleitungs- bzw. Kraftausleitungspunkte aufweist. Dabei ist zu beachten, dass es die Aufgabe eines solchen Bauteils gemäß der Erfindung ist, Kräfte bzw. Drehmomente zwischen zwei mechanischen Einheiten zu übertragen, also ein solches erfindungsgemäßes Bauteil eine erhebliche mechanische Belastung durch Kraftbeaufschlagung erfährt.
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Des weiteren umfasst die Erfindung auch die Verwendung eines Bauteiles wie beschrieben oder eines Bauteiles, das nach einem Verfahren nach den Ansprüchen wie beschrieben hergestellt ist für die Übertragung von Kräften oder Drehmomenten.
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In diesem Zusammenhang wird insbesondere darauf hingewiesen, dass alle im Bezug auf das Bauteil beschriebenen Merkmale und Eigenschaften aber auch Verfahrensweisen sinngemäß auch bezüglich der Formulierung des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitoffenbart gelten. Gleiches gilt auch in umgekehrter Richtung, das bedeutet, nur im Bezug auf das Verfahren genannte, bauliche also vorrichtungsgemäße Merkmale können auch im Rahmen der Ansprüche, die auf das Bauteil gerichtet sind, berücksichtigt und beansprucht werden und zählen ebenfalls zur Offenbarung.
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Auch wird darauf hingewiesen, dass alle im Bezug auf das Bauteil oder dem Verfahren beschriebenen Merkmale und Eigenschaften aber auch Verfahrensweisen sinngemäß auch bezüglich der Formulierung der erfindungsgemäßen Verwendung übertragbar und im Sinne der Erfindung einsetzbar und als mitoffenbart gelten.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung insbesondere in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:
- 1 in einer Draufsicht der unidirektional ausgerichtete Fasermaterialstrang vor einer Anordnung in einer Schablone als Sequenz vor dem Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens
- 2a in einer Draufsicht der in der Schablone hergestellte Vorformling nach einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
- 2b eine Seitenansicht nach 2a
- 3 in einer Seitenansicht der eigenstabile Vorformling, der in ein Unterteil eines Kompaktierwerkzeuges eingelegt ist, nach einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
- 4 in einer Seitenansicht der eigenstabile Vorformling, der in ein Kompaktierwerkzeug eingelegt ist, wobei das Kompaktierwerkzeug nunmehr durch ein Oberteil verschlossen ist, um den Vorformling mit Wirrfasermaterial zu umgeben, nach einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
- 5 in einer Draufsicht der Vorformling nach einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
- 6 in einer Draufsicht das erfindungsgemäße Bauteil In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben. Die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sind sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragbar. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiterhin können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
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In der Figurensequenz nach 1, 2a, 2b, 3 und 4 sind die Hauptschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt.
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1 zeigt den schnurartigen unidirektional ausgerichteten Fasermaterialstrang 1, welcher für die Herstellung des Vorformlings vorbereitet und vorgehalten ist. Dieser ist zum Beispiel mäanderförmig vorgehalten, kann aber beliebig anders gelagert sein.
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Der schnurartig unidirektional ausgerichtete Fasermaterialstrang wird in einem ersten Schritt des Verfahrens in eine nicht dargestellte Schablone eingelegt. Günstige Weise wird dabei der Fasermaterialstrang 1 entlang gerader 10 und gebogener 11 Abschnitte angeordnet. Ein wesentlicher Vorzug des erfindungsgemäßen Vorschlages liegt darin, dass der schnurartig unidirektional ausgerichtete Fasermaterialstrang 1 im Raum beliebig angeordnet werden kann und so auch den lasttopologischen Eigenschaften des zu bildenden fertigen Bauteils optimal angepasst werden kann. Vorzugsweise ist dabei der Fasermaterialstrang 1 endlos oder quasiendlos ausgebildet.
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In 2a ist der fertige Vorformling 2 gezeigt, der bereits mit mehreren kraftleitenden (aus dem Bauteil kraftein- oder ausleitenden) Elemente 20, 21, 22 ausgestattet ist. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese als Lagerschalen, Ösen oder Lagerstellen vorgesehen. Geschickterweise ist der schnurartig unidirektional ausgerichtete Fasermaterialstrang 1 um diese Elemente herum gewickelt, um so eine optimale Kraftein- und -Auskopplung in den Vorformling 2 aber auch dann das fertige Bauteil 8 zu erreichen.
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2b zeigt eine Seitenansicht des Vorformlings 2, diese ist nicht nur zweidimensional, sondern in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel auch dreidimensional ausgebildet, weist also eine Wölbung auf.
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Sobald der Vorformling 2 ausreichend eigenstabil ist, hierzu wurden im oberen Teil verschiedene Möglichkeiten aufgeführt, kann dieser aus der Schablone entnommen und gegebenenfalls gleich wieterverarbeitet oder zwischengelagert werden.
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Im nächsten Schritt ist dieser Vorformling 2 mit Wirrfasermaterial zu umgeben, hierzu wird der Vorformling 2 in ein Kompaktierwerkzeug 3, genau genommen in das Unterteil 30 des Kompaktierwerkzeuges 3 eingelegt. Das Kompaktierwerkzeug 3 besitzt mehrere Auflagestifte 4,4a, 4b, welche den Rand des Vorformlings 2 unterstützen und dafür sorgen, dass der Vorformling 2 von dem Werkzeugboden 33 beabstandet ist. Der Raum zwischen dem Vorformling 2 und dem Werkzeugboden 33 wird dann im nächsten Bearbeitungsschritt mit dem Wirrfasermaterial 14 ausgefüllt und mit dem Vorformling 2 verpresst, also kompaktiert.
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Bevor allerdings das Einfüllen des Wirrfasermaterials 14 erfolgt wird geschickter Weise das Kompaktierwerkzeug 3 mit seinem Oberteil 31 verschlossen, diese Schließbewegung ist mit dem Pfeil 32 angedeutet. Bemerkenswert ist, dass auch das Werkzeugdach 34 auf der Oberseite des Vorformling 2 von diesen etwas beanstandet ist, denn auch dieser Raum wird dann durch das Wirrfasermaterial 14 ausgefüllt werden.
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Sowohl das Unterteil 30 wie auch das Oberteil 31 des Kompaktierwerkzeuges 3 besitzen je eine Mehrzahl von Zuführkanälen 5 für das Wirrfasermaterial 14. Sobald das Kompaktierwerkzeug 3 zuverlässig und fest verschlossen ist wird das Wirrfasermaterial 14 (vorzugsweise BMC) über die Zuführkanäle 5 in das Werkzeuginnere gepresst und so der Vorformling 2 mit dem Wirrfasermaterial 14 umpresst. Es ist klar, dass es für das Umpressen des Vorformlings 2 mit dem Wirrfassermaterial 14 (BMC- oder SMC-Material) im Stand der Technik mehrere verschiedene Varianten gibt, die hier äquivalent einsetzbar sind.
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Dabei ist dem Fachmann klar, dass natürlich bei einer solchen Herstellung in dem Kompaktierwerkzeug 3 auch Entlüftungskanäle vorgesehen sind. Über diese Entlüftungskanäle kann die von dem einfließenden Verfassermaterial verdrängte Luft entweichen.
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6 zeigt das fertige Bauteil 8, dessen Korpus von dem Wirrfasermaterial 14 als Ausfachmaterial dominiert ist, aber entsprechende angespritzte Stege (hier auch aus Wirrfasermaterial 14) 15 besitzt, die sich im Bereich des unidirektional ausgerichtete Fasermaterialstranges 1, welches die Tragstruktur ergibt, ausbilden.
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5 zeigt den Vorformling 2. Mit 97, 98 und 99 sind Teile der Schablone angedeutet, um die die geraden 10 und gebogenen 11 Abschnitte des unidirektional ausgerichtete Fasermaterialstranges 1 gelegt sind und von diesen Schablonenteilen 97, 98 und 99 geführt sind, bis diese durch einen Anhärtprozess oder Ähnliches ausreichend eigenstabil ist, um aus der Schablone entnommen zu werden.
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Im Endbereich bzw. Eckbereichen des Vorformlings 2, und natürlich am fertigen Bauteil 8 finden sich kraftleitenden (aus dem Bauteil kraftein- oder ausleitenden) Elemente 20, 21,22, hier zum Beispiel Lagerösen. Typischerweise wird das fertige Bauteil 8 als Lenker verwendet, der an der Lagerstelle 21 drehbar gelagert ist, (zum Beispiel auf einer Welle oder Bolzen) und an der Lagerstelle 20 mit einer Kraft beaufschlagt wird, die diesen Lenker in Uhrzeigerrichtung um die Lagerstelle 21 verschwenkt und so auch die zweite Lagerstelle 22 in Uhrzeigerrichtung verschwenkt. An der zweiten Lagerstelle 22 ist ein weiteres mechanisches Element, zum Beispiel ein Hebel oder Stange angeschlossen, die dann diese Kraft weiterleitet.
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Es ist klar, dass der Vorformling 2 erst ausreichend stabil sein muß, dass dieser positionsstabil (insbesondere bezogen auf die Anordnung der Lagerstellen 20, 21, 22 zueinander) nach seiner Herstellung aus der Schablone entnommen und weiterverarbeitet oder gelagert werden kann.
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Abschließend kann dann noch ein Nachbearbeitungsschritt erfolgen, bei welchen zum Beispiel die Spritzgarte entfernt werden oder das Bauteil sandgestrahlt wird.
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Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.
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Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, dass das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist. Auch eine solche Unterkombination ist von der Offenbarung dieser Anmeldung abgedeckt.
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Es ist weiter zu beachten, dass die in den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung beliebig untereinander kombinierbar sind. Dabei sind einzelne oder mehrere Merkmale beliebig gegeneinander austauschbar. Diese Merkmalskombinationen sind ebenso mit offenbart.
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Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
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Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit als von erfindungswesentlicher Bedeutung zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den oder die unabhängigen Anspruch/Ansprüche übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden, beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015101564 [0003]
- DE 102014215964 [0004]
