DE102019125498A1

DE102019125498A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs aus einem mehrlagigen Gelege von Verstärkungsfasern

Info

Publication number: DE102019125498A1
Application number: DE102019125498.1A
Authority: DE
Inventors: Olaf Rocker; Torben Jacob; Carsten Barlag; Alexander Gillessen; Thore Sdunnus
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2019-09-23
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2021-03-25

Abstract

Dargestellt und beanspruch ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs aus einem mehrlagigen Gelege von Verstärkungsfasern für einen Verbundwerkstoff. Das T-förmige Halbzeug weist einen Steg und einen Flansch auf. Die Vorrichtung umfasst ein Stegformwerkzeug, mit dem ein Stegabschnitt des Geleges eingespannt wird, ein Umformwerkzeug, mit dem Lagen eines Flanschabschnitts des Geleges in zwei Teile aufgeteilt und zu dem Flansch umgeformt werden, eine Ablagevorrichtung, mit der eine flexible Folie auf dem zum Flansch umgeformten Flanschabschnitt abgelegt wird, wobei das Stegformwerkzeug und die flexible Folie so ausgebildet sind, dass eine magnetische Kraft zwischen der Folie und dem Stegformwerkzeug erzeugt werden kann, die die flexible Folie auf das Stegformwerkzeug zieht, so dass die flexible Folie den zum Flansch umgeformten Flanschabschnitt festhält. Weiterhin wird ein entsprechendes Verfahren dargestellt und beansprucht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs aus einem mehrlagigen Gelege von Verstärkungsfasern für einen Verbundwerkstoff.
Im Flugzeugbau werden an vielen Stellen Faserverbundwerkstoffe verwendet, aus denen besonders leichte und damit wirtschaftliche Flugzeugbauteile hergestellt werden können. Faserverbundwerkstoffe können in verschiedenen Formen verarbeitet werden. Beispielsweise werden oftmals bereits mit einem Harz getränkte Gewebe verarbeitet, die auch als Prepregs bezeichnet werden. Alternativ ist es bekannt, mehrlagige ebene Gelege aus Verstärkungsfasern zu Halbzeugen umzuformen, bevor diese mit Harz versetzt und ausgehärtet werden. Da die Gelege aus lose aufeinanderliegenden Lagen gebildet werden, bei denen die Fasern anders als bei Geweben nicht miteinander verwoben sind, bezeichnet man sie auch als „non-crimp fabric.“
Damit die Gelege nicht gegeneinander verrutschen, sind sie mit einem Bindemittel versetzt, dass - einmal aktiviert - die Fasern der unterschiedlichen Lagen miteinander verbindet. Bekannt sind beispielsweise Bindemittel, die durch Wärme aktiviert werden. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, das Bindemittel zu aktivieren, direkt bevor das Gelege umgeformt wird, so dass nach dem Umformen die Lagen des Geleges miteinander verbunden sind, nicht mehr gegeneinander verrutschen und ihre Form bis zum Einbringen des Harzes beibehalten. Dieses Vorgehen hat jedoch den Nachteil, dass zum Umformen nur wenig Zeit verbleibt und Fehler beim Umformen nicht oder nur schwerlich korrigiert werden können, wenn das Bindemittel einmal ausgehärtet ist.
Alternativ ist es beispielsweise aus DE 10 2016 125 958 A1 bekannt, ein Gelege aus einer Mehrzahl von gestapelten Faserlagen zu einem T-förmigen Halbzeug umzuformen, bevor das das Bindemittel aktiviert wird. Das T-förmige Halbzeug umfasst einen Steg und einen sich senkrecht zum Steg erstreckenden Flansch, wobei ein Stegabschnitt des Geleges, der den Steg bilden soll, in einem Stegformwerkzeug eingespannt wird, und der verbleibende Flanschabschnitt des Geleges mit Hilfe eines Umformwerkzeug mit mehreren Rollen in zwei Teile aufgeteilt und zu einem Steg umgeformt wird.
Da das Bindemittel erst nach dem Umformen aktiviert und das Gelege auch erst nach dem Umformen mit einem Harz getränkt und ausgehärtet wird, können die Lagen des Geleges leicht umgeformt werden. Damit die Faserlagen nach dem Umformen ihre Position beibehalten, bis das Bindemittel aktiviert und ausgehärtet ist, kann nach dem Umformen der Faserlagen des Geleges beispielsweise eine Folie auf dem den Flansch bildenden Teil des Geleges angeordnet werden. Die Folie oder Membran wird mittels eines Unterdrucks an das Stegformwerkzeug angesaugt und hält so das Gelege in Position. Durch zusätzliche Wärmequellen, beispielsweise Infrarotstrahler oder Induktionsspulen, kann das Bindemittel im Gelege dann aktiviert werden, so dass sich die Lagen des Geleges bereits miteinander verbinden, bevor sie mit Harz getränkt und ausgehärtet werden.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Vorrichtung und ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs aus einem mehrlagigen Gelege anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 7. Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs aus einem mehrlagigen Gelege von Verstärkungsfasern für einen Verbundwerkstoff gelöst, wobei das Gelege mit einem Bindemittel versetzt ist und das T-förmige Halbzeug einen Steg und einen sich senkrecht zum Steg erstreckenden Flansch aufweist. Die Vorrichtung umfasst ein sich in einer Arbeitsrichtung erstreckendes Stegformwerkzeug, das konfiguriert ist, um einen den Steg formenden Stegabschnitt des mehrlagigen Geleges einzuspannen, ein Umformwerkzeug, das in Arbeitsrichtung über Stegformwerkzeug bewegbar ist, um Lagen eines Flanschabschnitts des mehrlagigen Geleges in zwei Teile aufzuteilen und zu dem Flansch des T-förmigen Halbzeugs umzuformen, und eine Ablagevorrichtung, die ebenfalls in Arbeitsrichtung über das Stegformwerkzeug bewegbar und konfiguriert ist, um eine flexible Folie auf dem zum Flansch umgeformten Flanschabschnitt abzulegen, wobei das Stegformwerkzeug und die flexible Folie so ausgebildet sind, dass eine magnetische Kraft zwischen der Folie und dem Stegformwerkzeug erzeugt wird, die die flexible Folie auf das Stegformwerkzeug zieht, so dass die flexible Folie den zum Flansch umgeformten Flanschabschnitt festhält.
Mit anderen Worten betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, mit der Gelege aus Verstärkungsfasern, beispielsweise Glasfasern oder Kohlenstofffasern, zu einem T-förmigen Halbzeug umgeformt werden können. Das Gelege umfasst eine Vielzahl von lose aufeinanderliegenden oder übereinander gestapelten Lagen, die gegeneinander verschoben werden können. Die einzelnen Lagen des Geleges sind somit nicht miteinander verbunden. Insbesondere sind sie weder miteinander verwoben noch vernäht oder verklebt. Zwischen den Lagen ist ein beispielsweise pulverförmiges Bindemittel angeordnet, das, sobald es aktiviert und ausgehärtet ist, die Lage miteinander verbindet oder verklebt, so dass diese nicht mehr gegeneinander verschoben werden können. Ist das Bindemittel einmal ausgehärtet, können die Lagen auch nur noch schwerlich umgeformt werden, da die Lagen des Geleges relativ zueinander fixiert sind.
Das Gelege ist in zumindest zwei Abschnitte unterteilt, einen Stegabschnitt und einen Flanschabschnitt. Der Bereich des Geleges, der als Stegabschnitt bezeichnet wird, soll den Steg des T-förmigen Halbzeugs bilden, während aus dem als Flanschabschnitt bezeichneten Bereich des Geleges mit der Vorrichtung der Flansch des T-förmigen Halbzeugs geformt wird.
Die Vorrichtung selbst umfasst zumindest drei Elemente: ein Stegformwerkzeug, ein Umformwerkzeug und eine Ablagevorrichtung. Die verschiedenen Elemente können eigenständig sein, aber auch kombiniert werden. Insbesondere können das Umformwerkzeug und die Ablagevorrichtung am gleichen Rahmen angeordnet und gemeinsam bewegt werden.
Das Stegformwerkzeug ist dafür vorgesehen, den Stegabschnitt des Geleges einzuspannen, also die Lagen des mehrlagigen Geleges in dem Bereich festzuhalten oder zu klemmen, der später einmal den Steg des T-förmigen Halbzeugs bilden soll. Hierzu erstreckt sich das Stegformwerkzeug entlang einer Arbeitsrichtung, die mit der Richtung zusammenfällt, in die sich der Steg des T-förmigen Halbzeugs erstrecken soll. Die Arbeitsrichtung muss nicht notwendigerweise eine Gerade sein, sondern kann auch Krümmungen aufweisen. Vorzugsweise umfasst das Stegformwerkzeug zwei langgestreckte Backen, die sich parallel zur Arbeitsrichtung erstrecken und so konfiguriert sind, dass der Stegabschnitt zwischen den langgestreckten Backen eingespannt werden kann.
Nachdem der Stegabschnitt des Geleges im Stegformwerkzeug eingespannt worden ist, wird der aus dem Stegformwerkzeug herausragende Flanschabschnitt des mehrlagigen Geleges mit dem Umformwerkzeug zu dem Flansch des T-förmigen Halbzeugs umgeformt. Dabei teilt das in Arbeitsrichtung über das Stegformwerkzeug fahrende Umformwerkzeug die Lagen des Geleges zunächst in zwei Teile auf, die dann in entgegengesetzte Richtung relativ zum Stegabschnitt umgeklappt werden. Die Anzahl der Lagen in den beiden Teilen kann gleich groß oder unterschiedlich groß sein.
Hierzu weist das Umformwerkzeug vorzugsweise eine Mehrzahl von Umformrollen auf, die parallel zur Arbeitsrichtung über das Stegformwerkzeug bewegbar sind, um den Flanschabschnitt des sich zunächst in einer Ebene erstreckende Geleges in zwei Teile aufzuteilen und zu dem Flansch umzuformen. Die Umformrollen drücken die Lagen des Flanschabschnitts zunächst auseinander und klappen sie dann kontinuierlich immer weiter um, bis sich der Flanschabschnitt in einer Ebene erstreckt, die senkrecht zu der Ebene verläuft, in der der von dem Stegformwerkzeug gehaltene Stegabschnitt verläuft. Dabei können beispielsweise auf das Umformwerkzeug zuweisende Oberflächen des Stegformwerkzeugs, insbesondere der langgestreckten Backen des Stegformwerkzeugs, als Anlageflächen dienen, gegen die der Flanschabschnitt umgeformt wird.
Anschließend wird mit der Ablagevorrichtung eine flexible Folie oder Membran auf dem zum Flansch umgeformten Flanschabschnitt abgelegt, wobei die Folie vorzugsweise aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Material gebildet ist. Die Ablagevorrichtung umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform eine Anpressrolle, die in Arbeitsrichtung derart über das Stegformwerkzeug bewegbar ist, das die flexible Folie in Arbeitsrichtung hinter dem Umformwerkzeug über die Anpressrolle auf den zum Flansch umgeformten Flanschabschnitt geführt und an den Flanschabschnitt angedrückt wird. So wird auf vorteilhafte Weise sichergestellt, dass die Folie eben auf dem umgeformten Flanschabschnitt anliegt, auch wenn der Flansch des T-förmigen Halbzeugs gekrümmt sein sollte oder anderen komplexen Geometrien folgt.
Schließlich sind das Stegformwerkzeug und die flexible Folie so ausgebildet, dass zwischen Folie und Stegformwerkzeug eine magnetische Kraft erzeugt wird bzw. erzeugt werden kann, die die Folie zum Stegformwerkzeug bzw. zu von dem Stegformwerkzeug gebildeten Anlageflächen für den Flanschabschnitt hin zieht. Hierfür wiest das Stegformwerkzeug vorzugsweise einen oder mehrere Permanentmagnete und/oder einen oder mehrere Elektromagnete auf, die mit einer magnetischen oder magnetisierbaren Folie zusammenwirken.
Durch die auf die Folie wirkende Magnetkraft wird der umgeformte Flanschabschnitt zwischen Folie und Stegformwerkzeug eingeklemmt und sicher in der umgeformten Position gehalten. Da die Folie flexibel ist, kann sie auch auf gekrümmten oder auf andere Weise nicht ebenen Anlageflächen abgelegt werden und die Form des Flansches unmittelbar nachvollziehen. So wird auf vorteilhafte Weise sichergestellt, dass der umgeformte Flanschabschnitt dauerhaft in seiner umgeformten Form gehalten wird, bis das Bindemittel aktiviert wurde und die Lagen des mehrlagigen Geleges miteinander verbunden wurden, so dass sie nicht mehr gegeneinander verschoben werden können. Im Gegensatz zu Vorrichtungen, bei denen die Folie mittels eines Unterdrucks an das Stegformwerkzeug angesaugt werden, hat die Verwendung von Magnetkraft den Vorteil, dass die Folie flächig über den gesamten Bereich angezogen werden kann, ohne dass hierfür ein luftdurchlässiges Gelege verwendet werden müsste.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung weiterhin eine Heizvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, den zum Flansch umgeformten Flanschabschnitt zu erwärmen, so dass das Bindemittel, mit dem das Gelege versetzt ist, aktiviert wird. Mit anderen Worten wird mit der Heizvorrichtung der umgeformte Flanschabschnitt erwärmt und das Bindemittel, mit dem das Gelege versehen ist, aktiviert. Die Heizvorrichtung kann beispielsweise im Stegformwerkzeug integriert sein und durch Heizspiralen gebildet sein. Es ist aber auch denkbar, Infrarotstrahler zu verwenden, die beispielsweise die Folie oder durch die Folie hindurch den Flanschabschnitt erwärmen.
In einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs aus einem mehrlagigen Gelege von Verstärkungsfasern für einen Verbundwerkstoff gelöst. Das Gelege ist mit einem Bindemittel versetzt. Das T-förmige Halbzeug weist einen Steg und einen sich senkrecht zum Steg erstreckenden Flansch auf. Das Verfahren umfasst die Schritte Einspannen eines den Steg formenden Stegabschnitts des mehrlagigen Geleges in einer Arbeitsrichtung in einem Stegwerkzeug, Aufteilen von Lagen eines Flanschabschnitts des mehrlagigen Geleges in zwei Teile und Umformen der Lagen des Flanschabschnitts zu dem Flansch des T-förmigen Halbzeugs mit einem Umformwerkzeug, das in der Arbeitsrichtung über das Stegformwerkzeug bewegt wird, Ablegen einer flexiblen Folie auf dem zum Flansch umgeformten Flanschabschnitt in Arbeitsrichtung, und Erzeugen einer magnetischen Kraft zwischen der Folie und dem Stegformwerkzeug, die die flexible Folie auf das Stegformwerkzeug zieht, so dass die flexible Folie den zum Flansch umgeformten Flanschabschnitt festhält.
Vorzugsweise wird der zum Flansch umgeformte Flanschabschnitt erwärmt und das Bindemittel, mit dem das Gelege versetzt ist, aktiviert, während die magnetische Kraft erzeugt wird.
Es ist weither bevorzugt, wenn der Stegabschnitt zwischen zwei langgestreckten, sich in der Arbeitsrichtung erstreckenden Backen des Stegformwerkzeugs eingespannt wird.
Der Flanschabschnitt wird vorzugsweise mit einem Umformwerkzeug, das eine Mehrzahl von Umformrollen aufweist, die parallel zur Arbeitsrichtung bewegbar sind, in zwei Teile aufgeteilt und zu dem Flansch umgeformt.
Die flexible Folie wird in einer bevorzugten Ausführungsform über eine Anpressrolle in Arbeitsrichtung hinter dem Umformwerkzeug auf den zum Flansch umgeformten Flanschabschnitt geführt und mit der Anpressrolle an den Flanschabschnitt angedrückt.
Die Vorteile der verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens entsprechen den Vorteilen der verschiedenen Ausführungsformen der Vorrichtung zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs.
Nachfolgend wird die Erfindung bezugnehmend auf die Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigen

1 eine seitliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs,
2 einen Schnitt entlang der Linie A-A durch die Vorrichtung aus 1 und
3 ein Schritte eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs zeigendes Flussdiagramm.

Nachfolgend wird bezugnehmend auf die 1 und 2 zunächst ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs für einen Faserverbundwerkstoff aus einem mehrlagigen Gelege 3 beschrieben. In den Figuren sind die einzelnen Lagen des Geleges nicht dargestellt. Das T-förmige Halbzeug, dessen Querschnittsform insbesondere in der Schnittansicht von 2 deutlich zu erkennen ist, umfasst einen Steg 5 sowie einen sich senkrecht zum Steg 5 erstreckenden Flansch 7. Das Gelege 3 ist mit einem Bindemittel versetzt, dass durch Wärme und Druck aktiviert werden kann und nach dem Aushärten die Lagen des Geleges 3 miteinander verklebt.
Die Vorrichtung 1 umfasst zunächst ein Stegformwerkzeug 9 mit zwei Backen 11, 13, zwischen denen ein Stegabschnitt 15 des Geleges 3 eingespannt wird. Wie in 1 zu erkennen ist, erstrecken sich die Backen 11, 13 in einer Arbeitsrichtung 17, die in 2 senkrecht in die Zeichnungsebene hinein verläuft.
Der nach oben aus dem Stegformwerkzeug 9 herausragende Flanschabschnitt 19 des Geleges 3 wird von einem in Arbeitsrichtung 17 über das Stegformwerkzeug 9 bewegten Umformwerkzeug 21 in zwei Teile geteilt und zum Flansch 7 des T-förmigen Halbzeugs umgeformt. Das Umformwerkzeug 21 umfasst eine Vielzahl von Umformrollen 23, von denen in 1 jedoch nur eine dargestellt ist, um die Zeichnung übersichtlich zu halten. Mit den Umformrollen 23 wird der sich zuvor im Wesentlichen in einer Ebene mit dem Stegabschnitt 15 erstreckende Flanschabschnitt 19 des Geleges 3 zunächst in zwei Teile mit jeweils einer oder mehreren Lagen aufgeteilt und dann auf Anlagenflächen 25, 27 hin umgeklappt, die von auf das Umformwerkzeug 21 zuweisenden Oberflächen 25, 27 der Backen 11, 13 des Stegformwerkzeugs 9 gebildet werden.
Auf den zum Flansch 7 umgeformten Flanschabschnitt 19 wird nachfolgend mit einer Ablagevorrichtung 29 eine flexible magnetisierbare Folie 31 abgelegt bzw. aufgebracht. Die Ablagevorrichtung 29 ist zusammen mit dem Umformwerkzeug 21 an einem gemeinsamen Rahmen befestigt, der in den Figuren nicht dargestellt ist, und wird zusammen mit dem Umformwerkzeug 21 in Arbeitsrichtung 17 über das Stegformwerkzeug 9 bewegt. Zum Ablegen der Folie 31 umfasst die Ablagevorrichtung 29 eine Anpressrolle 33, mit der der die Folie 31 fest an den umgeformten Flanschabschnitt 19 des Geleges 3 angedrückt wird. Dabei übt die Ablagevorrichtung 29 eine Kraft 35 auf die Folie 31 sowie das darunterliegende Gelege 3 aus, die senkrecht zu den Anlagenflächen 25, 27 wirkt. Damit wird sichergestellt, dass die Folie 31 flächig auf dem umgeformten Gelege 3 aufliegt und den Konturen des Flansches 7 folgt, auch wenn dieser Krümmungen oder andere komplexe Geometrien aufweisen sollte.
Auf die auf dem umgeformten Flanschabschnitt 19 abgelegte Folie 31 wird über im Stegformwerkzeug 9 bzw. konkret den Backen 11, 13 angeordnete Permanentmagnete 37 eine Magnetkraft ausgeübt, durch die die magnetisierbare Folie 31 auf die Anlageflächen 25, 27 zu mit einer Kraft 39 beaufschlagt wird. Hierdurch wird der zum Flansch 7 umgeformte Flanschabschnitt 19 des Geleges 3 zwischen den Anlageflächen 25, 27 und der Folie 31 fixiert und behält seine Form bei. Da die Folie 31 flexibel ist und die Magnetkraft unabhängig von der Form der Anlagenflächen gleichmäßig auf die Folie 31 wirkt, kann mit der Folie 31 auf vorteilhafte Weise der Flanschabschnitt 19 auch dann fixiert werden, wenn der Flansch 7 gekrümmt ist oder anderen komplexen Geometrien folgt.
Schließlich umfasst die Vorrichtung 1 noch eine Heizvorrichtung 41 in Form eines Infrarotstrahlers, mit dem der Flanschabschnitt 19 durch die Folie 31 hindurch bzw. indirekt durch Erwärmen der Folie 31 aufgeheizt werden kann, so dass unter dem durch die auf die Folie 31 wirkende Magnetkraft erzeugten Druck und der Wärme das Bindemittel aktiviert wird und die Lagen des Geleges 3 miteinander verklebt werden. Durch die Fixierung des umgeformten Flanschabschnitts 19 mit der auf die Folie 31 wirkenden Magnetkraft können die Lagen des Geleges 3 so lange gehalten werden, bis das Bindemittel ausgehärtet ist.
Schließlich wird bezugnehmend auf 3 ein Verfahren zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs aus einem Gelege 3 beschrieben, wobei zur Durchführung des Verfahrens die in den 1 und 2 gezeigte Vorrichtung 1 verwendet wird.
In einem ersten Schritt 47 wird zunächst der Stegabschnitt 15 des Geleges 3 zwischen den Backen 11, 13 des Stegformwerkzeugs 9 in Arbeitsrichtung 17 eingespannt. Im zweiten Schritt 49 werden die Lagen des Geleges 3 des aus den Backen 11, 13 nach oben herausstehenden Flanschabschnitts 19 durch die Umformrollen 23 des Umformwerkzeugs 21 in zwei Teile aufgeteilt und auf die Anlagenflächen 25, 27 umgeformt. Im dritten Schritt 51 wird mit dem Ablagewerkzeug 29 die magnetisierbare Folie 31 auf dem umgeformten Flanschabschnitt 19 abgelegt und durch die Anpressrolle 33 fest gegen den Flanschabschnitt 19 gedrückt. Nach dem Ablegen wird entweder unmittelbar durch Permanentmagnete 37 oder nach der Aktivierung von Elektromagneten, die anstelle oder zusätzlichen zu den Permanentmagneten 37 in der Vorrichtung 1 verwendet werden können, in einem vierten Schritt 53 eine magnetische Kraft zwischen der magnetisierbaren Folie 31 und dem Stegformwerkzeug 9 erzeugt, durch die die Folie 31 so auf die Anlagenflächen 25, 27 gezogen wird, dass auf den umgeformten Flanschabschnitt 19 ein Druck ausgeübt wird und der Flanschabschnitt bis zur Aktivierung und Aushärtung des Bindemittels fixiert wird. Schließlich wird in einem fünften Schritt 55 der umgeformte Flanschabschnitt 19 mit der Heizvorrichtung 41 erwärmt. Dadurch wird das Bindemittel aktiviert und die Lagen des Flanschabschnitts 19 miteinander verklebt.
Die Schritte des Verfahrens können parallel ausgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016125958 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung (1) zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs aus einem mehrlagigen Gelege (3) von Verstärkungsfasern für einen Verbundwerkstoff, wobei das Gelege (3) mit einem Bindemittel versetzt ist und das T-förmige Halbzeug einen Steg (5) und einen sich senkrecht zum Steg (5) erstreckenden Flansch (7) aufweist, die Vorrichtung (1) umfassend ein sich in einer Arbeitsrichtung (17) erstreckendes Stegformwerkzeug (9), das konfiguriert ist, um einen den Steg (5) formenden Stegabschnitt (15) des mehrlagigen Geleges (3) einzuspannen, ein Umformwerkzeug (21), das in Arbeitsrichtung (17) über Stegformwerkzeug (9) bewegbar ist, um Lagen eines Flanschabschnitts (19) des mehrlagigen Geleges in zwei Teile aufzuteilen und zu dem Flansch (7) des T-förmigen Halbzeugs umzuformen, eine Ablagevorrichtung (29), die ebenfalls in Arbeitsrichtung (17) über das Stegformwerkzeug (9) bewegbar und konfiguriert ist, um eine flexible Folie (31) auf dem zum Flansch (7) umgeformten Flanschabschnitt (19) abzulegen, wobei das Stegformwerkzeug (9) und die flexible Folie (31) so ausgebildet sind, dass eine magnetische Kraft zwischen der Folie (31) und dem Stegformwerkzeug (9) erzeugt wird, die die flexible Folie (31) auf das Stegformwerkzeug (9) zieht, so dass die flexible Folie (31) den zum Flansch (7) umgeformten Flanschabschnitt (19) festhält.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 umfassend eine Heizvorrichtung (41), die dazu konfiguriert ist, den zum Flansch (7) umgeformten Flanschabschnitt (19) zu erwärmen, so dass das Bindemittel, mit dem das Gelege (3) versetzt ist, aktiviert wird.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Stegformwerkzeug (9) zwei langgestreckte Backen (11, 13) umfasst, die sich parallel zur Arbeitsrichtung (17) erstrecken und so konfiguriert sind, dass der Stegabschnitt (15) zwischen den langgestreckten Backen (11, 13) eingespannt werden kann.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umformwerkzeug (21) eine Mehrzahl von Umformrollen (23) aufweist, die parallel zur Arbeitsrichtung (17) über das Stegformwerkzeug (9) bewegbar sind, um den Flanschabschnitt (19) des sich zunächst in einer Ebene erstreckende Geleges (3) in zwei Teile aufzuteilen und zu dem Flansch (7) umzuformen.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ablagevorrichtung (29) eine Anpressrolle (33) umfasst, die in Arbeitsrichtung (17) derart über das Stegformwerkzeug (9) bewegbar ist, das die flexible Folie (31) in Arbeitsrichtung (17) hinter dem Umformwerkzeug (21) über die Anpressrolle (33) auf den zum Flansch (7) umgeformten Flanschabschnitt (19) geführt und an den Flanschabschnitt (19) angedrückt wird.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stegformwerkzeug (9) einen oder mehrere Permanentmagnete (37) und/oder einen oder mehrere Elektromagnete aufweist und wobei die flexible Folie (31) aus einem magnetisierbaren oder magnetischen Material gebildet ist.
Verfahren (1) zur Herstellung eines T-förmigen Halbzeugs aus einem mehrlagigen Gelege (3) von Verstärkungsfasern für einen Verbundwerkstoff, wobei das Gelege (3) mit einem Bindemittel versetzt ist und das T-förmige Halbzeug einen Steg (5) und einen sich senkrecht zum Steg (5) erstreckenden Flansch (7) aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Einspannen eines den Steg (5) formenden Stegabschnitts (15) des mehrlagigen Geleges (3) in einer Arbeitsrichtung (17) in einem Stegwerkzeug (9), Aufteilen von Lagen eines Flanschabschnitts (19) des mehrlagigen Geleges (3) in zwei Teile und Umformen der Lagen des Flanschabschnitts (19) zu dem Flansch (7) des T-förmigen Halbzeugs mit einem Umformwerkzeug (21), das in der Arbeitsrichtung (17) über das Stegformwerkzeug (9) bewegt wird, Ablegen einer flexiblen Folie (31) auf dem zum Flansch (7) umgeformten Flanschabschnitt (19) in Arbeitsrichtung (17), Erzeugen einer magnetischen Kraft zwischen der Folie (31) und dem Stegformwerkzeug (9), die die flexible Folie (31) auf das Stegformwerkzeug (9) zieht, so dass die flexible Folie (31) den zum Flansch (7) umgeformten Flanschabschnitt (19) festhält.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der zum Flansch (7) umgeformte Flanschabschnitt (19) erwärmt und das Bindemittel, mit dem das Gelege (3) versetzt ist, aktiviert wird, während die magnetische Kraft erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Stegabschnitt (15) zwischen zwei langgestreckten, sich in der Arbeitsrichtung (17) erstreckenden Backen (11, 13) des Stegformwerkzeugs (9) eingespannt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei der Flanschabschnitt (19) mit einem Umformwerkzeug (21), das eine Mehrzahl von Umformrollen (23) aufweist, die parallel zur Arbeitsrichtung (17) bewegbar sind, in zwei Teile aufgeteilt und zu dem Flansch (7) umgeformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die flexible Folie (31) über eine Anpressrolle (33) in Arbeitsrichtung (17) hinter dem Umformwerkzeug (21) auf den zum Flansch (7) umgeformten Flanschabschnitt (19) geführt und mit der Anpressrolle (33) an den Flanschabschnitt (19) angedrückt wird.