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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zum Herstellen eines Rohlings zur Herstellung eines Faserverbundbauteils sowie ein entsprechendes Verfahren.
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Vorrichtungen zum Durchführen eines Verfahrens zum Herstellen eines Rohlings zur Herstellung eines Faserverbundbauteils sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Für die Herstellung von Faserverbundbauteilen mit sogenannten Endlosfasern können Harzinjektionsverfahren, wie beispielsweise das Resin-Transfer-Molding (RTM) Verfahren, verwendet werden. Das Gesamtherstellungsverfahren besteht dabei aus mehreren nacheinander durzuführenden Teilherstellungsschritten. In den zuerst durchzuführenden Teilherstellungsschritten wird eine konturnahe noch nicht mir Harz getränkte Textilstruktur hergestellt, die auch als Rohling bezeichnet werden kann. Dieser Rohling wird in den anschließend durchzuführenden Teilherstellungsschritten mit Harz getränkt und der Verbund aus Rohling und Harz wird einem Aushärtungsschritt ausgesetzt um das Faserverbundbauteil herzustellen.
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Zur Herstellung des Rohlings kann ein sogenannter Vorrohling verwendet werden, der biegeschlaffes Fasermaterial und einen sogenannten Binder aufweisen kann, der das Fasermaterial zumindest abschnittsweise ummantelt. Dieser Binder muss aktiviert und ausgehärtet werden, um das biegeschlaffe Fasermaterial des Vorrohlings in einer dem Rohling entsprechenden konturnahen Form zu versteifen, so dass es leichter handhabbar ist und eine Faserverschiebung bei der Harzinjektion vermieden oder zumindest deutlich reduziert werden kann. Außerdem wird häufig der Vorrohling in mehrere Abschnitte so getrennt, dass einer der Abschnitte den Rohling bildet, um eine für die Harzinjektion und das herzustellende Faserverbundbauteil vorteilhafte Form des Rohlings zu gewährleisten. Gewöhnlich wird der Binder in einer ersten Werkzeugvorrichtung aktiviert und ausgehärtet und der Vorrohling in einem von der ersten Werkzeugvorrichtung räumlich getrennten zweiten Werkzeugvorrichtung getrennt. Außerdem ist eine Übergabe des Vorrohlings von der ersten Werkzeugvorrichtung zu der zweiten Werkzeugvorrichtung notwendig.
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Allgemein ist es vorteilhaft, wenn die Herstellung eines Faserverbundbauteils in möglichst kurzer Zeit erfolgt.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellung eines Faserverbundbauteils in möglichst kurzer Zeit zu ermöglichen und gleichzeitig den Investitionsaufwand und Wartungsaufwand für die Fertigungsstraße für die Herstellung des Faserverbundbauteils zu reduzieren.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die genannte Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Vorrichtung ist zum Durchführen eines Verfahrens zum Herstellen eines Rohlings zur Herstellung eines Faserverbundbauteils konfiguriert. Die Vorrichtung weist ein erstes Haltelement mit einer ersten Haltefläche und ein zweites Haltelement mit einer zweiten Haltefläche auf. Das erste Haltelement und das zweite Haltelement sind relativ zueinander bewegbar. In einem Haltezustand können das erste Haltelement und das zweite Haltelement einen Vorrohling für das Faserverbundbauteil fixieren, sodass die erste Haltefläche und die zweite Haltefläche einander gegenüberliegen. Die Vorrichtung weist ein Trennelement auf, das in dem Haltezustand relativ zu dem ersten Haltelement und dem zweiten Haltelement zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position entlang einer Trennebene bewegbar ist, sodass, wenn der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche so gehaltert ist, dass die Trennebene durch den Vorrohling verläuft, und das Trennelement von der ersten Position in die zweite Position bewegt wird, der Vorrohling entlang der Trennebene in einen ersten Abschnitt und einen restlichen Abschnitt mit einem zweiten Abschnitt getrennt wird. Die Vorrichtung weist ein Aktivierungselement auf, das konfiguriert ist, die Temperatur eines Binders des Vorrohlings so zu erhöhen, dass der Binder des ersten Abschnitts und/oder der Binder des zweiten Abschnitts aktiviert und ausgehärtet wird, wenn der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche gehaltert ist.
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Die Vorrichtung ist zum Durchführen des Verfahrens zum Herstellen des Rohlings zur Herstellung des Faserverbundbauteils konfiguriert. Die Vorrichtung ist also zur Herstellung des Rohlings konfiguriert. Der Rohling weist biegeschlaffes Fasermaterial auf, das eine Textilstruktur bilden kann. Das Fasermaterial kann Kohlenstofffasern, Glasfasern und/oder Aramidfasern aufweisen. Der Rohling weist außerdem einen ausgehärteten Binder auf. Der ausgehärtete Binder ummantelt das biegeschlaffe Fasermaterial zumindest abschnittsweise und versteift so den Rohling, sodass der Rohling leicht handhabbar ist und eine Faserverschiebung bei der Harzinjektion vermieden oder zumindest deutlich reduziert werden kann. Der Rohling kann mit Harz getränkt werden und der Verbund aus Rohling und Harz kann einem Aushärtungsschritt ausgesetzt werden um das Faserverbundbauteil herzustellen.
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Die Vorrichtung weist das erste Haltelement mit der ersten Haltefläche und das zweite Haltelement mit der zweiten Haltefläche auf. Das erste Haltelement kann einen ersten Niederhalter ausbilden. Die erste Haltefläche und die zweite Haltefläche können eine Aufnahme für den Vorrohling begrenzen, wenn die Vorrichtung in dem Haltezustand ist. Die Aufnahme ermöglicht eine Anordnung des Vorrohlings zwischen dem ersten Haltelement und dem zweiten Haltelement. Besonders bevorzugt ist, dass die erste Haltefläche und die zweite Haltefläche parallel zueinander verlaufen, wenn die Vorrichtung in dem Haltezustand ist, sodass der Vorrohling mit zwei parallel zueinander verlaufende Außenflächen zwischen dem ersten Halteelement und dem zweiten Halteelement fixiert werden kann.
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Das erste Haltelement und das zweite Haltelement sind relativ zueinander bewegbar. Die Bewegbarkeit des ersten Haltelements und des zweiten Haltelements relativ zueinander gewährleistet, dass das erste Haltelement und das zweite Haltelement so zueinander positioniert werden können, dass die Vorrichtung in dem Haltezustand ist und so zueinander positioniert werden können, dass die Vorrichtung nicht in dem Haltezustand ist.
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In dem Haltezustand können das erste Haltelement und das zweite Haltelement den Vorrohling für das Faserverbundbauteil fixieren, sodass die erste Haltefläche und die zweite Haltefläche einander gegenüberliegen. Insbesondere, wenn der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche angeordnet ist, können das erste Haltelement und das zweite Haltelement den Vorrohling fixieren, wenn die Vorrichtung im Haltezustand ist.
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Die Vorrichtung weist das Trennelement auf. Das Trennelement kann ein Stanzmesser aufweisen, das mit einer Stanzunterlage der Vorrichtung eingreifen kann.
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Das Trennelement ist in dem Haltezustand relativ zu dem ersten Haltelement und dem zweiten Haltelement zwischen der ersten Position und der zweiten Position entlang der Trennebene bewegbar. Bevorzugt ist das Trennelement in der ersten Position von dem zweiten Haltelement beabstandet angeordnet, sodass der Vorrohling zwischen das Trennelement und das zweite Haltelement positioniert werden kann. Außerdem ist das Trennelement in der zweiten Position bevorzugt mit dem zweiten Haltelement in Kontakt, sodass wenn der Vorrohling zwischen das Trennelement und das zweite Haltelement positioniert wird während das Trennelement in der ersten Position ist und das Trennelement aus der ersten Position in die zweite Position in Richtung des zweiten Haltelements bewegt wird, der Vorrohling getrennt wird. Insbesondere kann das Trennelement so mit dem ersten Haltelement und dem zweiten Haltelement verbunden sein, dass es zusammen mit dem ersten Haltelement bewegbar ist, sodass das Trennelement zusammen mit dem ersten Haltelement in Richtung des zweiten Haltelements bewegt werden kann, wenn das erste Haltelement und das zweite Haltelement so zueinander positioniert werden, dass die Vorrichtung in dem Haltezustand ist.
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Bevorzugt weist die Vorrichtung ein drittes Haltelement mit einer dritten Haltefläche auf. Das dritte Haltelement und das zweite Haltelement können relativ zueinander bewegbar sein. Das dritte Haltelement und das zweite Haltelement können den Vorrohling fixieren, sodass dritte Haltefläche und die zweite Haltefläche einander gegenüberliegen. Das Trennelement kann in dem Haltezustand relativ zu dem dritten Haltelement zwischen der ersten Position und der zweiten Position entlang der Trennebene bewegbar sein. Der Vorrohling kann zwischen der dritten Haltefläche und der zweiten Haltefläche so gehaltert sein, dass die Trennebene durch den Vorrohling verläuft. Insbesondere ist für den Fall, dass das Aktivierungselement eine Kontaktheizung mit einer Kontaktfläche aufweist, die mit dem Vorrohling in Kontakt gebracht werden kann, um die Temperatur des Binders des Vorrohlings zu erhöhen, wenn der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche gehaltert ist, vorgesehen, dass die dritte Haltefläche und die Kontaktfläche integral ausgebildet sind.
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Der Vorrohling kann zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche so gehaltert sein, dass die Trennebene durch den Vorrohling verläuft. Bevorzugt erstreckt sich die Trennebene schräg zu der ersten Haltefläche. Außerdem kann sich die Trennebene schräg zu der zweiten Haltefläche erstrecken. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sich die erste Haltefläche und die zweite Haltefläche parallel zueinander erstrecken. Besonders bevorzugt ist es, dass sich die Trennebene senkrecht zu der ersten Haltefläche erstreckt. Ebenso bevorzugt ist es, dass sich die Trennebene senkrecht zu der zweiten Haltefläche erstreckt. Eine senkrechte Erstreckung der Trennebene zu der ersten Haltefläche und/oder zu der zweiten Haltefläche gewährleistet eine besonders effiziente Trennung des Vorrohlings.
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Wenn das Trennelement von der ersten Position in die zweite Position bewegt wird, wird der Vorrohling entlang der Trennebene in den ersten Abschnitt und den restlichen Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt getrennt. Es kann vorgesehen sein, dass lediglich ein Trennvorgang notwendig ist, um den Rohling zu bilden, sodass der Vorrohling in den ersten Abschnitt und den restlichen Abschnitt getrennt wird, und der erste Abschnitt den Rohling bildet. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass zwei Trennvorgänge notwendig sind, um den Rohling zu bilden, sodass der Vorrohling in den ersten Abschnitt und den restlichen Abschnitt getrennt wird und der zweite Abschnitt von dem restlichen Abschnitt abgetrennt wird, und der zweite Abschnitt den Rohling bildet. Hierbei kann der erste Abschnitt einen weiteren Rohling bilden, der ähnlich wie der Rohling zur Herstellung eines Faserverbundbauteils konfiguriert sein kann. Insbesondere können mit der Vorrichtung mehrere Rohlinge, wie beispielsweise der Rohling und der weitere Rohling, aus dem Vorrohling hergestellt werden.
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Die Vorrichtung weist ein Aktivierungselement auf, das konfiguriert ist, die Temperatur eines Binders des Vorrohlings so zu erhöhen, dass der Binder des ersten Abschnitts und/oder der Binder des zweiten Abschnitts aktiviert und ausgehärtet wird, wenn der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche gehaltert ist. Der Vorrohling weist den Binder auf, dessen Temperatur durch das Aktivierungselement erhöht werden kann. Insbesondere kann das Aktivierungselement die Temperatur in einem räumlich begrenzten Teilbereich des Binders erhöhen. Beispielsweise kann das Aktivierungselement die Temperatur des Binders des ersten Abschnitts des Vorrohlings so erhöhen, dass der Binder des ersten Abschnitts aktiviert und ausgehärtet wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Aktivierungselement die Temperatur des Binders des zweiten Abschnitts des Vorrohlings so erhöhen, dass der Binder des zweiten Abschnitts aktiviert und ausgehärtet wird.
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Zusammenfassend kann also festgestellt werden, dass sowohl der Vorrohling in den ersten Abschnitt und den restlichen Abschnitt getrennt werden kann als auch der Binder des ersten Abschnitts und/oder der Binder des zweiten Abschnitts aktiviert und ausgehärtet werden kann, wenn der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche gehaltert ist. Es wird also eine Vorrichtung bereitgestellt, die das Trennen des Vorrohlings und das Aushärten des Binders in einem Teilherstellungsschritt ermöglicht. Der Vorrohling kann nämlich während er zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche gehaltert ist getrennt werden und der Binder des Vorrohlings kann während der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche gehaltert ist aktiviert und ausgehärtet werden. Eine räumlich voneinander getrennte Aktivierung und Aushärtung des Binders in einer ersten Werkzeugvorrichtung der Vorrichtung und Trennung des Vorrohlings in einer zweiten Werkzeugvorrichtung der Vorrichtung kann somit entfallen. Ebenso kann auf eine Übergabe des Vorrohlings von der ersten Werkzeugvorrichtung zu der zweiten Werkzeugvorrichtung verzichtet werden. Somit wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die die Herstellung eines Faserverbundbauteils in möglichst kurzer Zeit ermöglicht.
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Außerdem kann dadurch, dass auf eine Übergabe des Vorrohlings von der ersten Werkzeugvorrichtung zu der zweiten Werkzeugvorrichtung verzichtet werden kann, auch auf eine Handlingvorrichtung zur Übergabe des Vorrohlings von der ersten Werkzeugvorrichtung zu der zweiten Werkzeugvorrichtung verzichtet werden, sodass die Anzahl der Komponenten entlang der Fertigungsstraße reduziert werden kann, was wiederum den Investitionsaufwand und Wartungsaufwand für die Fertigungsstraße reduziert.
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Somit wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die die Herstellung eines Faserverbundbauteils in möglichst kurzer Zeit ermöglicht und gleichzeitig den Investitionsaufwand und Wartungsaufwand für die Fertigungsstraße für die Herstellung des Faserverbundbauteils reduziert.
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Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Presse, insbesondere eine hydraulische Presse, auf, die das erste Haltelement und das zweite Haltelement so zueinander positionieren kann, dass die Vorrichtung in dem Haltezustand ist und so zueinander positionieren kann, dass die Vorrichtung nicht in dem Haltezustand ist. Insbesondere kann die Vorrichtung derart konfiguriert sein, dass die Presse sowohl das erste Haltelement und das zweite Haltelement relativ zueinander bewegen kann als auch das Trennelement zwischen der ersten Position und der zweiten Position entlang der Trennebene bewegen kann. Bevorzugt kann die Presse zuerst das erste Haltelement und das zweite Haltelement so zueinander positionieren, dass die Vorrichtung in dem Haltezustand ist, sodass der Vorrohling fixiert werden kann, und anschließend das Trennelement zwischen der ersten Position und der zweiten Position entlang der Trennebene, insbesondere relativ zu dem ersten Haltelement und dem zweiten Haltelement, bewegen, sodass der Vorrohling getrennt werden kann. Die Presse kann eine erste Gasdruckfeder und eine zweite Gasdruckfeder aufweisen. Die erste Gasdruckfeder kann das erste Haltelement in Richtung des zweiten Haltelements mit einer Kraft beaufschlagen, sodass der Vorrohling zwischen dem ersten Haltelement und dem zweiten Haltelement fixiert werden kann. Die zweite Gasdruckfeder kann das dritte Haltelement in Richtung des zweiten Haltelements mit einer Kraft beaufschlagen, sodass der Vorrohling zwischen dem dritten Haltelement und dem zweiten Haltelement fixiert werden kann.
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In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Kühlelement auf, das konfiguriert ist, die Temperatur des Binders des Vorrohlings zu verringern. Besonders bevorzugt ist das Kühlelement konfiguriert, die Temperatur des Binders des Vorrohlings zu verringern, wenn der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche gehaltert ist. Insbesondere ist das Kühlelement konfiguriert, die Temperatur des Binders des Vorrohlings zu verringern, nachdem das Aktivierungselement die Temperatur des Binders des Vorrohlings erhöht hat, sodass der Binder des ersten Abschnitts und/oder der Binder des zweiten Abschnitts aktiviert und ausgehärtet worden ist. Außerdem kann das Kühlelement konfiguriert sein, die Temperatur des Binders des ersten Abschnitts und/oder die Temperatur des Binders des zweiten Abschnitts zu verringern. Durch die Verringerung der Temperatur des Binders des Vorrohlings, wird die Abkühlung des Vorrohlings beschleunigt, sodass die Herstellungszeit des Faserverbundbauteils weiter reduziert werden kann.
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In einer Ausführungsform sind das Trennelement und das Aktivierungselement derart konfiguriert, dass gleichzeitig der Vorrohling getrennt werden kann und die Temperatur des Binders des Vorrohlings erhöht werden kann. Durch das gleichzeitige Trennen des Vorrohlings und Erhöhen der Temperatur des Binders kann eine simultane Durchführung zweier Teilherstellungsschritte erreicht werden, die im Stand der Technik zeitlich aufeinander folgend durchgeführt werden. Da das Trennelement und das Aktivierungselement derart konfiguriert sind, dass gleichzeitig der Vorrohling getrennt werden kann und die Temperatur des Binders des Vorrohlings erhöht werden kann, kann eine separate Presse für die Binderaktivierung eingespart werden.
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In einer Ausführungsform sind das Trennelement und das Aktivierungselement derart konfiguriert, dass zuerst der Vorrohling getrennt werden kann und anschließend die Temperatur des Binders des Vorrohlings erhöht werden kann. Wenn zuerst der Vorrohling getrennt wird und anschließend die Temperatur des Binders des Vorrohlings erhöht wird, wird der Vorrohling getrennt, wobei der Binder sich in einem nicht aktivierten und nicht ausgehärteten Zustand befindet, was zu einer Verringerung der Trennkräfte führt.
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In einer Ausführungsform sind das Trennelement und das Aktivierungselement derart konfiguriert, dass zuerst die Temperatur des Binders des Vorrohlings erhöht werden kann und anschließend der Vorrohling getrennt werden kann. Wenn zuerst die Temperatur des Binders des Vorrohlings erhöht wird und anschließend der Vorrohling getrennt wird, wird der Vorrohling getrennt, wobei der Binder bereits in einem ausgehärteten Zustand ist, sodass besonders saubere Trennkanten an dem Vorrohling erreicht werden können.
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In einer Ausführungsform sind das erste Haltelement und das Aktivierungselement gemeinsam einstückig ausgebildet. Insbesondere ermöglicht die einstückige Ausbildung des ersten Haltelements und des Aktivierungselements, dass die Vorrichtung ein Werkzeugabschnitt aufweist, der konfiguriert ist sowohl die Funktion des ersten Haltelements als auch die Funktion des Aktivierungselements zu übernehmen.
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In einer Ausführungsform sind das erste Haltelement und das Kühlelement gemeinsam einstückig ausgebildet. Insbesondere ermöglicht die einstückige Ausbildung des ersten Haltelements und des Kühlelements, dass die Vorrichtung ein Werkzeugabschnitt aufweist, der konfiguriert ist sowohl die Funktion des ersten Haltelements als auch die Funktion des Kühlelements zu übernehmen.
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In einer Ausführungsform sind das Aktivierungselement und das Kühlelement gemeinsam einstückig ausgebildet. Insbesondere ermöglicht die einstückige Ausbildung des Aktivierungselements und des Kühlelements, dass die Vorrichtung ein Werkzeugabschnitt aufweist, der konfiguriert ist sowohl die Funktion des Aktivierungselements als auch die Funktion des Kühlelements zu übernehmen.
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In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Anschlag mit einer Anschlagsfläche auf, wobei sich die Anschlagsfläche schräg zu der ersten Haltefläche und/oder schräg zu der zweiten Haltefläche erstreckt. Der Vorrohling kann so angeordnet werden, dass er an der Anschlagsfläche anliegt. Ein Anliegen des Vorrohlings an der Anschlagsfläche gewährleistet eine optimale Positionierung des Vorrohlings zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche, sodass der Vorrohling präzise getrennt werden kann.
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In einer Ausführungsform ist der Anschlag auf einer ersten Seite des Aktivierungselements angeordnet, wobei das Trennelement auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Aktivierungselements angeordnet ist. Wenn der Anschlag auf der ersten Seite des Aktivierungselements angeordnet ist und das Trennelement auf der zweiten Seite des Aktivierungselements angeordnet ist, kann der erste Abschnitt des Vorrohlings an der Anschlagsfläche anliegen, so dass der erste Abschnitt des Vorrohlings von dem Vorrohling abgetrennt werden kann und die Temperatur des Binders des ersten Abschnitts des Vorrohlings aktiviert und ausgehärtet werden kann.
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In einer Ausführungsform ist der Anschlag auf einer ersten Seite des Trennelements angeordnet, wobei das Aktivierungselement auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Trennelements angeordnet ist. Wenn der Anschlag auf der ersten Seite des Trennelements angeordnet ist und das Aktivierungselement auf der zweiten Seite des Trennelements angeordnet ist, kann der erste Abschnitt des Vorrohlings an der Anschlagsfläche anliegen, so dass der erste Abschnitt des Vorrohlings von dem Vorrohling abgetrennt werden kann und die Temperatur des Binders des zweiten Abschnitts des Vorrohlings aktiviert und ausgehärtet werden kann. Insbesondere kann in diesem Fall die Vorrichtung das dritte Haltelement aufweisen. Das dritte Haltelement und das Aktivierungselement können gemeinsam einstückig ausgebildet sein. Außerdem ist es bevorzugt, wenn in diesem Fall das erste Haltelement und das Kühlelement gemeinsam einstückig ausgebildet sind.
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In einer Ausführungsform weist das Trennelement ein Stanzmesser auf, das in der zweiten Position des Trennelements mit einer Stanzunterlage der Vorrichtung eingreift. Bevorzugt weist das Stanzmesser eine Härte auf, die größer als eine Härte der Stanzunterlage ist. Wenn im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von einer Härte die Rede ist, kann damit beispielsweise eine Rockwellhärte, eine Brinellhärte, eine Vickershärte oder eine für das entsprechende Material geeignete Härteangabe gemeint sein. Wenn die Härte der Stanzunterlage geringer als die Härte des Stanzmessers ist, wird eine geringe Abnutzung des Stanzmessers gewährleistet, sodass eine Wartung des Stanzmessers weniger oft durchgeführt werden muss. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Härte der Stanzunterlage größer ist als die Härte des Vorrohlings, sodass ein vollständiges Trennen des Vorrohlings gewährleistet werden kann.
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In einer Ausführungsform weist das Aktivierungselement eine Kontaktheizung mit einer Kontaktfläche auf, die mit dem Vorrohling in Kontakt gebracht werden kann, um die Temperatur des Binders des Vorrohlings zu erhöhen, wenn der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche gehaltert ist. Wenn das Aktivierungselement eine Kontaktheizung aufweist, wird eine besonders kostengünstige Ausführungsform bereitgestellt, die insbesondere dazu geeignet ist, dass das erste Haltelement und das Aktivierungselement gemeinsam einstückig ausgebildet sind. Außerdem kann eine besonders kostengünstige Ausführungsform bereitgestellt werden wenn das Aktivierungselement eine Kontaktheizung aufweist, da eine Kontaktheizung vorteilhaft ist, wenn das dritte Haltelement und das Aktivierungselement gemeinsam einstückig ausgebildet sind.
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In einer Ausführungsform weist das Aktivierungselement eine Induktionsheizung auf, die in dem Vorrohling ein magnetisches Wechselfeld bereitstellen kann, um die Temperatur des Binders des Vorrohlings zu erhöhen, wenn der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche gehaltert ist. Insbesondere wenn das Fasermaterial des Vorrohlings elektrisch leitfähig ist, beispielsweise wenn das Fasermaterial Kohlenstofffasern aufweist, kann durch das magnetische Wechselfeld ein Wirbelstrom in dem Fasermaterial erzeugt werden, sodass sich die Temperatur des Fasermaterials des Vorrohlings erhöht, sodass sich die Temperatur des Binders des Vorrohlings erhöht. Wenn das Aktivierungselement die Induktionsheizung aufweist, kann eine berührungslose, kostengünstige und schnelle Temperaturerhöhung des Binders des Vorrohlings bereitgestellt werden.
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Wie bereits beschrieben, kann das Aktivierungselement eine Kontaktheizung und/oder eine Induktionsheizung aufweisen um die Temperatur des Binders des Vorrohlings zu erhöhen, wenn der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche gehaltert ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Aktivierungselement auch andere Mittel aufweisen, um die Temperatur des Binders des Vorrohlings zu erhöhen, wenn der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche gehaltert ist. Zu diesen anderen Mitteln gehören ein Umluftofen, ein IR-Strahler, ein Laser, eine Ultraschallquelle. Außerdem kann das Aktivierungselement zusätzlich oder alternativ einen ersten elektrischen Kontakt und einen zweiten elektrischen Kontakt aufweisen, die mit dem Vorrohling elektrisch verbindbar sind, sodass ein elektrischer Strom durch den Vorrohling geleitet werden kann, sodass sich die Temperatur des Fasermaterials des Vorrohlings erhöht, sodass sich die Temperatur des Binders des Vorrohlings erhöht.
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In einer Ausführungsform begrenzt das Kühlelement einen Innenraum zur Aufnahme von Kühlmittel. Der Innenraum kann einen Einlass und einen Auslass aufweisen, sodass das Kühlmittel über den Einlass in den Innenraum eintreten und über den Auslass aus dem Innenraum austreten kann. Bevorzugt erstreckt sich der Innenraum von dem Einlass, entlang der ersten Haltefläche und zu dem Auslass hin. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das erste Haltelement und das Kühlelement gemeinsam einstückig ausgebildet. Für den Fall, dass das zweite Haltelement und das Kühlelement gemeinsam einstückig ausgebildet sind, erstreckt sich der Innenraum bevorzugt von dem Einlass, entlang der zweiten Haltefläche und zu dem Auslass hin. Für den Fall, dass das dritte Haltelement und das Kühlelement gemeinsam einstückig ausgebildet sind, erstreckt sich der Innenraum bevorzugt von dem Einlass, entlang der dritten Haltefläche und zu dem Auslass hin. Das Kühlelement kann einteilig oder modular aufgebaut sein. Außerdem kann das Kühlelement additiv gefertigt sein, sodass eine komplexe Form des Innenraums ermöglicht wird.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16. Das Verfahren ist zum Herstellen eines Rohlings zur Herstellung eines Faserverbundbauteils unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen. Das Verfahren umfasst Bereitstellen eines Vorrohlings mit einem Binder für das Faserverbundbauteil. Das Verfahren umfasst Fixieren des Vorrohlings in dem Haltezustand mit dem ersten Haltelement und dem zweiten Haltelement, sodass die erste Haltefläche und die zweite Haltefläche einander gegenüberliegen und der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche so gehaltert ist, dass die Trennebene durch den Vorrohling verläuft. Das Verfahren umfasst Bewegen des Trennelements von der ersten Position in die zweite Position, sodass der Vorrohling entlang der Trennebene in den ersten Abschnitt und den restlichen Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt getrennt wird. Das Verfahren umfasst Erhöhen der Temperatur des Binders des Vorrohlings mit dem Aktivierungselement, sodass der Binder des ersten Abschnitts und/oder der Binder des zweiten Abschnitts aktiviert und ausgehärtet wird, während der Vorrohling zwischen der ersten Haltefläche und der zweiten Haltefläche gehaltert ist. Wenn der Binder des ersten Abschnitts und/oder der Binder des zweiten Abschnitts aktiviert und ausgehärtet ist, bildet der erste Abschnitt oder der zweite Abschnitt den Rohling.
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Die im Zusammenhang mit der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschriebenen Merkmale, technischen Effekte und/oder Vorteile gelten zumindest in analoger Weise auch für das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, sodass an dieser Stelle auf eine entsprechende Wiederholung verzichtet wird.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
- 1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Abschnitts einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 2 zeigt eine schematische Ansicht eines zweiten Abschnitts der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines dritten Abschnitts der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 4 zeigt eine schematische Ansicht eines vierten Abschnitts der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des dritten Abschnitts der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des dritten Abschnitts einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines ersten Haltelements des dritten Abschnitts der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines ersten Abschnitts 1 einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 3. Die Vorrichtung 3 weist eine Ablage 5 mit einer Ablagefläche 7, eine Schneideinrichtung 9 und eine erste Überwachungseinrichtung 11 auf. Ein textiles Halbzeug 13, das Kohlenstofffasern, Glasfasern oder Aramidfasern aufweisen kann und in 1 als Rollenware dargestellt ist, kann auf der Ablagefläche 7 abgerollt werden und mithilfe der Schneideinrichtung 9 in textile Zuschnitte 15 zugeschnitten werden. Insbesondere können die textilen Zuschnitte 15 so zugeschnitten werden, dass jedes der Zuschnitte 15 die für das Faserverbundbauteil entsprechend benötigte Länge und entsprechend benötigte Faserorientierung aufweist. Zum Zuschneiden der textilen Zuschnitte 15 weist die Schneideinrichtung 9 einen CNC-Cutter 17 und eine mit dem CNC-Cutter 17 oszillierend oder rotierend verbundene Schneideinheit 19 auf, wie beispielsweise eine zur Oszillation oder Rotation konfigurierte Schneide. Mit der ersten Überwachungseinrichtung 11 kann das Zuschneiden der textilen Zuschnitte 15 überwacht werden.
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2 zeigt eine schematische Ansicht eines zweiten Abschnitts 21 der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3. Die Vorrichtung 3 weist eine Pressvorrichtung 23 mit einem ersten Werkzeug 25 mit einer ersten Pressfläche 27 und einem in 2 nicht dargestellten zweiten Werkzeug mit einer zweiten Pressfläche auf. Außerdem weist die Vorrichtung 3 eine zweite Überwachungseinrichtung 29 auf. In 2 sind aufeinander angeordnete textile Zuschnitte 15 dargestellt, die gemeinsam einen Lagenaufbau 31 bilden. Nachdem die textilen Zuschnitte 15 wie in 1 dargestellt zugeschnitten wurden, werden die textilen Zuschnitte 15 aufeinander auf der ersten Pressfläche 27 angeordnet. Das Anordnen der textilen Zuschnitte 15 aufeinander auf der ersten Pressfläche 27 kann auch als Drapieren bezeichnet werden. Die textilen Zuschnitte 15 sind bevorzugt flächig ausgebildet, sodass die textilen Zuschnitte 15 derart aufeinander angeordnet sein können, dass eine Fläche eines ersten textilen Zuschnitts 15 von zwei benachbarten textilen Zuschnitten 15 und eine Fläche eines zweiten textilen Zuschnitts der zwei benachbarten textilen Zuschnitte 15 aneinander anliegen. Anschließend werden das erste Werkzeug 25 und das zweite Werkzeug aufeinander zubewegt und die textilen Zuschnitte 15 zwischen der ersten Pressfläche 27 und der zweiten Pressfläche zusammengedrückt, sodass der Lagenaufbau 31 gebildet wird. Mit der zweiten Überwachungseinrichtung 29 kann das Bilden des Lagenaufbaus 31 überwacht werden. Die den Lagenaufbau 31 bildenden textilen Zuschnitte 15 sind zumindest abschnittsweise von einem Binder ummantelt, sodass die textilen Zuschnitte 15 und der Binder einen Vorrohling 33 bilden.
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3 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines dritten Abschnitts 35 der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3. Die Vorrichtung 3 weist ein erstes Haltelement 37 und ein zweites Haltelement 39 auf. Außerdem weist die Vorrichtung 3 ein Trennelement 41 und ein Aktivierungselement 43 auf. Das erste Haltelement 37 ist in 3 teilweise transparent dargestellt, sodass das Trennelement 41 hinter dem Aktivierungselement 43 besser sichtbar ist. In 3 ist außerdem der Vorrohling 33 dargestellt.
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4 zeigt eine schematische Ansicht eines vierten Abschnitts 45 der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3. Die Vorrichtung 3 weist einen Roboter mit einem Roboterarm 47 und einem an dem Roboterarm 47 befestigten Greifer 49 auf. Außerdem ist in 4 ein aus dem Vorrohling 33 hergestellter Rohling 51 dargestellt. Der Greifer 49 kann den Rohling 51 halten und mithilfe des Roboterarms 47 an einen weiteren Abschnitt der Vorrichtung 3 übergeben, wie beispielsweise ein Injektionswerkzeug um den Rohling 51 mit Harz zu injizieren.
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5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des dritten Abschnitts 35 der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3. Die Vorrichtung 3 weist das erste Haltelement 37 und das zweite Haltelement 39 auf. Außerdem weist die Vorrichtung 3 ein drittes Haltelement 53 auf. Des Weiteren weist die Vorrichtung 3 das Trennelement 41 und das Aktivierungselement 43 auf, das gemeinsam mit dem ersten Haltelement 37 einstückig ausgebildet ist. Ferner weist die Vorrichtung 3 einen Anschlag 55 auf. Außerdem weist die Vorrichtung 3 eine erste Gasdruckfeder 57 und eine zweite Gasdruckfeder 59 auf. Die erste Gasdruckfeder 57 kann das erste Haltelement 37 in Richtung des zweiten Haltelements 39 mit einer Kraft beaufschlagen, sodass der Vorrohling 33 zwischen dem ersten Haltelement 37 und dem zweiten Haltelement 39 fixiert werden kann. Die zweite Gasdruckfeder 59 kann das dritte Haltelement 53 in Richtung des zweiten Haltelements 39 mit einer Kraft beaufschlagen, sodass der Vorrohling 33 zwischen dem dritten Haltelement 53 und dem zweiten Haltelement 39 fixiert werden kann. In 5 sind ein erster Abschnitt 61 des Vorrohlings 33 und ein zweiter Abschnitt 62 des Vorrohlings 33 dargestellt. Der zweite Abschnitt 62 bildet einen Teilbereich eines restlichen Abschnitts 63 des Vorrohlings 33. Das Trennelement 41 in 5 weist ein Stanzmesser 65 auf, das mit einer Stanzunterlage 67 der Vorrichtung 3 eingreifen kann.
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Die Vorrichtung 3 ist zum Durchführen eines Verfahrens zum Herstellen des Rohlings 51 konfiguriert. Der Rohling 51 ist zur Herstellung eines Faserverbundbauteils vorgesehen. Das erste Haltelement 37 weist eine erste Haltefläche 69 auf, das zweite Haltelement 39 weist eine zweite Haltefläche 71 auf und das dritte Haltelement 53 weist eine dritte Haltefläche 73 auf. Das erste Haltelement 37 und das zweite Haltelement 39 sind relativ zueinander bewegbar. Außerdem sind das dritte Haltelement 53 und das zweite Haltelement 39 relativ zueinander bewegbar. In einem in 5 dargestellten Haltezustand können sowohl das erste Haltelement 37 und das zweite Haltelement 39 als auch das dritte Haltelement 53 und das zweite Haltelement 39 den Vorrohling 33 fixieren, sodass sowohl die erste Haltefläche 69 und die zweite Haltefläche 71 einander gegenüberliegen als auch die dritte Haltefläche 73 und die zweite Haltefläche 71 einander gegenüberliegen.
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Das Trennelement 41 ist in dem Haltezustand relativ zu dem ersten Haltelement 37, dem zweiten Haltelement 39 und dem dritten Haltelement 53 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position entlang einer Trennebene 75 bewegbar, sodass, wenn das Trennelement 41 von der ersten Position in die zweite Position, d.h. in der ersten Ausführungsform in Richtung der Stanzunterlage 67, bewegt wird, der Vorrohling 33 entlang der Trennebene 75 in den ersten Abschnitt 61 und den restlichen Abschnitt 63 mit dem zweiten Abschnitt 62 getrennt wird. Der Vorrohling 33 kann entlang der Trennebene 75 getrennt werden, da der Vorrohling 33 sowohl zwischen der ersten Haltefläche 69 und der zweiten Haltefläche 71 als auch zwischen der dritten Haltefläche 73 und der zweiten Haltefläche 71 so gehaltert ist, dass die Trennebene 75 durch den Vorrohling 33 verläuft. Das Stanzmesser 65 greift in der zweiten Position des Trennelements 41 mit der Stanzunterlage 67 ein.
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Das Aktivierungselement 43 ist konfiguriert, die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33 zu erhöhen, sodass der Binder des ersten Abschnitts 61 aktiviert und ausgehärtet wird, wenn der Vorrohling 33 zwischen der ersten Haltefläche 69 und der zweiten Haltefläche 71 gehaltert ist. Das Aktivierungselement 43 weist eine Kontaktheizung mit einer Kontaktfläche auf, die mit dem Vorrohling 33 in Kontakt gebracht werden kann, um die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33 zu erhöhen, wenn der Vorrohling 33 zwischen der ersten Haltefläche 69 und der zweiten Haltefläche 71 gehaltert ist. Im vorliegenden Fall sind die erste Haltefläche 69 und die Kontaktfläche integral ausgebildet, sodass sie übereinstimmen. Alternativ oder zusätzlich kann das Aktivierungselement 43 eine Induktionsheizung aufweisen, die in dem Vorrohling 33 ein magnetisches Wechselfeld bereitstellen kann, um die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33 zu erhöhen, wenn der Vorrohling 33 zwischen der ersten Haltefläche 69 und der zweiten Haltefläche 71 gehaltert ist.
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Das Trennelement 41 und das Aktivierungselement 43 sind derart konfiguriert, dass gleichzeitig der Vorrohling 33 getrennt werden kann und die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33 erhöht werden kann. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Trennelement 41 und das Aktivierungselement 43 derart konfiguriert sind, dass zuerst der Vorrohling 33 getrennt werden kann und anschließend die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33 erhöht werden kann oder, dass das Trennelement 41 und das Aktivierungselement 43 derart konfiguriert sind, dass zuerst die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33 erhöht werden kann und anschließend der Vorrohling 33 getrennt werden kann.
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Der in 5 dargestellte Anschlag 55 weist eine Anschlagsfläche 77 auf, die sich schräg zu der ersten Haltefläche 69 und schräg zu der zweiten Haltefläche 71 erstreckt. Der Anschlag 55 ist auf einer ersten Seite 79 des Aktivierungselements 43 angeordnet und das Trennelement 41 ist auf einer der ersten Seite 79 gegenüberliegenden zweiten Seite 81 des Aktivierungselements 43 angeordnet.
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6 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des dritten Abschnitts 35 einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3. Die Vorrichtung 3 weist das erste Haltelement 37 und das zweite Haltelement 39 auf. Außerdem weist die Vorrichtung 3 das dritte Haltelement 53 auf. Des Weiteren weist die Vorrichtung 3 das Trennelement 41 und das Aktivierungselement 43 auf, das gemeinsam mit dem dritten Haltelement 53 einstückig ausgebildet ist. Ferner weist die Vorrichtung 3 den Anschlag 55 auf. Außerdem weist die Vorrichtung 3 die erste Gasdruckfeder 57 und die zweite Gasdruckfeder 59 auf. Die erste Gasdruckfeder 57 kann das erste Haltelement 37 in Richtung des zweiten Haltelements 39 mit einer Kraft beaufschlagen, sodass der Vorrohling 33 zwischen dem ersten Haltelement 37 und dem zweiten Haltelement 39 fixiert werden kann. Die zweite Gasdruckfeder 59 kann das dritte Haltelement 53 in Richtung des zweiten Haltelements 39 mit einer Kraft beaufschlagen, sodass der Vorrohling 33 zwischen dem dritten Haltelement 53 und dem zweiten Haltelement 39 fixiert werden kann. In 6 sind der erste Abschnitt 61 des Vorrohlings 33 und der zweite Abschnitt 63 des Vorrohlings 33 dargestellt. Der zweite Abschnitt 63 bildet einen Teilbereich des restlichen Abschnitts 65 des Vorrohlings 33. Das Trennelement 41 in 6 weist ein Stanzmesser 65 auf, das mit der Stanzunterlage 67 der Vorrichtung 3 eingreifen kann.
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Die Vorrichtung 3 ist zum Durchführen eines Verfahrens zum Herstellen des Rohlings 51 konfiguriert. Der Rohling 51 ist zur Herstellung eines Faserverbundbauteils vorgesehen. Das erste Haltelement 37 weist eine erste Haltefläche 69 auf, das zweite Haltelement 39 weist eine zweite Haltefläche 71 auf und das dritte Haltelement 53 weist eine dritte Haltefläche 73 auf. Das erste Haltelement 37 und das zweite Haltelement 39 sind relativ zueinander bewegbar. Außerdem sind das dritte Haltelement 53 und das zweite Haltelement 39 relativ zueinander bewegbar. In einem in 6 dargestellten Haltezustand können sowohl das erste Haltelement 37 und das zweite Haltelement 39 als auch das dritte Haltelement 53 und das zweite Haltelement 39 den Vorrohling 33 fixieren, sodass sowohl die erste Haltefläche 69 und die zweite Haltefläche 71 einander gegenüberliegen als auch die dritte Haltefläche 73 und die zweite Haltefläche 71 einander gegenüberliegen.
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Das Trennelement 41 ist in dem Haltezustand relativ zu dem ersten Haltelement 37, dem zweiten Haltelement 39 und dem dritten Haltelement 53 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position entlang der Trennebene 75 bewegbar, sodass, wenn das Trennelement 41 von der ersten Position in die zweite Position, d.h. in der zweiten Ausführungsform in Richtung der Stanzunterlage 67, bewegt wird, der Vorrohling 33 entlang der Trennebene 75 in den ersten Abschnitt 61 und den restlichen Abschnitt 63 mit dem zweiten Abschnitt 62 getrennt wird. Der Vorrohling 33 kann entlang der Trennebene 75 getrennt werden, da der Vorrohling 33 sowohl zwischen der ersten Haltefläche 69 und der zweiten Haltefläche 71 als auch zwischen der dritten Haltefläche 73 und der zweiten Haltefläche 71 so gehaltert ist, dass die Trennebene 75 durch den Vorrohling 33 verläuft. Das Stanzmesser 65 greift in der zweiten Position des Trennelements 41 mit der Stanzunterlage 67 ein.
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Das Aktivierungselement 43 ist konfiguriert, die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33 zu erhöhen, sodass der Binder des zweiten Abschnitts 62 aktiviert und ausgehärtet wird, wenn der Vorrohling 33 zwischen der ersten Haltefläche 69 und der zweiten Haltefläche 71 gehaltert ist. Das Aktivierungselement 43 weist eine Kontaktheizung mit einer Kontaktfläche auf, die mit dem Vorrohling 33 in Kontakt gebracht werden kann, um die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33 zu erhöhen, wenn der Vorrohling 33 zwischen der ersten Haltefläche 69 und der zweiten Haltefläche 71 gehaltert ist. Im vorliegenden Fall sind die dritte Haltefläche 73 und die Kontaktfläche integral ausgebildet, sodass sie übereinstimmen. Alternativ oder zusätzlich kann das Aktivierungselement 43 eine Induktionsheizung aufweisen, die in dem Vorrohling 33 ein magnetisches Wechselfeld bereitstellen kann, um die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33 zu erhöhen, wenn der Vorrohling 33 zwischen der ersten Haltefläche 69 und der zweiten Haltefläche 71 gehaltert ist.
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Das Trennelement 41 und das Aktivierungselement 43 sind derart konfiguriert, dass gleichzeitig der Vorrohling 33 getrennt werden kann und die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33 erhöht werden kann. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Trennelement 41 und das Aktivierungselement 43 derart konfiguriert sind, dass zuerst der Vorrohling 33 getrennt werden kann und anschließend die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33 erhöht werden kann oder, dass das Trennelement 41 und das Aktivierungselement 43 derart konfiguriert sind, dass zuerst die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33 erhöht werden kann und anschließend der Vorrohling 33 getrennt werden kann.
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Der in 6 dargestellte Anschlag 55 weist die Anschlagsfläche 77 auf, die sich schräg zu der ersten Haltefläche 69 und schräg zu der zweiten Haltefläche 71 erstreckt. Der Anschlag 55 auf einer ersten Seite 83 des Trennelements 41 angeordnet ist, wobei das Aktivierungselement 43 auf einer der ersten Seite 83 gegenüberliegenden zweiten Seite 85 des Trennelements 41 angeordnet ist.
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Die Vorrichtung 3 weist ein Kühlelement 87 auf, das konfiguriert ist, die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33, insbesondere des ersten Abschnitts 61 des Vorrohlings 33, zu verringern. Das erste Haltelement 37 und das Kühlelement 87 sind gemeinsam einstückig ausgebildet. In einer weiteren Ausführungsform können das Aktivierungselement 43 und das Kühlelement 87 gemeinsam einstückig ausgebildet sein.
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7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des ersten Haltelements 37 des dritten Abschnitts 35 der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3. Das erste Haltelement 37 weist die erste Haltefläche 69 auf und das erste Haltelement 37 und das Kühlelement 87 sind gemeinsam einstückig ausgebildet. Das Kühlelement 87 begrenzt einen Innenraum 89 zur Aufnahme von Kühlmittel 91. Der Innenraum 89 weist einen Einlass 93 und einen Auslass 95 auf. Das Kühlmittel (91) kann über den Einlass 93 in den Innenraum 89 eintreten und über den Auslass 95 aus dem Innenraum 89 austreten. Die Flussrichtung des Kühlmittels (91) ist in 7 anhand von Pfeilen angedeutet.
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Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Vorrichtungen 3 sind für die Verwendung in einem Verfahren zum Herstellen des Rohlings 51 zur Herstellung eines Faserverbundbauteils konfiguriert. In dem Verfahren wird ein Vorrohling 33 mit einem Binder für das Faserverbundbauteil bereitgestellt. Der Vorrohlings 33 wird in dem Haltezustand mit dem ersten Haltelement 37 und dem zweiten Haltelement 39 fixiert, sodass die erste Haltefläche 69 und die zweite Haltefläche 71 einander gegenüberliegen und der Vorrohling 33 zwischen der ersten Haltefläche 69 und der zweiten Haltefläche 71 so gehaltert ist, dass die Trennebene 75 durch den Vorrohling 33 verläuft. Außerdem wird das Trennelement 41 von der ersten Position in die zweite Position bewegt, sodass der Vorrohling 33 entlang der Trennebene 75 in den ersten Abschnitt 61 und den restlichen Abschnitt 63 mit dem zweiten Abschnitt 62 getrennt wird. Ferner wird die Temperatur des Binders des Vorrohlings 33 mit dem Aktivierungselement 43 erhöht, sodass der Binder des ersten Abschnitts 61 und/oder der Binder des zweiten Abschnitts 62 aktiviert und ausgehärtet wird, während der Vorrohling 33 zwischen der ersten Haltefläche 69 und der zweiten Haltefläche 71 gehaltert ist. Außerdem bildet der erste Abschnitt 61 oder der zweite Abschnitt 62 den Rohling 51 wenn der Binder des ersten Abschnitts 61 und/oder der Binder des zweiten Abschnitts 62 aktiviert und ausgehärtet ist.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erster Abschnitt der Vorrichtung
- 3
- Vorrichtung
- 5
- Ablage
- 7
- Ablagefläche
- 9
- Schneideinrichtung
- 11
- erste Überwachungseinrichtung
- 13
- textiles Halbzeug
- 15
- textilen Zuschnitte
- 17
- CNC-Cutter
- 19
- Schneideinheit
- 21
- zweiter Abschnitt
- 23
- Pressvorrichtung
- 25
- erstes Werkzeug
- 27
- erste Pressfläche
- 29
- zweite Überwachungseinrichtung
- 31
- Lagenaufbau
- 33
- Vorrohling
- 35
- dritter Abschnitt
- 37
- erstes Haltelement
- 39
- zweites Haltelement
- 41
- Trennelement
- 43
- Aktivierungselement
- 45
- vierter Abschnitt
- 47
- Roboterarm
- 49
- Greifer
- 51
- Rohling
- 53
- drittes Haltelement
- 55
- Anschlag
- 57
- erste Gasdruckfeder
- 59
- zweite Gasdruckfeder
- 61
- erster Abschnitt des Vorrohlings
- 62
- zweiter Abschnitt des Vorrohlings
- 63
- restlicher Abschnitt des Vorrohlings
- 65
- Stanzmesser
- 67
- Stanzunterlage
- 69
- erste Haltefläche
- 71
- zweite Haltefläche
- 73
- dritte Haltefläche
- 75
- Trennebene
- 77
- Anschlagsfläche
- 79
- erste Seite des Aktivierungselements
- 81
- zweite Seite des Aktivierungselements
- 83
- erste Seite des Trennelements
- 85
- zweite Seite des Trennelements
- 87
- Kühlelement
- 89
- Innenraum
- 91
- Kühlmittel
- 93
- Einlass
- 95
- Auslass