DE19811397C1 - Vorrichtung zur Belegung eines Werkstückes mit einer mit Matrixmaterial beschichteten spröden Endlosfaser - Google Patents
Vorrichtung zur Belegung eines Werkstückes mit einer mit Matrixmaterial beschichteten spröden EndlosfaserInfo
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Abstract
Die Vorrichtung zur Belegung eines Werkstückes (5) weist eine mit Matrixmaterial beschichtete spröde Endlosfaser (10) und eine Haltevorrichtung (2) für das Werkstück (5) auf, die entlang einer Rotationsachse (2A) angeordnet ist. Weiterhin besteht die Vorrichtung zur Belegung eines Werkstückes (5) aus einer Faserzuführvorrichtung (7) mit einem Führungsrohr (20) zum Führen der Endlosfaser (10) an das Werkstück (5), wobei zum Wickeln der Faser (10) um das Werkstück (5) eine Relativdrehung zwischen der Haltevorrichtung (2) und der Faserzuführvorrichtung (7) um die Rotationsachse (2A) vorgesehen ist, wobei das Führungsrohr (20) beim Belegen des Werkstückes (5) mit der Faser (10) in Verlängerung der Faserverlegelinie (28, 28a, 28b) positionierbar ist. Außerdem weist die Vorrichtung zur Belegung eines Werkstückes (5) eine Schweißvorrichtung (21) zum Befestigen der Faser (10) an einem ersten axialen Ende des Werkstücks (5) und eine Schweißvorrichtung (21a) zum Befestigen der Faser (10) an einem zweiten axialen Ende des Werkstückes (5), nachdem ein Faserabschnitt (10a) um das Werkstück (5) gewickelt ist, auf. Weitere Bestandteile der Vorrichtung zur Belegung eines Werkstückes sind eine Schneidvorrichtung (25) zum Trennen des Faserabschnitts (10a) an dem zweiten axialen Ende des Werkstücks (5) und eine Steuervorrichtung (27) zum Synchronisieren der Relativdrehung und einer axial gerichteten Vorschubbewegung der Faserzuführvorrichtung (7).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Belegung eines
Werkstückes mit einer mit Matrixmaterial beschichteten
spröden Endlosfaser, z. B. zum Herstellen eines mit einer
Siliciumcarbidfaser verstärkten Rohres, sowie das faser
verstärkte Rohr.
Um Bauteilen bei geringem Gewicht größere Stabilität zu
verleihen ist es grundsätzlich bekannt, die Bauteile mit
Fasern zu verstärken. Je nach Wahl des Materials für die
Faser werden auch die Temperaturausdehnung verringert und
die Temperaturfestigkeit des derart faserverstärkten Bau
teils erhöht. Das Faserverstärkungsmaterial besteht zweck
mäßigerweise aus mit einem Matrixmaterial beschichteten
Fasern; dies hat den Vorteil, daß sich benachbarte Fasern
nicht berühren, sondern vielmehr von einem Material,
nämlich dem Matrixmaterial umgeben sind. Vorzugsweise
werden als Matrixmaterial Titanbasis-Legierungen
verwendet, während die Faser selbst aus Siliciumcarbid
(SiC) besteht.
Im Rahmen dieser Erfindung ist mit dem Begriff "Faser"
eine spröde Faser gemeint, die im Inneren aus Faser
material besteht und außen eine Beschichtung aus Matrix
material aufweist. Das Fasermaterial im Inneren kann eine
zentrale Seele und auch eine das Fasermaterial umgebende
Schutzschicht aufweisen, auf die das Matrixmaterial
aufgebracht ist.
Bekannt sind Belegevorrichtungen, mit denen Werkstücke mit
anderen Fasern als spröden Fasern belegt werden können.
Diese Belegevorrichtungen sind zum Wickeln von spröden
Fasern nicht geeignet, da beim Belegen eines Werkstückes
häufig Belastungen quer zur Faserlängsrichtung auf die
Faser ausgeübt werden, was oftmals zu einem Bruch einer
spröden Faser führen würde, denn diese Fasern weisen zwar
sehr hohe Zugfestigkeiten in Faserlängsrichtung auf, sind
aber sehr empfindlich für Belastungen quer zur Faser
richtung.
Üblicherweise werden mit derartigen Fasern verstärkte
Werkstücke noch einem heißisostatischen Preßvorgang
ausgesetzt, der zu einer Konsolidierung des Matrix
materials führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Belegen eines Werkstückes mit Fasern zu schaffen, die
eine Belegung des Werkstückes mit den Fasern ohne Bruch
gefahr der Fasern erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine entlang einer
Rotationsachse angeordnete Haltevorrichtung für das Werk
stück auf und eine Faserzuführvorrichtung mit einem
Führungsrohr zum Führen einer Endlosfaser an das Werk
stück, wobei zum Wickeln der Faser um das Werkstück eine
Relativdrehung zwischen der Haltevorrichtung und der
Faserzuführvorrichtung um die Rotationsachse vorgenommen
wird. Eine Schweißvorrichtung dient zum Befestigen der
Faser an einem ersten axialen Ende des Werkstückes; mit
einer weiteren oder auch derselben Schweißvorrichtung wird
die Faser an einem zweiten axialen Ende des Werkstückes
befestigt, nachdem ein Faserabschnitt um das Werkstück
gewickelt worden ist. Eine Schneidvorrichtung trennt den
Faserabschnitt an dem zweiten axialen Ende nach der
Verschweißung ab und eine Steuervorrichtung synchronisiert
die Relativdrehung und eine axial gerichtete Vorschub
bewegung der Faserzuführvorrichtung. Synchronisieren
bedeutet hier, daß der Abzug der Faser stets in einem
konstanten Winkel erfolgt, wobei der Winkel dem Steigungs
winkel der Verlegelinie zur Rotationsachse entspricht. Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die zu wickelnde
Faser sanft behandelt, so daß es zu keinen Faserbrüchen
kommt, was einen reibungslosen und kostengünstigen Betrieb
der Vorrichtung erlaubt. Ermöglicht wird dies insbesondere
durch die Faserzuführvorrichtung und durch die Schweiß
vorrichtung. Die Faserzuführvorrichtung führt die Faser
durch das Führungsrohr bis unmittelbar an das Werkstück
heran, wobei zusätzlich durch die Synchronisation Knick
bewegungen der Faser vermieden werden; die Faser wird also
nur in ihrer Längsrichtung beansprucht. Mit der Schweiß
vorrichtung, die vorzugsweise nur das Matrixmaterial mit
dem Werkstück verschweißt, können einzelne Faserabschnitte
ohne mechanische Belastung an dem Werkstück befestigt
werden.
Bevorzugterweise hat die Haltevorrichtung zwei Konen zum
Klemmen eines rohrförmigen Werkstückes, wobei die dem
Werkstück abgewandte Außenkante des Konus eine Auflage für
die Faser während der Trennung der Faser durch eine
Schneide der Schneidvorrichtung ist. Die Konen erlauben
ein Halten von Werkstücken auch unterschiedlicher Durch
messer und minimieren durch die Auflagekante gleichzeitig
die Querbelastung der Faser beim Schneidevorgang.
Vorteilhafterweise entspricht der Durchmesser der Außen
kante etwa dem Durchmesser des Werkstückes, so daß die
Faser beim Schneiden im wesentlichen geradlinig verläuft.
Wird das Werkstück mit mehreren Lagen von Fasern belegt,
ist der Durchmesser der Außenkante vorteilhafterweise
gleich dem mittleren Durchmesser des belegten Rohres. An
die Außenkante des Konus kann sich ein Absatz anschließen,
der ein Eintauchen der Schneide der Schneidvorrichtung
erlaubt, wodurch eine saubere Trennung der Faser
garantiert wird und der Verschleiß der Schneidkante
reduziert wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind
Faserlagen unter verschiedenen Winkeln zur Rotationsachse
wickelbar. Dies wird dadurch erreicht, daß mit einer
Schwenkung zumindestens eines Teiles der Faser
zuführvorrichtung der Steigungswinkel der Faser
verlegelinie veränderbar ist und daß die Drehrichtung der
Relativdrehung reversibel ist. Wegen der verschiedenen
Drehrichtungen müssen die Faserzuführvorrichtung und das
Werkstück nicht neu zueinander positioniert werden, wenn
z. B. zwei Faserlagen mit einem Winkel von jeweils 45° zur
Rotationsachse, jedoch mit einem gegenseitigen Winkel von
90° zueinander gewickelt werden.
Zum Belegen des Werkstückes mit einer axial verlaufenden
Lage von Faserabschnitten kann die Faserzuführvorrichtung
ein axial ausgerichtetes zweites Führungsrohr haben, das
dem ersten Führungsrohr nachgeordnet ist, wobei
vorteilhafterweise zwischen den beiden Führungsrohren eine
Umlenkrolle vorgesehen ist. So wird erreicht, daß mit
einer geringfügigen Modifikation ohne Veränderung der
Position von Werkstück oder Faserzuführvorrichtung eine
axial verlaufende Faserlage verlegt werden kann, wobei die
Fasern stetig parallel zur Rotationsachse verlaufen.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Werkstück
sowohl mit Fasern umwickelt als auch belegt werden. Eine
Wicklung liegt vor, wenn die Fasern um das Werkstück
umlaufen, z. B. in einer Schraubenlinie. Bei einer
Belegung können die Fasern auch parallel zur Längsachse
des Werkstückes verlaufen.
Vorteilhafterweise ist eines oder sind beide Führungsrohre
an dem dem Werkstück zugewandten Ende abgeschrägt, wobei
die schrägen Endflächen entweder parallel zur Tangential
ebene der Verlegelinie der Faser oder entsprechend der
Oberfläche des Werkstückes geformt sind. Dies hat den
Vorteil, daß die Faser in dem Führungsrohr bis unmittelbar
an das Werkstück herangeführt wird, so daß Querbelastungen
weitestgehend vermieden werden. Zur Vermeidung von Reibung
und Abrieb in dem Führungsrohr kann dieses aus einem
keramischen Werkstoff bestehen.
Im folgenden wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungs
beispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zum
Belegen eines Werkstückes mit einer Faser,
Fig. 2 eine Ansicht der Fig. 1 von unten,
Fig. 3 die Vorrichtung und das Werkstück mit einer
skizzierten Verlegelinie,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung der Schneidvorrichtung,
Fig. 5 das Werkstück während der Belegung mit einer
ersten Faserlage,
Fig. 6 das Werkstück während der Belegung mit einer
zweiten Faserlage, und
Fig. 7 das Werkstück mit der Belegung einer dritten axial
verlaufenden Faserlage.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Faserbelegevorrichtung
1 weist eine Haltevorrichtung 2 mit einem unteren Konus 3
und einem oberen Konus 4 zum klemmenden Halten eines
rotationssymmetrischen rohrförmigen Werkstückes 5 auf. Die
Haltevorrichtung 2 ist um eine Rotationsachse 2A drehbar
und kann mit einem Schrittmotor 6 gegen oder entgegen den
Uhrzeigersinn gedreht werden. Der Schrittmotor 6 hat eine
Schrittgröße im Bereich von 100 µm.
Eine Faserzuführvorrichtung 7 der Belegevorrichtung 1
weist einen parallel zu der Rotationsachse 2A verfahrbaren
Schlitten 8 mit einer schwenkbaren Vorratsspule 9 für eine
SiC-Faser 10 auf, die eine Dicke von 140 µm haben kann.
Der Schlitten 8 ist mit einem Mitnehmerelement 11
verbunden, das von einer Drehspindel 12 angetrieben
entlang einer parallel zur Rotationsachse 2A verlaufenden
Schiene 13 geführt ist. Die Drehspindel 12 wird von einem
Schrittmotor 14 angetrieben, der die gleichen Eigen
schaften wie der Schrittmotor 6 der Haltevorrichtung 2
aufweist.
Auf dem Mitnehmerelement 11 ist ein Führungsteil 15
angeordnet, das um eine Achse 15A, die senkrecht zu der
Rotationsachse 2A verläuft, schwenkbar ist. Das Führungs
teil 15 weist zur Führung der von der Vorratsspule 9
kommenden Endlosfaser 10 ein Eingangsrollenpaar 16 auf und
zwei durch Federspannung jeweils zusammengepreßte Rollen
paare 17, 18, die um 90° zueinander versetzt sind und einen
geraden Lauf der Faser 10 gewährleisten. Über eine
Führungsrolle 19 gelangt die Faser 10 in ein an dem
Führungsteil 15 befestigtes Führungsrohr 20 durch das sie
dem Werkstück 5 zugeführt wird.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist das werkstückseitige
Ende 20a des Führungsrohres 20 abgeschrägt, um eine
Führung der Faser 10 bis direkt an das Werkstück 5 heran
zu ermöglichen. Das Ende 20a kann entweder der Krümmung
des Werkstücks 5 entlang der Verlegelinie der Faser nach
empfunden sein oder es kann gerade abgeschnitten sein,
wobei die Endflächen dann parallel zu einer Tangential
ebene entlang der Verlegelinie sind.
Eine Schweißvorrichtung 21 der Belegevorrichtung 1 ist an
dem ersten axialen unteren Ende des Werkstückes 5
angeordnet und weist ein Punktschweißgerät 22 mit einer
Schweißspitze 23 auf, die in Bezug auf die Rotationsachse
2A radial verfahrbar ist. Das Verfahren der Schweißspitze
23 und die Steuerung des Schweißstromes werden von einer
Schweißsteuerung 24 kontrolliert. Eine zweite identisch
aufgebaute Schweißvorrichtung 21a befindet sich an dem
zweiten axialen oberen Ende des Werkstückes 5. Es kann
auch lediglich eine in axialer Richtung verfahrbare
Schweißvorrichtung vorgesehen sein, die z. B. an dem
Führungsteil 15 befestigt ist, so daß sich die Schweiß
spitze stets über der Faser befindet.
In Fig. 4 ist eine Schneidvorrichtung 25 zum Trennen der
Faser 10 mittels einer Schneide 26 schematisch
dargestellt.
Die in Fig. 1 gezeigte Steuervorrichtung 27 ist über
Signalleitungen mit den Schrittmotoren 6 und 14 und den
Schweißsteuerungen 24 und 24a verbunden. Die Steuer
vorrichtung 27 synchronisiert mittels des Schrittmotors 6
die Drehbewegung um die Rotationsachse 2A und mittels des
Schrittmotors 14 die Vorschubbewegung der Faser
zuführvorrichtung 7 miteinander, so daß die Faser 10
stetig in einem Steigungswinkel α von beispielsweise 45°
zur Rotationsachse 2A zugeführt wird.
Im folgenden wird anhand der Fig. 3 bis 7 die Herstellung
eines faserverstärkten Bauteiles 5 beschrieben. Zunächst
wird die Faser 10, die stets ein Stück aus dem Zuführrohr
20 hervorsteht, unter die Schweißspitze 23 gefahren.
Erhält die Steuerungsvorrichtung 27 von dem Schrittmotor
14 der Faserzuführvorrichtung 7 ein Signal, daß die Faser
spitze unterhalb der Schweißspitze 23 positioniert ist,
gibt sie eine Signalfolge an die Schweißsteuerung 24 aus,
woraufhin diese die Schweißspitze 23 absenkt und den
Punktschweißvorgang beginnt. Die Parameter des Punkt
schweißvorganges sind derart eingestellt, daß der
Elektrodendruck nicht die innenliegende SiC-Faser
quetscht, sondern nur das umgebende Matrixmaterial mit dem
Werkstück 5 verbindet. Sobald der Punktschweißvorgang
beendet ist, startet die Steuervorrichtung 27 die Schritt
motoren 6 und 14 im Gegenuhrzeigersinn, so daß die Faser
10 entlang einer Verlegelinie 28 mit einem konstanten
Winkel α zur Rotationsachse 2A verlegt wird. Die Steuer
vorrichtung 27 synchronisiert die beiden Schrittmotoren 6
und 14 derart, daß diese in einem von dem Steigungswinkel
α abhängigen konstanten Verhältnis zueinander drehen.
Außerdem sind die Länge und der Durchmesser des Werk
stückes 5 sowie der Steigungswinkel α derartig zueinander
bestimmt, daß der unter der unteren Schweißspitze 23
liegende Startpunkt der Wicklung und der unter der oberen
Schweißspitze 23a gelegene Endpunkt der Wicklung auf einer
Linie, die parallel zu der Rotationsachse 2A verläuft,
liegen.
Wenn der obere Endpunkt der Wickelbewegung erreicht ist,
startet die Steuervorrichtung 27 den Punktschweißvorgang
der oberen Schweißvorrichtung 21a. Ist der Faserabschnitt
10a an dem Werkstück 5 befestigt, wird mit Hilfe der
Schneidvorrichtung 25 die Endlosfaser 10 von dem verlegten
Faserabschnitt 10a getrennt (Fig. 4). Dabei liegt die
Faser 10 auf einer ringförmigen Kante 4a des Konus 4 auf,
so daß die Faser 10 keinen Querbelastungen während der
Trennung durch die Schneide 26 ausgesetzt ist. Bei dem
Trennen der Faser 10 greift die Schneide 26 in einen
Absatz 4b des Konus 4 ein, so daß die Schneide 26 nicht in
Kontakt mit dem Konus 4 gelangt.
Nachdem der Faserabschnitt 10a wie beschrieben verlegt
worden ist, kann das Führungsteil 15 um die Achse 15A nach
unten geschwenkt werden, so daß die aus dem Führungsrohr
20 herausragende Faser 10 nicht mehr in Kontakt mit dem
Werkstück 5 steht und auch nicht den bereits verlegten
Faserabschnitt 10a berühren kann. Dann initiiert die
Steuervorrichtung 27 den Vorschub der Faser
zuführvorrichtung 7 nach unten und ggf. auch eine
Rotationsbewegung der Haltevorrichtung 2 bis der Faser
anfang wieder an die untere Startposition geführt werden
kann. Nun wird der Schrittmotor 6 aktiviert, so daß das
Werkstück 5 um genau eine Faserbreite weiterbewegt wird,
woraufhin der oben beschriebene Wickelvorgang nochmals
durchgeführt wird (Fig. 5). Dies wird solange wiederholt,
bis die Oberfläche des Werkstückes vollständig mit Faser
abschnitten 10a bedeckt ist. Bedingt durch die genaue
Steuerung der Faserbelegungsvorrichtung 1 liegen die
Faserabschnitte 10a exakt nebeneinander, so daß keine
Hohlräume, die zu einer Strukturschwächung während eines
sich eventuell anschließenden heißisostatischen Preß
vorganges entstehen könnten, auftreten.
In Fig. 6 ist dargestellt, wie das Werkstück 5 mit einer
weiteren Faserlage belegt wird. Die zweite Faserlage kann
direkt auf die erste Faserlage gewickelt werden. Es kann
aber auch eine Folie oder ein weiteres Rohr, vorzugsweise
aus Matrixmaterial, zwischen den beiden Faserlagen
angeordnet werden. Dies hat den Vorteil, daß während eines
sich eventuell anschließenden heißisostatischen Preß
vorganges das Matrixmaterial nicht ohne weiteres nach
innen wandern kann, während die gespannten Fasern außen
verbleiben würden, was am Außenrand zu offenliegenden
Fasern führen könnte und somit zu einem fehlerhaften Werk
stück.
Bei dem Belegen des Werkstückes 5 mit der zweiten Faser
lage ist das Zuführteil 15 derart geschwenkt, daß das
Führungsrohr 20 und damit auch die zu verlegende Faser 10
in einem Winkel β zu der Rotationsachse 2A geführt wird.
Der Winkel β ist gleich dem negativen Wert des Winkels α,
entspricht also hier -45°. Daher wird beim Belegen des
Werkstückes 5 die Haltevorrichtung 2 im Uhrzeigersinn
gedreht und die Faserzuführvorrichtung 7 nach unten
verfahren. Ferner erfolgt das Trennen der Faser 10 am
unteren Ende des Werkstückes 5. Ansonsten ist der Wickel
vorgang der zweiten Lage identisch mit dem der ersten
Faserlage, der im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben
wurde.
Nach dem Fertigstellen der zweiten Faserlage kann wiederum
ein Rohr über die zweite Faserlage geschoben werden,
welches dann mit einer dritten axial verlaufenden Faser
lage belegt wird (Fig. 7). Die Faser 10 wird entlang einer
axial verlaufenden Legelinie 28b verlegt, wobei die Halte
vorrichtung 2 stationär verbleibt. Der Winkel zur
Rotationsachse beträgt also 0°.
An dem Führungsteil 15 wird ein Aufsatz 29, der ein
zweites axial verlaufendes Führungsrohr 30 und eine
zwischen den beiden Führungsrohren 20, 30 angeordnete
Umlenkrolle 31 trägt, befestigt. Das werkstückseitige Ende
des zweiten Führungsrohres 30 ist abgeschrägt, so daß die
Faser 10 bis direkt an das Werkstück 5 herangeführt werden
kann. Die Faser wird am oberen Ende des Werkstückes 5 mit
der Schweißvorrichtung 21a befestigt. Anschließend wird
die Faserzuführvorrichtung 7 nach unten verfahren bis die
Faser 10 unter der unteren Schweißvorrichtung 21 hindurch
verlegt wurde. Nach dem Verschweißen der Faser 10 an dem
unteren Ende des Werkstückes 5 wird die Faser wie anhand
von Fig. 4 beschrieben getrennt. Nun dreht die Halte
vorrichtung 2 um eine Faserbreite weiter und nach einer
Rückfahrbewegung der Faserzuführvorrichtung 7 wird der
nächste Faserabschnitt verlegt bis die gesamte Oberfläche
des Werkstückes mit Faserabschnitten belegt ist.
Abschließend kann das mit drei Faserlagen versehene Werk
stück 5 mit einem Rohr aus Matrixkapselmaterial umhüllt
werden, so daß keine Faserabschnitte 10a unbedeckt
bleiben. Nun kann das Werkstück 5 einem heißisostatischen
Preßvorgang unterzogen werden, bei dem sich die Matrix
materialien der einzelnen Faserabschnitte 10a und der die
Faserlagen umgebenden Rohre verbinden.
Claims (12)
1. Vorrichtung zur Belegung eines Werkstückes (5) mit
einer mit Matrixmaterial beschichteten spröden Endlos
faser (10), mit
- 1. einer Haltevorrichtung (2) für das Werkstück (5), die entlang einer Rotationsachse (2A) angeordnet ist,
- 2. einer Faserzuführvorrichtung (7) mit einem Führungsrohr (20) zum Führen der Endlosfaser (10) an das Werkstück (5), wobei zum Wickeln der Faser (10) um das Werkstück (5) eine Relativdrehung zwischen der Haltevorrichtung (2) und der Faser zuführvorrichtung (7) um die Rotationsachse (2A) vorgesehen ist und wobei das Führungsrohr (20) beim Belegen des Werkstückes (5) mit der Faser (10) in Verlängerung der Faserverlegelinie (28, 28a, 28b) positionierbar ist,
- 3. einer Schweißvorrichtung (21) zum Befestigen der Faser (10) an einem ersten axialen Ende des Werk stücks (5),
- 4. einer Schweißvorrichtung (21a) zum Befestigen der Faser (10) an einem zweiten axialen Ende des Werk stückes (5), nachdem ein Faserabschnitt (10a) um das Werkstück (5) gewickelt ist,
- 5. einer Schneidvorrichtung (25) zum Trennen des Faserabschnitts (10a) an dem zweiten axialen Ende des Werkstückes (5) und
- 6. einer Steuervorrichtung (27) zum Synchronisieren der Relativdrehung und einer axial gerichteten Vorschubbewegung der Faserzuführvorrichtung (7).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltevorrichtung (2) zwei Konen (3, 4) zum
Halten eines rohrförmigen Werkstückes (5) aufweist,
wobei die dem Werkstück (5) abgewandte Außenkante (4a)
des Konus (4) eine Auflage für die Faser (10) während
der Trennung der Faser (10) durch eine Schneide (26)
der Schneidvorrichtung (25) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser der Außenkante (4a) etwa dem
Durchmesser des Werkstückes (5) entspricht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich an die Außenkante (4a) ein Absatz
(4b) anschließt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil (15) der Faser
zuführvorrichtung (7) um eine Achse (15A), die
senkrecht zu der Rotationsachse (2A) verläuft,
schwenkbar ist und daß die Drehrichtung der Relativ
drehung reversibel ist, so daß sich sich kreuzende
Fasern auf das Werkstück (5) wickeln lassen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Belegen des Werkstücks (5) mit
einer axial verlaufenden Lage von Faserabschnitten
(10a) ein axial ausgerichtetes zweites Führungsrohr
(30) vorgesehen ist, das dem ersten Führungsrohr (20)
nachgeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den beiden Führungsrohren (20,30) eine
Umlenkrolle (31) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das werkstückseitige Ende
mindestens eines der Führungsrohre (20,30) abgeschrägt
ist, wobei die dem Werkstück (5) zugewandte schräge
Endfläche parallel zur Tangentialebene der Verlege
linie (28, 28a, 28b) der Faser (10) ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das werkstückseitige Ende
mindestens eines der Führungsrohre (20,30) abgeschrägt
ist, wobei die dem Werkstück (5) zugewandte schräge
Endfläche entsprechend der Oberfläche des Werkstückes
(5) geformt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Führungsrohre (20,30) aus
einem keramischen Material bestehen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß anstatt der beiden Schweiß
vorrichtungen (21, 21a) eine in axialer Richtung
verfahrbare Schweißvorrichtung vorgesehen ist.
12. Faserverstärktes Rohr, hergestellt unter Verwendung
einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 10, mit
- 1. einer ersten Lage von Fasern, die in einem Winkel α zur Längsachse (2A) des Rohres (5) verläuft,
- 2. einer zweiten Lage von Fasern, die auf der ersten Lage angeordnet ist und deren Fasern in einem Winkel β zu der Längsachse (2A) des Rohres (5) verlaufen, und
- 3. einer dritten Lage von Fasern, die auf der zweiten Lage angeordnet ist und deren Fasern parallel zu der Längsachse (2A) ausgerichtet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998111397 DE19811397C1 (de) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | Vorrichtung zur Belegung eines Werkstückes mit einer mit Matrixmaterial beschichteten spröden Endlosfaser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998111397 DE19811397C1 (de) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | Vorrichtung zur Belegung eines Werkstückes mit einer mit Matrixmaterial beschichteten spröden Endlosfaser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19811397C1 true DE19811397C1 (de) | 1999-11-11 |
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ID=7861084
Family Applications (1)
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