DE102019104427A1 - Tubular semi-finished fiber product, fiber-reinforced plastic hollow profile, method for producing a fiber semi-finished product and method for producing a fiber-reinforced plastic hollow profile - Google Patents

Tubular semi-finished fiber product, fiber-reinforced plastic hollow profile, method for producing a fiber semi-finished product and method for producing a fiber-reinforced plastic hollow profile Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Faserhalbzeug mit mindestens einer Lage von Verstärkungsfasern, die als triaxiales Geflecht (12) ausgebildet ist. In wenigstens einem umfangsseitigen Teilbereich (I) des Faserhalbzeugs (10) ist eine zusätzliche, lokal begrenzte Faserschicht (18) angeordnet. Weiterhin betrifft die Erfindung ein faserverstärktes Kunststoffhohlprofil und ein Verfahren zur Herstellung des Faserhalbzeugs und des faserverstärkten Kunststoffhohlprofils.The invention relates to a tubular semi-finished fiber product with at least one layer of reinforcing fibers, which is designed as a triaxial braid (12). An additional, locally delimited fiber layer (18) is arranged in at least one peripheral partial area (I) of the semifinished fiber product (10). The invention also relates to a fiber-reinforced plastic hollow profile and a method for producing the semi-finished fiber product and the fiber-reinforced plastic hollow profile.

Description

Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Faserhalbzeug, ein faserverstärktes Kunststoffhohlprofil, ein Verfahren zur Herstellung eines Faserhalbzeugs und ein Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffhohlprofils.The invention relates to a tubular semi-finished fiber product, a fiber-reinforced plastic hollow profile, a method for producing a fiber semi-finished product and a method for producing a fiber-reinforced plastic hollow profile.

Faserverstärkte Kunststoffhohlprofile sind bekannt und werden beispielsweise als Karosseriebauteile eingesetzt. Zur Herstellung der Kunststoffhohlprofile werden rohrförmige Faserhalbzeuge verwendet, bei denen eine oder mehrere Lagen von Verstärkungsfasern zu einer Preform angeordnet sind, die ähnlich der späteren Profilform ist. Das Faserhalbzeug wird dann durch Infiltration mit einer Kunststoffmatrix, Konsolidierung und/oder Aushärten derselben zum faserverstärkten Kunststoffbauteil weiterverarbeitet.Fiber-reinforced plastic hollow profiles are known and are used, for example, as body parts. To produce the plastic hollow profiles, tubular semi-finished fiber products are used in which one or more layers of reinforcing fibers are arranged to form a preform that is similar to the later profile shape. The semifinished fiber product is then processed further to form a fiber-reinforced plastic component by infiltration with a plastic matrix, consolidation and / or curing thereof.

Bei Hohlprofilen ergibt sich aufgrund des Querschnitts, der Wandstärke und des Materials des Hohlprofils ein spezifisches Biegewiderstandsmoment.In the case of hollow profiles, the cross section, the wall thickness and the material of the hollow profile result in a specific moment of bending resistance.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Möglichkeit anzugeben, wie ein Faserhalbzeug und ein faserverstärktes Kunststoffhohlprofil mit verbesserten mechanischen Eigenschaften bei effizientem Materialeinsatz hergestellt werden kann.Against this background, it is the object of the present invention to provide a possibility of how a fiber semifinished product and a fiber-reinforced plastic hollow profile with improved mechanical properties can be produced with efficient use of material.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Faserhalbzeug nach Patentanspruch 1, ein faserverstärktes Kunststoffhohlprofil nach Patentanspruch 8, ein Verfahren zur Herstellung eines Faserhalbzeugs nach Patentanspruch 10 und ein Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffhohlprofils nach Patentanspruch 12. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.The object is achieved by a fiber semi-finished product according to claim 1, a fiber-reinforced plastic hollow profile according to claim 8, a method for producing a fiber semi-finished product according to claim 10 and a method for producing a fiber-reinforced plastic hollow profile according to claim 12. Further advantageous embodiments result from the dependent claims and the following Description.

Es wird ein rohrförmiges Faserhalbzeug angegeben mit mindestens einer Lage von Verstärkungsfasern, die als triaxiales Geflecht ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist in wenigstens einem umfangsseitigen Teilbereich des Faserhalbzeugs eine zusätzliche, lokal begrenzte Faserschicht angeordnet.A tubular semi-finished fiber product is specified with at least one layer of reinforcing fibers, which is designed as a triaxial braid. According to the invention, an additional, locally delimited fiber layer is arranged in at least one peripheral partial area of the semifinished fiber product.

Mit anderen Worten gesagt weist das Faserhalbzeug - entlang seines Umfangs betrachtet - mindestens einen Teilbereich auf, der durch eine zusätzliche Faserschicht lokal verstärkt ist. Die zusätzliche Faserschicht erstreckt sich in Umfangsrichtung vorzugsweise so weit, wie der erste Teilbereich reicht und über die gesamte Länge des Faserhalbzeugs. Das Faserhalbzeug weist also eine streifenförmige lokale Verstärkung auf. Wird das Faserhalbzeug durch Infiltration, Konsolidierung und/oder Aushärten eines Matrixmaterials zu einem faserverstärkten Kunststoffhohlprofil weiterverarbeitet, so weist dieses Bauteil in dem Teilbereich einen gegenüber dem restlichen Bauteil dickeren Wandabschnitt eine erhöhte Steifigkeit und Festigkeit auf. Derart lässt sich auf besonders einfache Art und Weise ein Bauteil schaffen, das in unterschiedlichen Belastungsrichtungen unterschiedliche Verhalten zeigt. Das vorgeschlagene Faserhalbzeug ermöglicht eine belastungsgerechte Konstruktion des Bauteils und den gezielten bedarfsgerechten Einsatz von Material.In other words, the semifinished fiber product - viewed along its circumference - has at least one partial area which is locally reinforced by an additional fiber layer. The additional fiber layer extends in the circumferential direction preferably as far as the first partial area extends and over the entire length of the semifinished fiber product. The semifinished fiber product thus has a strip-shaped local reinforcement. If the semifinished fiber product is further processed into a fiber-reinforced plastic hollow profile by infiltration, consolidation and / or hardening of a matrix material, this component has in the partial area a wall section that is thicker than the rest of the component and has increased rigidity and strength. In this way, a component can be created in a particularly simple manner that shows different behavior in different loading directions. The proposed semi-finished fiber enables a load-appropriate construction of the component and the targeted use of material as required.

Das Faserhalbzeug ist rohrförmig ausgebildet. Der Begriff „rohrförmig“ soll dabei einen langgestreckten Hohlkörper beschreiben, dessen Länge um ein Vielfaches größer ist als seine Höhe oder Breite. Die Querschnittsform des rohrförmigen Faserhalbzeugs ist nicht auf eine ringförmige Form beschränkt. Neben runden Querschnitten sind z.B. auch ovale oder eckige, z.B. viereckige oder mehreckige Querschnitte möglich.The semi-finished fiber product is tubular. The term "tubular" is intended to describe an elongated hollow body, the length of which is many times greater than its height or width. The cross-sectional shape of the tubular semi-finished fiber product is not limited to an annular shape. In addition to round cross-sections, e.g. also oval or square, e.g. square or polygonal cross-sections possible.

Das Faserhalbzeug weist mindestens eine Lage eines triaxialen Geflechts auf. Die Stehfäden des Geflechts sind vorzugsweise entlang der Längsachse des Faserhalbzeugs ausgerichtet, sie verlaufen vorzugsweise in einem Winkelbereich von +/-5 Grad zur Längsachse des Faserhalbzeugs.The semifinished fiber product has at least one layer of a triaxial braid. The warp threads of the braid are preferably aligned along the longitudinal axis of the semifinished fiber product; they preferably run in an angular range of +/- 5 degrees to the longitudinal axis of the semifinished fiber product.

Bei den Stehfäden kann es sich um Einzelfilamente handeln. Zur Erreichung der im Automobilbau erforderlichen mechanischen Anforderungen handelt es sich in einer bevorzugten Ausgestaltung bei den Stehfäden um Faserbündel (Rovings), in denen mehrere oder eine Vielzahl von Einzelfilamenten gebündelt sind. Vorzugsweise werden im gesamten Geflecht Stehfäden aus dem gleichen Material und mit der gleichen Feinheit verwendet.The standing threads can be single filaments. To achieve the mechanical requirements required in automobile construction, in a preferred embodiment the standing threads are fiber bundles (rovings) in which several or a large number of individual filaments are bundled. Preferably, standing threads made of the same material and of the same fineness are used throughout the braid.

Als Stehfäden und als Verstärkungsfasern können gängige Verstärkungsfasern, wie z.B. Glasfasern, Kohlenstofffasern oder Aramidfasern verwendet werden. Vorzugsweise sind die Stehfäden jedoch Kohlenstofffasern, wodurch sich eine hohe Steifigkeit und Festigkeit des Faserhalbzeugs bzw. des resultierenden faserverstärkten Bauteils erzielen lässt.Common reinforcing fibers, such as e.g. Glass fibers, carbon fibers or aramid fibers can be used. However, the standing threads are preferably carbon fibers, as a result of which a high level of rigidity and strength of the semi-finished fiber product or of the resulting fiber-reinforced component can be achieved.

Bei der zusätzlichen Faserschicht kann es sich um mindestens einen Roving in Längsrichtung des Faserhalbzeugs handeln. Die zusätzliche Faserschicht kann z.B. als Gewebe, Geflecht oder Gestrick ausgebildet sein. Eine gute Verstärkungswirkung bei besonders effizientem Materialeinsatz kann in einer Ausgestaltung dadurch erreicht werden, dass es sich bei der zusätzlichen Faserschicht um ein unidirektionales Gelege in Längsrichtung des Faserhalbzeugs handelt.The additional fiber layer can be at least one roving in the longitudinal direction of the semifinished fiber product. The additional fiber layer can e.g. be designed as a fabric, braid or knitted fabric. A good reinforcement effect with particularly efficient use of material can be achieved in one embodiment in that the additional fiber layer is a unidirectional scrim in the longitudinal direction of the semi-finished fiber product.

Zur Erzielung einer hohen mechanischen Verstärkungswirkung ist die zusätzliche Faserschicht vorzugsweise aus Kohlenstofffasern aufgebaut, wobei grundsätzlich auch der Einsatz anderer Verstärkungsfasern denkbar ist.The additional fiber layer is used to achieve a high mechanical reinforcement effect preferably constructed from carbon fibers, the use of other reinforcing fibers also being conceivable in principle.

Zur Erzielung höherer Wandstärken, höheren Steifigkeiten und höheren Bauteilfestigkeiten kann das Faserhalbzeug zwei oder mehr Schichten von Verstärkungsfasern, vorzugsweise jeweils als triaxiales Geflecht, und zwei oder mehr zusätzliche Faserschichten aufweisen, die jeweils abwechselnd übereinander geschichtet sind. Werden mehrere zusätzliche Faserschichten vorgesehen, so werden diese vorzugsweise in demselben Teilbereich ausgebildet, so dass sie umfangsseitig fluchtend übereinander liegen.To achieve higher wall thicknesses, higher stiffnesses and higher component strengths, the semifinished fiber product can have two or more layers of reinforcing fibers, preferably each as a triaxial braid, and two or more additional fiber layers, each of which is alternately layered on top of one another. If several additional fiber layers are provided, then these are preferably formed in the same partial area so that they are aligned one above the other on the circumferential side.

Das Faserhalbzeug kann umfangsseitig genau einen ersten Teilbereich und einen weiteren, zweiten Teilbereich aufweisen, so dass der Querschnitt zweigeteilt ist. Im ersten Teilbereich ist die zusätzliche Faserschicht ausgebildet, der zweite Teilbereich ist frei von der zusätzlichen Faserschicht. Es ist jedoch in einer Ausgestaltung auch möglich, dass das Faserhalbzeug umfangsseitig mehr als einen ersten Teilbereich und mehr als einen zweiten Teilbereich aufweist. Beispielsweise können zwei erste und zwei zweite Teilbereiche vorgesehen sein. Am Beispiel eines Hohlprofils in einem Dachrahmen kann z.B. eine gezielte Verstärkung von Druck- und Zuggurt erfolgen. Auch das Vorsehen von drei oder mehr ersten bzw. zweiten Teilbereichen ist denkbar. Die Teilbereiche können die gleiche Größe haben und z.B. die gleiche Anzahl von Rovings aufweisen oder unterschiedlich groß ausgebildet sein, so dass z.B. ein Teilbereich mehr Rovings aufweist als ein anderer Teilbereich.The semifinished fiber product can have precisely one first sub-area and a further, second sub-area on the circumference, so that the cross section is divided into two. The additional fiber layer is formed in the first partial area, the second partial area is free of the additional fiber layer. In one embodiment, however, it is also possible for the semifinished fiber product to have more than a first partial area and more than a second partial area on the circumference. For example, two first and two second partial areas can be provided. Using the example of a hollow profile in a roof frame, e.g. a targeted reinforcement of the compression and tension belt. The provision of three or more first or second partial areas is also conceivable. The partial areas can have the same size and e.g. have the same number of rovings or be of different sizes, so that e.g. one sub-area has more rovings than another sub-area.

Weiterhin wird ein faserverstärktes Kunststoffhohlprofil angegeben, das ein erfindungsgemäßes Faserhalbzeug beinhaltet. Das Faserhalbzeug ist dann in eine Kunststoffmatrix eingebunden. Die Kunststoffmatrix kann ein thermoplastisches Kunststoffmaterial oder ein duroplastisches Kunststoffmaterial sein. Bei dem faserverstärkten Kunststoffhohlprofil handelt es sich vorzugsweise um ein Fahrzeugbauteil, wie z.B. ein Karosseriebauteil.Furthermore, a fiber-reinforced plastic hollow profile is specified which contains a fiber semifinished product according to the invention. The semi-finished fiber product is then integrated into a plastic matrix. The plastic matrix can be a thermoplastic plastic material or a thermosetting plastic material. The fiber-reinforced plastic hollow profile is preferably a vehicle component, e.g. a body part.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines wie voranstehend beschriebenen Faserhalbzeugs angegeben. Das Verfahren beinhaltet die Schritte:

  • Bereitstellen eines Flechtkerns,
  • Anordnen einer umfangsseitig lokal begrenzten Faserschicht auf dem Flechtkern in wenigstens einem ersten umfangsseitigen Teilbereich und Aufflechten eines triaxialen Geflechts auf den Flechtkern.
Furthermore, a method for producing a semifinished fiber product as described above is specified. The procedure includes the steps:
  • Providing a braided core,
  • Arranging a circumferentially locally delimited fiber layer on the braided core in at least a first circumferential partial area and braiding a triaxial braid onto the braided core.

Ein besonders effizientes Verfahren ist gegeben, wenn zur Erzeugung der lokal begrenzten Faserschicht Verstärkungsfasern im Flechtprozess derart mitgeführt werden, dass sie durch das Geflecht auf dem Flechtkern fixiert werden. So lässt sich die zusätzliche Faserschicht einfach und ohne zusätzlichen Verfahrensschritt ausbilden.A particularly efficient method is given when reinforcing fibers are carried along in the braiding process in order to produce the locally delimited fiber layer in such a way that they are fixed on the braided core by the braid. The additional fiber layer can thus be formed simply and without an additional process step.

Auf den Flechtkern kann mehr als eine Geflechtlage aufgebracht werden, beispielsweise kann der Formkern mehrmals durch eine Flechtanlage geführt werden, so dass ein mehrlagiges Geflecht ausgebildet wird. Wird dabei, wie voranstehend beschrieben, auch eine zusätzliche Faserschicht ausgebildet, so ergibt sich ein mehrlagiger Aufbau, in dem jede Geflechtlage im ersten Teilbereich von einer zusätzlichen Faserschicht unterlegt ist.More than one braid layer can be applied to the braided core, for example the mandrel can be passed several times through a braiding system so that a multi-layer braid is formed. If, as described above, an additional fiber layer is also formed, the result is a multi-layer structure in which each braid layer is underlaid by an additional fiber layer in the first partial area.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffhohlprofils angegeben. Das Verfahren beinhaltet die Schritte:

  • Erzeugen eines Faserhalbzeugs mit dem voranstehend beschriebenen Verfahren, Imprägnieren des Faserhalbzeugs mit einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmaterial, Konsolidierung und/oder Aushärten des Kunststoffmaterials. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Verfahren um einen RTM-Prozess (Resin Transfer Moulding).
Furthermore, a method for producing a fiber-reinforced plastic hollow profile is specified. The procedure includes the steps:
  • Production of a semi-finished fiber product with the method described above, impregnation of the semi-finished fiber product with a thermoplastic or thermosetting plastic material, consolidation and / or curing of the plastic material. The method is particularly preferably an RTM process (Resin Transfer Molding).

Die Verfahren können zur Herstellung des erfindungsgemäßen Faserhalbzeugs und faserverstärkten Kunststoffhohlprofils verwendet werden und erzielen als solche die hierzu beschriebenen technischen Wirkungen und Vorteile.The methods can be used to produce the semi-finished fiber product and fiber-reinforced plastic hollow profile according to the invention and as such achieve the technical effects and advantages described for this purpose.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff „kann“ verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination. If the term “can” is used in this application, it concerns both the technical possibility and the actual technical implementation.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen in schematischer Ansicht:

  • 1 eine Seitenansicht eines beispielhaften Faserhalbzeugs,
  • 2 eine Schnittansicht des Faserhalbzeugs aus 1,
  • 3 eine Schnittansicht eines beispielhaften faserverstärkter Kunststoffbauteils und
  • 4 ein beispielhafter Verfahrensablauf.
In the following, exemplary embodiments are explained using the accompanying drawings. They show in a schematic view:
  • 1 a side view of an exemplary semi-finished fiber product,
  • 2 a sectional view of the semifinished fiber product from 1 ,
  • 3 a sectional view of an exemplary fiber-reinforced plastic component and
  • 4th an exemplary procedure.

1 zeigt eine Seitenansicht eines rohrförmigen Faserhalbzeugs 10 in Form eines triaxialen Geflechtschlauchs, der auf einen Flechtkern 2 aufgeflochten ist. Das Faserhalbzeug 10 beinhaltet mindestens eine Lage eines triaxialen Geflechts 12 mit Längsfäden 14, sogenannten Stehfäden, die von Flechtfäden 16 umflochten sind, wobei nur einzelne Längsfäden und Flechtfäden mit Bezugszeichen versehen sind. Bei den Längsfäden 14 kann es sich um Einzelfilamente handeln, vorzugsweise sind die Längsfäden 14 jedoch Faserbündel, sogenannte Rovings. 1 shows a side view of a tubular fiber semifinished product 10 in the form of a triaxial braided hose on a braided core 2 is braided. The semi-finished fiber product 10 contains at least one layer of a triaxial braid 12 with longitudinal threads 14th , so-called standing threads, that of braided threads 16 are braided, only individual longitudinal threads and braided threads being provided with reference numerals. With the longitudinal threads 14th it can be single filaments, preferably the longitudinal threads 14th however, fiber bundles, so-called rovings.

Das Faserhalbzeug 10 weist zwei erste Teilbereiche auf, in denen unter der Geflechtlage noch eine zusätzliche Faserschicht 18 auf dem Flechtkern 2 angeordnet ist, wie exemplarisch in 2 gezeigt. Die zusätzliche Faserschicht 18 ist lokal begrenzt ausgebildet, so dass die restlichen, zweiten Teilbereiche II des Faserhalbzeugs frei von der zusätzlichen Faserschicht sind. Die zusätzliche Faserschicht ist z.B. als unidirektionales Gelege entlang der Längsachse des Faserhalbzeugs ausgebildet und kann z.B. aus Kohlenstofffasern ausgebildet sein.The semi-finished fiber product 10 has two first partial areas in which there is an additional fiber layer under the braid layer 18th on the braided core 2 is arranged, as exemplified in 2 shown. The additional fiber layer 18th is locally limited so that the remaining, second sub-areas II of the semi-finished fiber product are free of the additional fiber layer. The additional fiber layer is designed, for example, as a unidirectional scrim along the longitudinal axis of the semifinished fiber product and can be made of carbon fibers, for example.

In dem Beispiel aus 1 bzw. 2 sind jeweils zwei erste und zwei zweite Teilbereiche I, II vorgesehen, die sich umfangsseitig abwechseln. In jedem Teilbereich I bzw. Teilbereich II sind mehrere gleiche Längsfäden 14 nebeneinander angeordnet. 2 zeigt eine Schnittansicht des Faserhalbzeugs aus 1. Aufgrund der zusätzlichen Faserschicht 18 haben die ersten Teilbereiche I eine größere Wandstärke als die zweiten Teilbereiche II und entsprechend eine größere Festigkeit im fertigen Bauteil.In the example 1 or. 2 are two first and two second sub-areas I. , II provided, which alternate on the circumference. In every sub-area I. or sub-area II are several equal longitudinal threads 14th arranged side by side. 2 FIG. 11 shows a sectional view of the semifinished fiber product from FIG 1 . Because of the additional fiber layer 18th have the first sub-areas I. a greater wall thickness than the second sub-areas II and correspondingly greater strength in the finished component.

3 zeigt eine Schnittansicht eines faserverstärkten Kunststoffhohlprofils 1, wobei 3 ein Kunststoffhohlprofil 1 mit dem Faserhalbzeug 10 aus 2 zeigt. Das Faserhalbzeug 10 ist in einer Kunststoffmatrix 20 eingebunden zum faserverstärkten Kunststoffhohlprofil 1. Bedingt durch die lokale Verstärkung weist das Kunststoffhohlprofil in den ersten Teilbereichen I eine größere Wandstärke, höhere Steifigkeit und höhere Festigkeit auf. 3 shows a sectional view of a fiber-reinforced plastic hollow profile 1 , in which 3 a plastic hollow profile 1 with the semi-finished fiber product 10 out 2 shows. The semi-finished fiber product 10 is in a plastic matrix 20th integrated into the fiber-reinforced plastic hollow profile 1 . Due to the local reinforcement, the plastic hollow profile has in the first partial areas I. greater wall thickness, greater rigidity and greater strength.

In den Figuren ist das Faserhalbzeug 10 mit nur einer einzigen Geflechtlage und nur einer zusätzlichen Faserschicht dargestellt. Zur Erzielung größerer Wandstärken können beispielsweise durch Wiederholen des Prozesses zwei oder mehr Geflechtlagen übereinander ausgebildet werden, wobei vorzugsweise die ersten Teilbereiche jeder Schicht fluchtend übereinander angeordnet werden. Es können auch eine zusätzliche Schicht und eine Geflechtlage jeweils abwechselnd mehrfach übereinander angeordnet werden.The semi-finished fiber product is shown in the figures 10 shown with only a single braid layer and only one additional fiber layer. To achieve greater wall thicknesses, for example, by repeating the process, two or more braid layers can be formed one above the other, with the first partial areas of each layer preferably being arranged in alignment one above the other. It is also possible for an additional layer and a mesh layer to be alternately arranged one above the other.

Zusätzlich kann das Faserhalbzeug 10 weitere Lagen von Verstärkungsfasern, z.B. in Form weiterer Geflechtlagen und/oder Gewebe oder Gelege beinhalten. Ebenso sind andere als der gezeigte runde Querschnitt denkbar, z.B. mehreckige Querschnitte.In addition, the semi-finished fiber 10 contain further layers of reinforcing fibers, for example in the form of further braided layers and / or fabrics or scrims. Other cross-sections than the round ones shown are also conceivable, for example polygonal cross-sections.

4 zeigt einen schematischen Ablauf eines beispielhaften Verfahrens. Zunächst wird in Schritt 100 ein Flechtkern bereitgestellt und eine Geflechtlage eines triaxialen Geflechts auf diesen aufgeflochten. In diesem Schritt wird auch die zusätzliche Faserschicht, z.B. als Gelege mit ausgebildet. Beispielsweise werden zusätzliche Längsfasern im Flechtprozess zwischen Flechtschlauch und Flechtkern mitgeführt, so dass sie sich als Gelege auf dem Formkern ablegen und durch den Geflechtschlauch auf dem Flechtkern fixiert werden. Bei Bedarf wird Schritt 100 (mehrfach) wiederholt. 4th shows a schematic sequence of an exemplary method. First is in step 100 a braided core is provided and a braid layer of a triaxial braid is braided thereon. In this step, the additional fiber layer is also formed, for example as a scrim. For example, additional longitudinal fibers are carried along between the braided tube and the braided core in the braiding process, so that they are laid down as a scrim on the mold core and are fixed on the braided core by the braided tube. If necessary, step 100 repeated (several times).

Das so entstandene Faserhalbzeug kann in Schritt 200 zu einem faserverstärkten Kunststoffhohlbauteil weiterverarbeitet werden. In Schritt 200 wird das Faserhalbzeug mit einem Matrixmaterial infiltriert und das Matrixmaterial wird konsolidiert und/oder ausgehärtet. Beispielweise handelt es sich um ein duroplastisches Matrixmaterial, das in einem RTM-Prozess dem Faserhalbzeug injiziert und ausgehärtet wird.The resulting semi-finished fiber can be used in step 200 can be further processed into a fiber-reinforced plastic hollow component. In step 200 the semi-finished fiber product is infiltrated with a matrix material and the matrix material is consolidated and / or cured. For example, it is a thermosetting matrix material that is injected and cured into the semi-finished fiber product in an RTM process.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
faserverstärktes Kunststoffhohlprofilfiber-reinforced plastic hollow profile
22
FlechtkernBraided core
1010
FaserhalbzeugSemi-finished fiber products
1212
triaxiales Geflechttriaxial braid
1414th
StehfädenStanding threads
1616
FlechtfädenBraiding threads
1818th
zusätzliche Faserschichtadditional fiber layer
2020th
KunststoffmatrixPlastic matrix
I, III, II
TeilbereicheSub-areas

Claims (12)

Rohrförmiges Faserhalbzeug mit mindestens einer Lage von Verstärkungsfasern, die als triaxiales Geflecht (12) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem umfangsseitigen Teilbereich (I) des Faserhalbzeugs (10) eine zusätzliche, lokal begrenzte Faserschicht (18) angeordnet ist.Tubular semi-finished fiber product with at least one layer of reinforcing fibers, which is designed as a triaxial braid (12), characterized in that an additional, locally delimited fiber layer (18) is arranged in at least one circumferential sub-area (I) of the semi-finished fiber product (10). Faserhalbzeug nach Patentanspruch 1, wobei es sich bei den Stehfäden (14) des Geflechts jeweils um Faserbündel handelt.Semi-finished fiber products according to Claim 1 , the warp threads (14) of the braid being fiber bundles. Faserhalbzeug nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei es sich bei den Stehfäden (14) um Kohlenstofffasern handelt. Semi-finished fiber product according to one of the preceding claims, wherein the standing threads (14) are carbon fibers. Faserhalbzeug nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei es sich bei der zusätzlichen Faserschicht (18) um mindestens einen Roving in Längsrichtung des Faserhalbzeugs handelt.Semi-finished fiber product according to one of the preceding claims, the additional fiber layer (18) being at least one roving in the longitudinal direction of the semi-finished fiber product. Faserhalbzeug nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei es sich bei der zusätzlichen Faserschicht (18) um ein unidirektionales Gelege in Längsrichtung des Faserhalbzeugs handelt.Semi-finished fiber product according to one of the preceding claims, wherein the additional fiber layer (18) is a unidirectional scrim in the longitudinal direction of the semi-finished fiber product. Faserhalbzeug nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei die zusätzliche Faserschicht (18) aus Kohlenstofffasern aufgebaut ist.Semi-finished fiber product according to one of the preceding claims, wherein the additional fiber layer (18) is made up of carbon fibers. Faserhalbzeug nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei das Faserhalbzeug (10) umfangsseitig mehr als einen ersten Teilbereich (I) aufweist.Semifinished fiber product according to one of the preceding claims, the semifinished fiber product (10) having more than one first partial area (I) on the circumference. Faserhalbzeug nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei das Faserhalbzeug (10) zwei oder mehr Lagen von Verstärkungsfasern und zwei oder mehr zusätzliche Faserschichten (18) aufweist, die jeweils abwechselnd übereinander geschichtet sind.Semifinished fiber product according to one of the preceding claims, wherein the semifinished fiber product (10) has two or more layers of reinforcing fibers and two or more additional fiber layers (18) which are each alternately layered on top of one another. Faserverstärktes Kunststoffhohlprofil, insbesondere Karosseriebauteil, mit einer Kunststoffmatrix (20), in das ein Faserhalbzeug (10) nach einem der voranstehenden Patentansprüche eingebunden ist.Fiber-reinforced plastic hollow profile, in particular a body component, with a plastic matrix (20) into which a semi-finished fiber product (10) according to one of the preceding claims is incorporated. Verfahren zur Herstellung eines Faserhalbzeugs mit den Schritten: Bereitstellen eines Flechtkerns (2), Anordnen einer umfangsseitig lokal begrenzten Faserschicht (18) auf dem Flechtkern in wenigstens einem ersten umfangsseitigen Teilbereich und Aufflechten eines triaxialen Geflechts (12) auf den Flechtkern (2).Process for manufacturing a semi-finished fiber product with the following steps: Providing a braided core (2), Arranging a circumferentially locally delimited fiber layer (18) on the braided core in at least a first circumferential partial area and braiding a triaxial braid (12) onto the braided core (2). Verfahren zur Herstellung eines Faserhalbzeugs nach Patentanspruch 10, wobei zur Erzeugung der lokal begrenzten Faserschicht (18) Verstärkungsfasern im Flechtprozess derart mitgeführt werden, dass sie durch das Geflecht (12) auf dem Flechtkern (2) fixiert werden.Process for producing a semi-finished fiber product according to Claim 10 , whereby to produce the locally delimited fiber layer (18) reinforcing fibers are carried along in the braiding process in such a way that they are fixed on the braided core (2) by the braid (12). Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffhohlprofils mit den Schritten: Erzeugen eines Faserhalbzeugs (10) mit einem Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, Imprägnieren des Faserhalbzeugs mit einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffmaterial, Konsolidieren und/oder Aushärten des Kunststoffmaterials.Method for producing a fiber-reinforced plastic hollow profile with the following steps: producing a semi-finished fiber product (10) with a method Claim 10 or 11 , Impregnation of the semi-finished fiber product with a thermoplastic or thermoset plastic material, consolidation and / or curing of the plastic material.
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