DE19922799B4 - Process for producing a plastic molding - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteils, insbesondere einer Bodenschale eines Kraftfahrzeuges, mit den Schritten: – Erstellen eines Vorformlings (2) aus Verstärkungsmaterial (12); – Einlegen des Vorformlings (2) in ein Werkzeug; – Schließen des Werkzeuges; – Einspritzen eines Matrixmaterials; – Aushärten und Entnehmen des Formteils, wobei das Verstärkungsmaterial (12) zur Ausbildung des Vorformlings (2) von einem Fasergelege gebildet wird und mittels eines Spannrahmens (20) vorgespannt und in einem Drapierwerkzeug (6) unter Beibehaltung der Spannkraft vorgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkraft entlang des Randbereichs des Drapierwerkzeugs (6) abschnittsweise eingestellt wird, um durch die unterschiedlichen Spannkräfte über den Umfang des Formteils das Einziehen der Faserlage in das Drapierwerkzeug zu steuern, so dass das Verwerfen oder Versetzen der Lage beim Vorformen verhindert wird.Method for producing a plastic molded part, in particular a bottom shell of a motor vehicle, with the following steps: - making a preform (2) from reinforcement material (12); - Inserting the preform (2) into a tool; - closing the tool; - Injecting a matrix material; - Curing and removal of the molded part, the reinforcing material (12) for forming the preform (2) being formed by a fiber structure and being prestressed by means of a clamping frame (20) and preformed in a draping tool (6) while maintaining the clamping force, characterized in that, that the tensioning force along the edge area of the draping tool (6) is set in sections in order to control the pulling of the fiber layer into the draping tool through the different tensioning forces over the circumference of the molding, so that the warping or displacement of the layer during preforming is prevented.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for producing a plastic molding according to the preamble of patent claim 1 and an apparatus for carrying out the method.

Zur Herstellung flächiger Kunststoffformteile mit komplexer dreidimensionaler Erstreckung im großindustriellen Maßstab bietet sich beispielsweise das Harzinjektionsverfahren (Reaction Transfer Molding, RTM-Verfahren) an.For the production of flat plastic molded parts with complex three-dimensional extent on a large industrial scale, for example, the resin injection process (Reaction Transfer Molding, RTM method) offers.

Dieses Verfahren ist bereits seit den fünfziger Jahren bekannt. Es erlaubt eine wirtschaftliche Herstellung von Faserverbundteilen, wobei durch die Auswahl, Art und Anordnung von Verstärkungsmaterialien sowie durch die Wahl des Matrixsystems Formteile herstellbar sind, die in idealer Weise an die auftretenden Beanspruchungen angepaßt sind. Nach dem RTM-Verfahren lassen sich Verbundwerkstoffe mit einem hohen Fasergehalt herstellen. Die Besonderheit des Verfahrens besteht darin, dass die zur Verstärkung dienenden Fasermaterialien, Kerne, Vliese zunächst in das Werkzeug eingelegt und anschließend das Matrixmaterial eingespritzt wird. D. h., der wesentliche Unterschied zum Pressen- und Spritzgiessen besteht darin, dass das Matrixmaterial und das Verstärkungs-/Kernmaterial erst im geschlossenen RTM-Werkzeug miteinander in Kontakt gelangen.This method has been known since the fifties. It allows an economical production of fiber composite parts, which can be produced by the selection, type and arrangement of reinforcing materials and by the choice of the matrix system moldings, which are ideally adapted to the stresses occurring. According to the RTM process, composites with a high fiber content can be produced. The peculiarity of the method is that the fibrous materials, cores, nonwovens serving for reinforcement are first placed in the mold and then the matrix material is injected. In other words, the essential difference to press molding and injection molding is that the matrix material and the reinforcing / core material only come into contact with one another in the closed RTM tool.

Dieses Verfahren ist durchaus zur Herstellung einfacherer Abdeckungen in der Großserienproduktion geeignet. Es zeigte sich jedoch, dass diesem Verfahren bei der Herstel- lung von großflächigen Kunststoffteilen mit komplexer Formteilgeometrie im industriellen Maßstab Grenzen gesetzt sind, da die Formteile weder hinsichtlich der Oberflächenqualität noch hinsichtlich der Maßhaltigkeit den Anforderungen entsprechen.This method is quite suitable for the production of simpler covers in mass production. However, it has been found that this method is limited on an industrial scale in the production of large-area plastic parts with complex part geometry, since the molded parts do not meet the requirements with regard to surface quality or dimensional accuracy.

Aus der DE 40 35 224 A1 , die den für die Erfindung nächstliegenden Stand der Technik bildet, ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteils mittels eines Werkzeugs bekannt, bei dem ein Verstärkungsmaterial zur Bildung eines Vorformlings in einen am Werkzeug vorgesehenen Spannrahmen eingelegt wird.From the DE 40 35 224 A1 , which forms the closest prior art for the invention, a method for producing a plastic molded part by means of a tool is known in which a reinforcing material for forming a preform is inserted into a clamping frame provided on the tool.

Ferner beschreibt die DE 196 08 127 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines räumlich geformten Faserverbundbauteils, insbesondere einer Kraftfahrzeug-Bodengruppe.Furthermore, the describes DE 196 08 127 A1 a method for producing a spatially shaped fiber composite component, in particular a motor vehicle floor group.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteils, insbesondere einer Bodenschale eines Kraftfahrzeuges und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit denen auch komplexe Formteilgeometrien mit verbesserter Reproduzierbarkeit herstellbar sind.In contrast, the invention has for its object to provide a method for producing a plastic molding, in particular a bottom shell of a motor vehicle and a device suitable for carrying out this method, with which even complex molding geometries can be produced with improved reproducibility.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruchs 11 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es des Weiteren, eine Bodengruppe eines Kraftfahrzeugs aus faserverstärktem Kunststoff herzustellen.This object is achieved with respect to the method by the combination of features of claim 1 and with respect to the device by the features of claim 11. The inventive method also makes it possible to produce a floor assembly of a motor vehicle made of fiber-reinforced plastic.

Erfindungsgemäß wird der Vorformling in einem Drapierwerkzeug hergestellt, wobei die Relativposition der Lage mit Bezug zum Drapierwerkzeug während der Vorformung durch einen Spannrahmen bestimmt ist.According to the invention, the preform is produced in a draping tool, the relative position of the layer with respect to the draping tool being determined during preforming by a tenter.

Auf diese Weise werden die Lagen bei sich absenkendem Positivstempel des Drapierwerkzeuges über den Spannrahmen geführt, so daß ein Verwerfen oder ein Verschieben nahezu ausgeschlossen ist.In this way, the layers are guided at lowering positive stamp of Drapierwerkzeuges on the clamping frame, so that discarding or shifting is almost impossible.

Dieses Verfahren ermöglicht es, erstmals auch Formteile mit äußerst komplexer Geometrie, wie beispielsweise einer Bodenschale eine Kraftfahrzeuges aus faserverstärktem Kunststoff herzustellen, wobei das Verstärkungsmaterial durchgängig, d. h. ohne Einschnitte und nicht durch Zusammenfügen von Teilbereichen verarbeitet wird, so dass die Fa- serstruktur durchgängig erhalten bleibt. Das Gewicht einer Bodengruppe eines Kraftfahrzeuges läßt sich durch Verwendung dieser mit Verstärkungen versehenen Bodenschale gegenüber herkömmlichen Lösungen, bei denen die Fahrzeug-Bodengruppe im Wesentlichen aus Stahlblech besteht bei zumindest gleicher Festigkeit wesentlich reduzieren.This method makes it possible for the first time to produce molded parts with extremely complex geometry, such as a bottom shell of a motor vehicle made of fiber-reinforced plastic, wherein the reinforcing material is continuous, d. H. is processed without incisions and not by joining partial areas, so that the fiber structure is preserved throughout. The weight of an underbody of a motor vehicle can be significantly reduced by using this provided with reinforcements bottom shell over conventional solutions in which the vehicle floor assembly consists essentially of sheet steel at least the same strength.

Ein weiterer Vorteil einer derart hergestellten Bodenschale liegt in der Vereinfachung des Produktionsablaufes, da die gesamte Bodenschale einstückig in einem Arbeitsgang herstellbar ist.Another advantage of a base shell produced in this way is the simplification of the production process, since the entire base shell can be produced in one piece in one operation.

Um das Einziehen der Faserlage in das Drapierwerkzeug steuern zu können, so dass das Verwerfen oder Versetzen der Lage beim Vorformen verhindert wird, ist erfindungsgemäß die vom Spannrahmen aufzubringende Spannkraft abschnittsweise unterschiedlich einstellbar.In order to be able to control the drawing of the fiber layer into the draping tool so that the warping or displacement of the layer during preforming is prevented, according to the invention the clamping force to be applied by the clamping frame is differently adjustable in sections.

Dabei wird es bevorzugt, wenn der Vorformling aus mehreren Lagen Fasermaterial hergestellt ist, wobei die Lagen vorzugsweise über einen Binder miteinander verbunden werden.It is preferred if the preform is made of several layers of fiber material, wherein the layers are preferably connected to one another via a binder.

Bei besonders komplexen Formteilen, beispielsweise der vorgenannten Bodenschale ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Lagen nacheinander im Drapierwerkzeug vorgeformt werden, so dass nach dem Einlegen und Vorformen der letzten Lage der Vorformling hergestellt ist. Dabei kann ein geeigneter Binder verwendet werden, um die Lagen miteinander zu verbinden.In the case of particularly complex shaped parts, for example the aforementioned bottom shell, it is advantageous if the individual layers are preformed one after the other in the draping tool, so that after the insertion and preforming of the last layer the preform is made. In this case, a suitable binder can be used to connect the layers together.

Zur Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit des Kunststoffformteils werden anstelle von Matten vorzugsweise Fasergelege mit unterschiedlicher Orientierung verwendet.To increase the strength and rigidity of the plastic molded part, preference is given to using fiber webs with different orientations instead of mats.

Um das Eingleiten der Lagen in die Negativform des Drapierwerkzeuges und das Anlegen an Krümmungen etc. zu vereinfachen, sollten die Gelege einer Lage derart fixiert sein, dass die Fasern oder Faserbündel (Rovings) sich noch in gewissem Maße unabhängig voneinander bewegen können.In order to facilitate the introduction of the layers into the negative form of the draping tool and the application of curvatures, etc., the layers of a layer should be fixed such that the fibers or fiber bundles (rovings) can still move independently of one another to some extent.

Bei dem mehrlagigen Aufbau kann es bei komplexen Geometrien vorkommen, dass die zuvor vorgeformte Lage beim Vorformen der nächsten Lage verschoben wird. Um dies zu verhindern, können die bereits vorgeformten Lagen über geeignete Mittel in dem Drapierwerkzeug fixiert werden. Diese Fixierung kann beispielsweise über den Binder erfolgen, mit dem die Lagen getränkt sind und der vor dem Einlegen in das Drapierwerkzeug aufgeschmolzen wird. Das Aushärten des Binders kann dann durch Abkühlen des Drapierwerkzeuges erfolgen. Alternativ dazu kann der Binder auch nach dem Vorformen auf die vorgeformte Lage aufgebracht und denn aufgeschmolzen werden.In the case of the multi-layer structure, in the case of complex geometries, the previously preformed layer may be displaced during preforming of the next layer. In order to prevent this, the already preformed layers can be fixed in the draping tool via suitable means. This fixation can be done for example via the binder, with which the layers are soaked and is melted before inserting into the draping tool. The curing of the binder can then be done by cooling the draping tool. Alternatively, the binder can also be applied to the preformed layer after preforming and then melted.

Ein Aspekt der Erfindung liegt darin, dass es durch die Verwendung von durchgängigen Gelegen anstelle von zusammengefügten Matten erstmals möglich ist, komplexe Formteile mit der erforderlichen Festigkeit und Steifigkeit auszubilden. D. h., die Fertigung einer Bodengruppe eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung von Gelegen anstelle von Matten als Verstärkungsmaterial dürfte für sich genommen bereits den Anforderungen an die Patentfähigkeit genügen, da diese im Stand der Technik ohne Vorbild ist.One aspect of the invention is that for the first time it is possible to form complex molded parts with the required strength and rigidity by using continuous layers instead of assembled mats. That is to say, the manufacture of an underbody of a motor vehicle using mats instead of mats as the reinforcing material, in itself, should already meet the requirements of patentability, since it is unprecedented in the prior art.

Erfindungsgemäß wird zur Durchführung des Verfahrens ein Spannrahmen verwendet, über den die vorzuformende Lage aus Fasermaterial gegen eine Hälfte des Werkzeuges vorgespannt wird, so dass beim Schließen des Drapierwerkzeuges die Faserlage gegen die Vorspannkraft des Spannrahmens nach innen, in die Kavität hineingezogen oder um den Stempel herumgezogen wird. Um eine vorbestimmte Spannkraft zu gewährleisten, sollte der Spannrahmen zumindest abschnittsweise an die Konturen des Drapierwerkzeuges angepaßt sein, so dass eine flächige Auflage des Spannrahmens auf der Faserlage gewährleistet ist. Wesentlich ist hierbei, dass die vom Spannrahmen aufzubringende Spannkraft abschnittsweise unterschiedlich einstellbar ist. Durch diese unterschiedlichen Spannkräfte über den Umfang des Formteils kann das Einziehen der Faserlage in das Drapierwerkzeug gesteuert werden, so dass das Verwerfen oder Versetzen der Lage beim Vorformen verhindert wird.According to the invention, a clamping frame is used to carry out the method, over which the pre-formed layer of fiber material is biased against one half of the tool, so that when closing the Drapierwerkzeuges the fiber layer against the biasing force of the clamping frame inwardly drawn into the cavity or pulled around the punch becomes. In order to ensure a predetermined clamping force, the clamping frame should be at least partially adapted to the contours of the Drapierwerkzeuges, so that a flat support of the clamping frame is ensured on the fiber layer. It is essential here that the clamping force to be applied by the clamping frame is partially adjustable in sections. These different clamping forces over the circumference of the molding, the retraction of the fiber layer can be controlled in the Drapierwerkzeug, so that the discarding or displacement of the layer is prevented during preforming.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.Other advantageous developments of the invention are the subject of the other dependent claims.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following a preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Vorformen eines Kunststoffformteils; 1 a schematic representation of an apparatus for preforming a plastic molding;

2 ein mit der Vorrichtung gemäß 1 hergestelltes Kunststoffformteil; 2 a with the device according to 1 manufactured plastic molding;

3 eine Detaildarstellung eines Spannrahmens aus 1 und 3 a detailed view of a tenter 1 and

4 eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bodenschale eines Kraftfahrzeuges. 4 a bottom shell of a motor vehicle produced by the method according to the invention.

Die in den folgenden Figuren beschriebenen Formteile werden nach dem RTM-Verfahren hergestellt. Wie eingangs erwähnt, werden dabei das Matrixmaterial und das Verstärkungsmaterial erst in der Kavität eines RTM-Werkzeuges zusammengebracht. Das Matrixmaterial besteht aus zumindest zwei Komponenten, die über Dosiereinrichtungen aus Speichern abgezogen und in einem Mischkopf homogenisiert werden. Die vermischten Matrixkomponenten werden dann über eine Düseneinrichtung, entweder quer zur Trennebene oder parallel zur Trennebene eingespritzt. Im erstgenannten Fall sind eine oder mehrere Düseneinrichtungen senkrecht zur Trennebene in einer Werkzeugplatte des RTM-Werkzeuges vorgesehen, während im letztgenannten Fall, d. h. bei der seitlichen Einspritzung, lediglich eine Düseneinrichtung seitlich am Seitenumfang des Werkzeuges angeordnet ist. Das eingespritzte Matrixmaterial benetzt das Verstärkungsmaterial, wobei der Verbund aufgrund einer Heizung des RTM-Werkzeuges vergleichsweise schnell aushärtet und das fertige Formteil entnommen werden kann.The moldings described in the following figures are produced by the RTM process. As mentioned above, the matrix material and the reinforcing material are first brought together in the cavity of an RTM tool. The matrix material consists of at least two components which are withdrawn from storage via metering devices and homogenized in a mixing head. The mixed matrix components are then injected via a nozzle device, either transversely to the parting plane or parallel to the parting plane. In the former case, one or more nozzle means are provided perpendicular to the parting plane in a tool plate of the RTM tool, while in the latter case, d. H. in the lateral injection, only a nozzle device is arranged laterally on the side circumference of the tool. The injected matrix material wets the reinforcing material, the composite cures relatively quickly due to heating of the RTM tool and the finished molded part can be removed.

Erfindungsgemäß wird das Verstärkungsmaterial nicht direkt in das RTM-Werkzeug eingelegt sondern zunächst in einem gesonderten Verfahrensschritt vorgeformt.According to the invention, the reinforcing material is not inserted directly into the RTM tool but first preformed in a separate process step.

Die 1 zeigt die Vorrichtung 1 zur Ausbildung eines Vorformlings 2, der schematisch in 2 dargestellt ist.The 1 shows the device 1 to form a preform 2 which is shown schematically in FIG 2 is shown.

Die Vorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einem Drapierwerkzeug 6 mit einer unteren, feststehenden Formhälfte, die die Negativform 8 bildet und einer bewegbaren, die Positivform bildenden Formhälfte 10. In der Darstellung gemäß 1 sind die Komponenten der Vorrichtung etwa in Art einer Explosionszeichnung dargestellt. In der Realität wird die Positivform 10 nur soweit von der Negativform 8 abgehoben, dass ein das Verstärkungsmaterial 12 einlegbar ist. Bei abgesenkter Positivform 10 taucht ein Stempel 14 in eine Matrize 16 der Negativform 8 ein, so dass die die Geometrie des Vorformlings 2 vorgebende Kavität durch den Spalt zwischen Stempel 14 und Matrize 16 sowie die Kontur der Formhälften 8, 10 im Stirnflächenbereich (Trennebene) 18 gebildet ist.The device 1 consists essentially of a draping tool 6 with a lower, fixed mold half, which is the negative mold 8th forms and a movable, the positive mold forming mold half 10 , In the illustration according to 1 the components of the device are shown approximately in the manner of an exploded view. In reality, the positive form becomes 10 only so far from the negative form 8th lifted off that one the reinforcing material 12 can be inserted. With lowered positive shape 10 dives a stamp 14 in a mold 16 the negative form 8th one, so that the the geometry of the preform 2 pre-existing cavity through the gap between the stamp 14 and die 16 as well as the contour of the mold halves 8th . 10 in the face area (parting plane) 18 is formed.

Das Verstärkungsmaterial 12 wird als Rollenmaterial in Pfeilrichtung X von nicht dargestellten Rollen abgezogen, die seitlich neben der Vorrichtung 1 angeordnet sind.The reinforcing material 12 is withdrawn as a roll material in the direction of arrow X of roles not shown, the side of the device 1 are arranged.

Dem Drapierwerkzeug 6 ist ein Spannrahmen 20 zugeordnet, über den das Verstärkungsmaterial 12 auf der Stirnfläche 18 der Negativform 8 flächig festspannt.The draping tool 6 is a tenter 20 assigned over which the reinforcing material 12 on the face 18 the negative form 8th clamped flat.

Der Spannrahmen 20 läßt sich aus der in 1 angedeuteten abgehobenen Position, in der das Verstärkungsmaterial 12 zuführbar ist, absenken, bis er auf der Kontur Stirnfläche 18 der Negativform 8 flächig aufliegt.The clamping frame 20 can be from the in 1 indicated off-hook position in which the reinforcing material 12 can be fed, lower it until it is on the contour end face 18 the negative form 8th flat rests.

Der Spannrahmen 20 besteht im Wesentlichen aus einem Stützrahmen 22, der über eine Vielzahl von Spanneinrichtungen 24 mit einem Auflagerahmen 26 verbunden ist.The clamping frame 20 consists essentially of a support frame 22 that has a variety of clamping devices 24 with a support frame 26 connected is.

Als Verstärkungsmaterial 12 lassen sich prinzipiell textile Flächengebilde verwenden, wie beispielsweise Vliese, Gewebe, Gelege, Geflechte, Gewirke, Gestricke etc.As a reinforcing material 12 In principle, it is possible to use textile fabrics, for example nonwovens, woven fabrics, scrims, braids, knitted fabrics, knitted fabrics, etc.

Die Verwendung von Gelegen ermöglicht es, das Formteil mit der erforderlichen Festigkeit und Steifigkeit in Leichtbauweise auszuführen.The use of layers makes it possible to carry out the molding with the required strength and rigidity in lightweight construction.

Gelege sind Flächengebilde, bei denen beispielsweise in einer Richtung orientierte Fasern über Nähfäden mit einem Trägermaterial verbunden sind. Derartige Gelege können beispielsweise in 0°-, +45°-, –45°-Orientierung hergestellt werden. Das Gelege kann auch spinnennetzartig verbunden werden, wobei die Verbindungsstruktur beim Erwärmen aufschmilzt und die Fasern verbindet.Layers are sheets in which, for example, unidirectional fibers are connected by sewing threads to a substrate. Such scrims can be produced, for example, in 0 °, + 45 °, -45 ° orientation. The scrim can also be connected in a spider-web fashion, whereby the bonding structure melts on heating and bonds the fibers.

Erfindungsgemäß besteht der Vorformling aus mehreren unidirektionalen Lagen oder Schichten, d. h. aus Schichten, bei denen die Fasern jeweils nur in einer Richtung liegen. Insbesondere bei komplexen Geometrien und hohen Flächengewichten wird es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die einzelnen Lagen nacheinander in die Vorrichtung eingebracht, vorgeformt und gemeinsam zum Vorformling 2 verbunden werden. Selbstverständlich können auch alle oder mehrere Lagen gleichzeitig vorgeformt werden.According to the invention, the preform consists of a plurality of unidirectional layers or layers, ie of layers in which the fibers lie in one direction only. Particularly in the case of complex geometries and high basis weights, it is preferred according to the invention if the individual layers are successively introduced into the device, preformed and together to form the preform 2 get connected. Of course, all or several layers can be preformed simultaneously.

Vorzugsweise wird der Vorformschritt für jede einzelne Lage extra durchgeführt. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Lagen in der vorbestimmten Orientierung zueinander im Vorformling 2 angeordnet sind. Die einzelnen Lagen können sich beispielsweise in der Orientierung der Fasern voneinander unterscheiden, so daß der Vorformling beispielsweise aus 6 Lagen bestehen kann, wobei die unterste Lage eine 0°-Lage ist, die mittleren 4 Lagen +45°- und –45°-Lagen und die obere Decklage wiederum eine 0°-Lage ist. Anstelle der genannten Strukturen können auch andere Orientierungen verwendet werden.Preferably, the preforming step is carried out separately for each individual layer. In this way it is ensured that the layers in the predetermined orientation to each other in the preform 2 are arranged. The individual layers may differ from each other, for example, in the orientation of the fibers, so that the preform may consist, for example, of 6 layers, the lowest layer being a 0 ° layer, the middle 4 layers + 45 ° and -45 ° layers and the top cover layer is again a 0 ° layer. Instead of the structures mentioned, other orientations can also be used.

Damit die zuvor ausgeformte Lage nicht beim Ausformen der darauffolgenden Lage verschoben wird, sind die einzelnen Lagen des Verstärkungsmaterials (12a, 12b, 12c) mit einem thermoplastischen Fixiermittel getränkt. Vor dem Einlegen in die Vorrichtung 1 werden die einzelnen Lagen des Verstärkungsmaterials 12 (12a, 12b...) über eine Wärmequelle, beispielsweise einen Infrarotstrahler oder Heißluft erwärmt, so dass das Bindemittel aufschmilzt. Die Lage mit dem aufgeschmolzenen Bindemittel wird anschließend auf die Negativform 8 aufgelegt, wobei bereits eine Voranpassung an die Form der Matrize 16 erfolgt.So that the previously formed layer is not displaced during the shaping of the subsequent layer, the individual layers of the reinforcing material ( 12a . 12b . 12c ) impregnated with a thermoplastic fixative. Before inserting into the device 1 become the individual layers of the reinforcing material 12 ( 12a . 12b ...) heated by a heat source, such as an infrared radiator or hot air, so that the binder melts. The layer with the molten binder is then applied to the negative mold 8th Already applying a pre-adaptation to the shape of the die 16 he follows.

Nachdem diese Lage 12 auf der Stirnfläche 18 der Negativform 8 aufliegt, wird der Spannrahmen 20 abgesenkt, so dass der Auflagerahmen 26 mit seinen unteren Auflageflächen in Anlage an die Lage 12 auf der Negativform 8 gelangt.After this situation 12 on the face 18 the negative form 8th rests, is the tenter 20 lowered so that the support frame 26 with its lower bearing surfaces in contact with the situation 12 on the negative mold 8th arrives.

Wie eingangs erwähnt, ist die Auflagefläche des Auflagerahmens 26 an die Kontur der Negativform 8 angepasst, so dass der Auflagerahmen 26 die Lage 12 flächig gegen die Stirnfläche 18 der Negativform 8 vorspannt.As mentioned above, the bearing surface of the support frame 26 to the contour of the negative mold 8th adjusted so that the support frame 26 the location 12 flat against the face 18 the negative form 8th biases.

Wie in 1 gestrichelt angedeutet ist, liegt der Auflagerahmen 26 lediglich am Randbereich 28 auf der Negativform 8 auf, so dass entsprechend auch die Lage 12 lediglich in diesem Randbereich 28 gespannt ist. Bei komplexeren Geometrien soll die Spannkraft individuell entlang des Randbereichs 28 einstellbar sein. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird dies erzielt, in dem die Spanneinrichtungen 24 durch Federelemente gebildet werden, deren Vorspannkraft einstellbar ist.As in 1 indicated by dashed lines, is the support frame 26 only at the edge area 28 on the negative mold 8th so that, accordingly, the location 12 only in this border area 28 is curious. For more complex geometries, the clamping force should be individual along the edge area 28 be adjustable. At the in 1 illustrated embodiment, this is achieved in which the clamping devices 24 are formed by spring elements whose biasing force is adjustable.

3 zeigt eine Detaildarstellung des Spannrahmens 20 aus 1. Demgemäß wird der Stützrahmen 22 von Gewindestangen 30 durchsetzt, die am Auflagerahmen 26 befestigt sind. Dieser Auflagerahmen 26 besteht bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Sandwichbauteil, mit einem PUR-Kern 32 und zwei CFK-Laminatdeckschichten 34. 3 shows a detailed view of the tenter 20 out 1 , Accordingly, the support frame 22 of threaded rods 30 interspersed, on the support frame 26 are attached. This support frame 26 exists at the in 3 illustrated embodiment of a sandwich component, with a PUR core 32 and two CFRP laminate cover layers 34 ,

Um eine flächige Anlage zu gewährleisten, wird dieser Sandwichaufbau bei der Herstellung direkt auf der Stirnfläche 18 der Negativform 8 laminiert, so dass der Auflagerahmen 26 flächig der Werkzeugkontur folgt.In order to ensure a flat surface, this sandwich structure is produced directly on the face during production 18 the negative form 8th laminated so that the support frame 26 flat follows the tool contour.

Um geringfügige Fehler auszugleichen und den Reibungskoeffizient zwischen dem Verstärkungsmaterial 12 und dem Auflagerahmen 26 zu minimieren, kann an der Unterseite (3) des Auflagerahmens 26 ein geeignetes Polstermaterial 38 aufgebracht werden.To compensate for minor errors and the coefficient of friction between the reinforcing material 12 and the support frame 26 can be minimized at the bottom ( 3 ) of the support frame 26 a suitable cushioning material 38 be applied.

Die Gewindestange 30 steht im Gewindeeingriff mit einer Mutter 40, so daß durch deren Axialverschiebung entlang der Gewindestange 30 die Vorspannung einer Vorspannfeder 42 veränderbar ist, die an der Unterseite (Ansicht nach 3) des Stützrahmens 22 abgestützt ist. D. h., die Druckfeder 42 hält die beiden Rahmen 22, 26 im Abstand, wobei der Maximalabstand durch eine Anschlagschraube 44 vorgegeben ist, die an der in 3 oberen Fläche des Stützrahmens 22 anliegt.The threaded rod 30 is in threaded engagement with a nut 40 , so that by the axial displacement along the threaded rod 30 the bias of a biasing spring 42 changeable at the bottom (view after 3 ) of the support frame 22 is supported. That is, the compression spring 42 holds the two frames 22 . 26 in the distance, whereby the maximum distance by a stop screw 44 is given, which at the in 3 upper surface of the support frame 22 is applied.

Wie insbesondere aus 1 hervorgeht, kann der Auflagerahmen 26 in mehrere Segmente 26a bis 26e unterteilt werden, wobei jedem Segment 26a... eine eigene Spanneinrichtung 24 zugeordnet ist, so dass die Anpresskraft der einzelnen Segmente 26a... individuell einstellbar ist. Auf diese Weise kann in Bereichen mit einer komplexen, dreidimensionalen Geometrie eine andere Spannkraft gewählt werden, als es in Bereichen mit ebenen Flächenabschnitten der Fall ist.As in particular from 1 can be found, the support frame 26 into several segments 26a to 26e be divided, each segment 26a ... a separate clamping device 24 is assigned, so that the contact pressure of the individual segments 26a ... is individually adjustable. In this way, in areas with a complex, three-dimensional geometry, a different clamping force can be selected than is the case in areas with flat surface sections.

Nach dem Absenken des Spannrahmens 22 wird somit die jeweilige Lage des Verstärkungsmaterials 12a, ... mit einer vorbestimmten Kraft auf den Randbereich 28 der Negativform 8 aufgepreßt.After lowering the clamping frame 22 Thus, the respective position of the reinforcing material 12a , ... with a predetermined force on the edge area 28 the negative form 8th pressed.

Unter Beibehaltung der Vorspannung wird dann die Positivform 10 abgesenkt, so dass der Stempel 14 in die Matrize 16 eintaucht. Der Außenumfang 46 der Positivform 10 ist da bei so ausgebildet, dass er in die Innenumfangsöffnungen 48, 50 des Stützrahmens 22 bzw. des Auflagerahmens 26 eintauchen kann. D. h., die Positivform 10 gelangt nicht in Kontakt mit dem Spannrahmen 20.Maintaining the bias then becomes the positive shape 10 lowered, leaving the stamp 14 into the matrix 16 dips. The outer circumference 46 the positive form 10 is there so formed that it is in the inner peripheral openings 48 . 50 of the support frame 22 or the support frame 26 can dive. That is, the positive form 10 does not come into contact with the tenter 20 ,

Durch den eintauchenden Stempel 14 wird die Lage des Verstärkungsmaterials 12 in das innere der Matrize 16 hineingezogen, so dass das Material von außen unter dem Spannrahmen 20 hindurch nach innen in die Matrize 16 hineinbewegt wird. Die Vorspannung des Spannrahmens 20 ist entsprechend so gewählt, dass ein gleichmäßiger, verwerfungsfreier Materialeinzug in die Negativform 8 gewährleistet ist.By the dipping stamp 14 becomes the location of the reinforcing material 12 into the interior of the matrix 16 pulled in, leaving the material under the tenter frame 20 through in the matrix 16 is moved in. The bias of the tenter 20 is accordingly chosen so that a uniform, warp-free material feed into the negative mold 8th is guaranteed.

In der Negativform 8 ist ein Wärmetauscher 52 vorgesehen, über den diese abkühlbar ist, um den thermoplastischen Binder des Verstärkungsmaterials 12 auszuhärten, so dass die Lage des Verstärkungsmaterials 12a... auf der jeweiligen Unterlage, d. h. entweder auf der Negativform 8 oder auf der zuvor vorgeformten Verstärkungsmaterial-Lage fixiert ist.In the negative form 8th is a heat exchanger 52 provided over which it is cooled to the thermoplastic binder of the reinforcing material 12 cure, so that the location of the reinforcing material 12a ... on the respective base, ie either on the negative form 8th or is fixed on the previously preformed reinforcing material layer.

Nach diesem Vorformen einer Lage werden die Positivform 10 und der Spannrahmen 20 abgehoben, so dass die nächste Lage (12b, 12c, ...) über die Stirnfläche 18 der Negativform 8 gezogen werden kann. Diese Lage 12b, ... enthält wiederum einen thermoplastischen Binder, der vor dem Auflegen aufgeschmolzen wurde und bei der sich anschließenden Vorformung aushärtet und mit der darunter liegenden Lage einen Verbund herstellt.After this preforming a layer become the positive shape 10 and the tenter 20 lifted off, so the next situation ( 12b . 12c , ...) over the face 18 the negative form 8th can be pulled. This location 12b , ... in turn contains a thermoplastic binder, which was melted before laying and hardens during the subsequent preforming and produces a bond with the underlying layer.

Selbstverständlich ist die Erfindung keinesfalls auf die Verwendung von thermoplastischen Binde-/Fixiermitteln beschränkt, sondern es könnte auch ein Klebematerial oder ein chemisch reagierendes Mittel eingesetzt werden, um die Lagen 12a, 12b, ... zu fixieren.Of course, the invention is by no means limited to the use of thermoplastic binders / fixatives, but it could also be an adhesive material or a chemically reacting agent used to the layers 12a . 12b , ... to fix.

Als besonders geeignete Alternative zu thermoplastischen Bindern hat sich aufschmelzbares Epoxidpulver herausgestellt, Epoxidpulver zeichnet sich durch eine schnelle Aushärtung aus, so dass die Zykluszeiten kurz sind. Bei dieser Verfahrensvariante wird die zu verformende Lage 12 ungetränkt ins Drapierwerkzeug 6 eingelegt, vorgeformt und anschließend das Epoxidpulver aufgetragen. Gleichzeitig wird der Stempel 14 der Positivform 10 über eine Heizung 54 aufgeheizt und abgesenkt, so daß er flächig auf der mit Epoxidpulver versehenen Lage 12 aufliegt. Das Pulver schmilzt dann aufgrund der erhöhten Stempeltemperatur auf. Anschließend wird der Stempel 14 abgekühlt, so dass das Epoxidpulver aushärtet und die Positivform 10 die für den nächsten Vorformvorgang erforderliche Temperatur erreicht. Das Aushärten kann auch bei geöffnetem Drapierwerkzeug 6 erfolgen.Fusible epoxy powder has proven to be a particularly suitable alternative to thermoplastic binders. Epoxy powder is characterized by rapid curing, so that the cycle times are short. In this process variant, the layer to be deformed 12 soaked in the draping tool 6 inserted, preformed and then applied the epoxy powder. At the same time the stamp 14 the positive form 10 over a heater 54 heated and lowered so that it is flat on the provided with epoxy powder layer 12 rests. The powder then melts due to the elevated stamping temperature. Subsequently, the stamp 14 cooled so that the epoxy powder hardens and the positive mold 10 reaches the temperature required for the next preforming operation. Curing can also be done with the draping tool open 6 respectively.

Bei einem Verstärkungsmaterialaufbau mit sechs Lagen wiederholt sich der vorbeschriebene Vorgang praktisch sechs Mal, bis der endgültige Vorformling 2 mit der in 2 dargestellten Form erhalten wird. Dieser Vorformling 2 wird dann aus dem geöffneten Drapierwerkzeug 6 entnommen, wobei das Entnehmen durch ein Aufheizen der Negativform 8 erleichterbar ist (Lösen des Fixiermittels/Binders von der Negativform 8).In a six layer reinforcing material construction, the above procedure is repeated almost six times until the final preform 2 with the in 2 shown form is obtained. This preform 2 then gets out of the opened draping tool 6 taken, the removal by heating the negative mold 8th is facilitated (loosening the fixative / binder from the negative mold 8th ).

Wesentlich bei dem vorbeschriebenen Vorformvorgang ist, dass der Spannrahmen 20 umlaufend genug Spannkraft aufbringt, um das Einziehen des Verstärkungsmaterials 12 in die Negativform 8 faltenfrei durchführen zu können. D. h., der Spannrahmen 20 muss sehr stabil ausgeführt sein, wobei der Stützrahmen bei größeren Formteilen in der Regel aus Stahl hergestellt werden muss.It is essential in the above-described preforming that the clamping frame 20 circumferentially enough clamping force applied to the feeding of the reinforcing material 12 in the negative form 8th to perform without wrinkles. That is, the tenter frame 20 must be made very stable, the support frame must be made of steel for larger moldings usually.

Um die Reproduzierbarkeit des Vorformlings 2 zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn die Geometrie der Negativform 8 der gewünschten Endkontur des Formteils entspricht, während die Positivform 10 an den Schrägflächen in der Schließlage einen vorbestimmten Abstand zur Negativform aufweist. Dieser Abstand kann bei großflächigen Werkzeugen im Bereich zwischen 1 und 3 mm liegen (bei einer Bauteilwandstärke von etwa 2 mm). Es hat sich als günstig erwiesen, wenn an den Horizontalflächen (0°) die Negativform 8 und die Postitivform 10 direkt aufeinander liegen (Nullabstand).To the reproducibility of the preform 2 To increase, it is advantageous if the geometry of the negative mold 8th the desired final contour of the molding corresponds, while the positive mold 10 has a predetermined distance to the negative mold on the inclined surfaces in the closed position. This distance can be in the range between 1 and 3 mm for large-area tools (with a component wall thickness of about 2 mm). It has proved to be favorable if the negative form on the horizontal surfaces (0 °) 8th and the postitive form 10 lie directly on each other (zero distance).

Bei großflächigen Formteilen müssen erhebliche Schließkräfte aufgebracht werden, um den vorbeschriebenen Vorformvorgang durchführen zu können. Es kann daher erforderlich sein, dem Drapierwerkzeug 6 eine hydraulische Schließeinheit zuzuordnen, über die die Formhälften 8, 10 ohne Verkanten etc. schließbar sind und der erforderliche Schließdruck aufbaubar ist.In large-scale moldings considerable closing forces must be applied to perform the above-described preforming can. It may therefore be necessary for the draping tool 6 Assign a hydraulic clamping unit over which the mold halves 8th . 10 can be closed without tilting etc. and the required closing pressure can be built up.

Als Material für die Fasern können beispielsweise Glasfasern, Carbonfasern, Aramidfasern oder Mischlagen derartiger Komponenten verwendet werden.As the material for the fibers, for example, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers or mixed layers of such components can be used.

Der auf diese Weise hergestellte Vorformling 2 wird dann am Umfangsrand auf Maß geschnitten, ggf. mit weiteren Verstärkungen belegt und im RTM-Werkzeug auf die eingangs beschriebene Weise weiter verarbeitet. Nach dem Aushärten des Verbundes aus Matrixsystem und Verstärkungsmaterial wird das fertige Kunststoffformteil entnommen und der weiteren Produktion zugeführt.The preform produced in this way 2 is then cut to size on the peripheral edge, possibly occupied with further reinforcements and further processed in the RTM tool in the manner described above. After curing of the composite of matrix system and reinforcing material, the finished plastic molded part is removed and fed to further production.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Kunststoffformteils, das als Bodenschale für ein Kraftfahrzeug verwendet werden kann. Ein derartiges Bauteil hat eine Länge bis zu 5 m und weist des Weiteren eine ausgeprägte dreidimensionale Geometrie auf, die erhebliche Anforderungen an die Fertigungstechnik stellt. 4 shows an embodiment of such a plastic molding, which can be used as a bottom shell for a motor vehicle. Such a component has a length of up to 5 m and furthermore has a pronounced three-dimensional geometry which places considerable demands on the production technology.

Durch das vorbeschriebene erfindungsgemäße Verfahren gelang es erstmals eine derartige Bodenschale 2 aus Fasermaterial herzustellen, wobei durch geeignete Kombination der unterschiedlichen Lagen 12a, 12b, ... die geforderten Festigkeiten der Bodenschale und Steifigkeiten bei maximalen Leichtbau erzielt wurden. Eine weitere Stabilisierung der Bodenschale erfolgt durch nachträgliches Anbauen von Verstärkungsteilen, beispielsweise Längsträgern, Strukturplatten, Verstärkungen, Sitzbefestigungen etc. die nach dem Aushärten der Bodenschale montiert werden oder aber bereits in dem RTM-Werkzeug eingelegt werden.By the method according to the invention described above, it was possible for the first time to produce such a bottom shell 2 to produce fiber material, wherein by suitable combination of the different layers 12a . 12b , ... the required strength of the bottom shell and rigidity were achieved with maximum lightweight construction. A further stabilization of the bottom shell is made by retrofitting reinforcing parts, such as side rails, structural panels, reinforcements, seat attachments, etc., which are mounted after curing of the bottom shell or are already inserted in the RTM tool.

Diese völlige Neuentwicklung einer Bodenschale zeichnet sich durch äußerst geringes Gewicht bei exzellenter Festigkeit aus, so dass sämtliche Festigkeitsanforderungen erfüllbar sind. Bei der in 4 dargestellten Bodenschale werden vorzugsweise Langfasern verwendet, wobei Fasergehalte von mehr als 40 Volumen % erforderlich sind.This complete new development of a bottom shell is characterized by extremely low weight with excellent strength, so that all strength requirements can be met. At the in 4 Longitudinal fibers are preferably used, wherein fiber contents of more than 40% by volume are required.

Durch das erfindungsgemäße verfahren lässt sich die Bodenschale mit der erforderlichen Bauteilqualität (hohe Reproduzierbarkeit) bei geringen Kosten und mit minimalen Taktzeiten herstellen.By means of the method according to the invention, the base shell with the required component quality (high reproducibility) can be produced at low cost and with minimal cycle times.

Offenbart ist ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteils nach dem Harzinjektionsverfahren, bei dem in einem Drapierwerkzeug ein Vorformling erstellt wird. Dieses Drapierwerkzeug weist einen Spannrahmen auf, über den das den Vorformling bildende Fasermaterial vorgespannt wird, so dass ein verwerfungsfreies Einziehen des Fasermaterials in die Kavität des Drapierwerkzeuges möglich ist. Als Besonderheit ist hier die Realisierung einer hochkomplexen Geometrie unter Verwendung von Gelegen zu sehen, was bislang nur mit Matten möglich war.Disclosed is a method for producing a plastic molded article according to the resin injection method, in which a preform is made in a draping tool. This draping tool has a clamping frame, via which the fiber material forming the preform is prestressed, so that a distortion-free drawing of the fiber material into the cavity of the draping tool is possible. As a special feature here is the realization of a highly complex geometry using opportunities to see what was previously possible only with mats.

Claims (12)

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffformteils, insbesondere einer Bodenschale eines Kraftfahrzeuges, mit den Schritten: – Erstellen eines Vorformlings (2) aus Verstärkungsmaterial (12); – Einlegen des Vorformlings (2) in ein Werkzeug; – Schließen des Werkzeuges; – Einspritzen eines Matrixmaterials; – Aushärten und Entnehmen des Formteils, wobei das Verstärkungsmaterial (12) zur Ausbildung des Vorformlings (2) von einem Fasergelege gebildet wird und mittels eines Spannrahmens (20) vorgespannt und in einem Drapierwerkzeug (6) unter Beibehaltung der Spannkraft vorgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkraft entlang des Randbereichs des Drapierwerkzeugs (6) abschnittsweise eingestellt wird, um durch die unterschiedlichen Spannkräfte über den Umfang des Formteils das Einziehen der Faserlage in das Drapierwerkzeug zu steuern, so dass das Verwerfen oder Versetzen der Lage beim Vorformen verhindert wird.Method for producing a plastic molding, in particular a base shell of a motor vehicle, comprising the steps of: - producing a preform ( 2 ) of reinforcing material ( 12 ); - inserting the preform ( 2 ) into a tool; - closing the tool; - injecting a matrix material; Hardening and removal of the molding, wherein the reinforcing material ( 12 ) for forming the preform ( 2 ) is formed by a fiber fabric and by means of a tenter frame ( 20 ) and in a draping tool ( 6 ) is preformed while maintaining the clamping force, characterized in that the clamping force along the edge region of the Drapierwerkzeugs ( 6 ) is adjusted in sections to control by the different clamping forces over the circumference of the molding, the retraction of the fiber layer in the Drapierwerkzeug so that the discarding or displacement of the layer is prevented during preforming. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsmaterial in mehreren Lagen (12) ausgebildet wird.Method according to claim 1, characterized in that the reinforcing material in several layers ( 12 ) is formed. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsmaterial aus durchgängigen Fasergelegen (12) mit vorzugsweise unterschiedlichen Orientierungen besteht. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing material consists of continuous fiber layers ( 12 ) preferably with different orientations. Verfahren nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (12) aus Fasergelegen mit Fasern oder Faserbündeln in 0°-, –45°-, +45°-, und/oder 0°-Orientierung hergestellt werden.Method according to claim 2 or 3, characterized in that the layers ( 12 ) are made of fibrous webs with fibers or fiber bundles in 0 °, -45 °, + 45 °, and / or 0 ° orientation. Verfahren nach einem der Patentansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Fasergelege derart miteinander fixiert werden, daß sich die Fasern oder Faserbündel unabhängig voneinander bewegen können.Method according to one of the claims 2 to 4, characterized in that the fiber layers are fixed together so that the fibers or fiber bundles can move independently. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (12) nach- einander vorgeformt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the layers ( 12 ) are preformed one after the other. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgeformte Lage (12a) vor dem Aufbringen einer nächsten Lage (12b) fixiert wird.Method according to claim 6, characterized in that a preformed layer ( 12a ) before applying a next layer ( 12b ) is fixed. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung flächig, beispielsweise durch Aufschmelzen eines Fixiermittels erfolgt.A method according to claim 7, characterized in that the fixation is flat, for example by melting a fixing agent. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (12) durch ein thermoplastisches Fi- xiermittel getränkt sind und vor dem Einbringen in das Drapierwerkzeug (6) aufgeheizt und im Drapierwerkzeug (6) zum Aushärten des Fixiermittels gekühlt werden.Method according to claim 7, characterized in that the layers ( 12 ) are impregnated by a thermoplastic fixing agent and before being introduced into the draping tool ( 6 ) and in the draping tool ( 6 ) are cooled to cure the fixing agent. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (12) des Verstärkungsmaterials durch Bandmaterial gebildet werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the layers ( 12 ) of the reinforcing material are formed by band material. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 10, mit einem Drapierwerkzeug (6) mit einer Negativform (8) und einer Positivform (10) die gemeinsam eine Formteilgeometrie vorgeben und mit einem Spannrahmen (20) zum Spannen von auf eine Formhälfte des Drapierwerkzeugs (6) aufgelegtem Fasermaterial, wobei der Spannrahmen (20) entsprechend der Werkzeugkontur der Formhälfte (8, 10) im Anlagebereich an die Lage (12) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannrahmen (20) einen Stützrahmen (22) und einen Auflagerahmen (26) hat, die über Spanneinrichtungen (24) miteinander verbunden sind, über die die Spannkraft des Auflagerahmens (26) abschnittsweise bestimmt ist.Device for carrying out the method according to one of the claims 1 to 10, with a draping tool ( 6 ) with a negative form ( 8th ) and a positive form ( 10 ) which together specify a molding geometry and with a tenter frame ( 20 ) for clamping on a mold half of the draping tool ( 6 ) laid on fiber material, wherein the tenter frame ( 20 ) according to the tool contour of the mold half ( 8th . 10 ) in the investment area to the location ( 12 ), characterized in that the clamping frame ( 20 ) a support frame ( 22 ) and a support frame ( 26 ), which has clamping devices ( 24 ) are connected to each other via which the clamping force of the support frame ( 26 ) is determined in sections. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflagerahmen (26) in mehrere Teil- segmente (26a, 26b, 26c, ...) unterteilt ist, denen jeweils zumindest eine Spanneinrichtung (24) zugeordnet ist, so daß die Spannkraft jedes Teilsegmentes (12a, 12b, ...) individuell einstellbar ist.Device according to claim 11, characterized in that the support frame ( 26 ) into several subsegments ( 26a . 26b . 26c , ...) is divided, each of which at least one clamping device ( 24 ) is assigned, so that the clamping force of each sub-segment ( 12a . 12b , ...) is individually adjustable.
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Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10042471C1 (en) * 2000-08-29 2002-04-04 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Method and arrangement for introducing fiber layers into molding tools
CA2429428C (en) 2000-11-21 2009-07-21 Eads Deutschland Gmbh Technical production method, tension module and sewing material holder for creating textile preforms for the production of fibre-reinforced plastic components
DE10106923A1 (en) * 2001-02-15 2002-09-19 Bpw Bergische Achsen Kg Process for the production of components made of fiber-reinforced plastic
DE10238281A1 (en) * 2002-08-21 2004-03-04 Pgam Advanced Technologies Ag Armored body part
DE10259883B4 (en) * 2002-11-14 2005-04-21 Daimlerchrysler Ag Method for producing a composite material
AU2007228952B2 (en) 2006-03-21 2011-06-02 Avient Protective Materials B.V. Process for the manufacture of a shaped part and shaped part obtainable with said process
DE102007046734B4 (en) * 2007-09-28 2017-12-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and mold for producing a fiber-reinforced plastic component
DE102008011517A1 (en) * 2008-03-02 2009-09-03 Schottdorf, Bernd, Dr. Method, apparatus and support structure and their use for producing a fiber composite part
DE102008046006A1 (en) * 2008-09-05 2010-03-11 SGL Kümpers GmbH & Co.KG Belt-like composite material manufacturing method for rotor blade of wind turbine, involves covering thread filament for complete soaking of stretched filament and concluding consolidation of composite material by resin infusion process
DE102009017361B4 (en) 2009-04-14 2013-03-28 Airbus Operations Gmbh Apparatus and method for draping fiber fabrics for curved profiled structural members of fiber composite material
DE102010044365A1 (en) 2009-09-07 2011-05-05 Technische Universität Chemnitz Method for positioning and fixing additional reinforcing structures in molding tools for partial amplification of plastic molded parts during manufacturing process, involves gripping reinforcing structure surface by store racking
DE102010015199B9 (en) 2010-04-16 2013-08-01 Compositence Gmbh Fiber guiding device and apparatus for constructing a three-dimensional preform
DE102010030009A1 (en) 2010-06-14 2011-12-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method and forming tool for producing a fiber composite preform
DE102010038436B4 (en) * 2010-07-27 2021-06-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Process for the production of a fiber-reinforced plastic part
DE102010041179B4 (en) * 2010-09-22 2014-03-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Process for producing a fiber material preform
DE102010054934B4 (en) * 2010-12-17 2013-01-17 Daimler Ag Apparatus and methods for making complex three-dimensionally shaped fiber reinforced preforms
DE102010054933B4 (en) * 2010-12-17 2013-01-10 Daimler Ag Apparatus and method for making a complex three-dimensionally shaped fiber reinforced preform
CN103347666B (en) * 2011-02-21 2015-09-30 东丽株式会社 The manufacture method of preform
DE102011012500B4 (en) 2011-02-25 2014-05-15 Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg Apparatus and method for producing a fiber composite workpiece
DE102011012499B4 (en) 2011-02-25 2016-06-16 Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg Apparatus and method for producing a fiber composite workpiece
DE102011012654A1 (en) 2011-02-28 2012-08-30 Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg Process for producing a leaf spring as a fiber composite component and leaf spring
DE102011007021A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Voith Patent Gmbh Apparatus and process for the production of fiber preforms, which are in particular a precursor in the production of fiber-reinforced plastic components
DE102011007020A1 (en) 2011-04-08 2012-10-11 Voith Patent Gmbh Apparatus and process for the production of fiber moldings, which are in particular a precursor in the production of fiber-reinforced plastic components
DE102011100640A1 (en) 2011-05-05 2012-11-08 Compositence Gmbh Method and apparatus for making fiber webs and component preforms from fibers
DE112012005141A5 (en) * 2011-12-07 2014-09-11 Leichtbau-Zentrum Sachsen Gmbh Connecting arrangement of a fiber composite component with a second component
DE102011121883B4 (en) 2011-12-21 2024-03-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for producing a molded part
ES2416204B1 (en) * 2012-01-26 2014-09-29 Megatech Industries Intellectual Property, S.L. SYSTEM FOR MOLDING INJECTION A PLASTIC MATERIAL ON A PRE-CONFORMED LAMINAR BAND
DE102012007439A1 (en) 2012-04-13 2013-10-17 Compositence Gmbh Laying head and apparatus and method for building a three-dimensional preform for a component made of a fiber composite material
DE102012215688A1 (en) * 2012-09-04 2014-03-06 Robert Bürkle GmbH Method and device for placing rovings in a press
CN104903078B (en) 2012-12-28 2018-08-07 科朋兹腾斯有限公司 The method and apparatus for manufacturing three dimensional fibrous web and the component prefabricated component made of fiber with two steps
DE102013101723A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-21 Sorcole GmbH Method for producing a flat lightweight construction material consisting of reinforcing fibers and thermoplastic
DE102013101726A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-21 Sorcole GmbH Flat lightweight construction material made of reinforcing fibers and thermoplastic
DE102013209057A1 (en) * 2013-05-16 2014-11-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Tool and method for producing a fiber-reinforced plastic part
DE102013109854A1 (en) * 2013-09-09 2015-03-12 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Draping device for producing a three-dimensional preform made of fiber material
DE102013220497A1 (en) * 2013-10-11 2015-04-16 Zf Friedrichshafen Ag Clamping device for workpieces
DE102014204504A1 (en) 2014-03-12 2015-09-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Mold with optimized clamping strips for the three-dimensional deformation of a fiber mat blank
DE102014213187A1 (en) 2014-07-08 2016-01-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Press tool with optimized resin flow
DE102014118733B3 (en) * 2014-12-16 2016-02-04 Euwe Eugen Wexler Gmbh Method for producing a body component for a motor vehicle, device for producing a body component for a motor vehicle and body component for a motor vehicle
US10226905B2 (en) * 2015-09-22 2019-03-12 The Boeing Company Material tensioning system
US10232571B2 (en) * 2015-09-22 2019-03-19 The Boeing Company Material tensioning system
FR3042731B1 (en) * 2015-10-22 2018-05-04 Institut De Recherche Technologique Jules Verne PROCESS FOR THE FLAT REALIZATION OF A COMPLEX COMPOSITE PREFORM
FR3044579B1 (en) * 2015-12-02 2018-06-15 Safran Nacelles METHOD FOR MANUFACTURING A PREFORM FOR COMPOSITE MATERIALS COMPRISING NON-DEVELOPABLE GEOMETRIES
US10239251B2 (en) * 2016-01-22 2019-03-26 The Boeing Company Apparatus and method of forming a composite structure
FR3052699B1 (en) * 2016-06-20 2019-08-16 Institut De Recherche Technologique Jules Verne METHOD FOR MANUFACTURING A COMPOSITE MATERIAL PART, STEERING COLUMN BRACKET, AND LOWER BAY TRAVERSE PRODUCED BY SUCH A METHOD
DE102017214385A1 (en) * 2017-08-18 2019-02-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Resin Transfer Molding Tool or Wet Press Tool
DE102017214387A1 (en) * 2017-08-18 2019-02-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft forming tool
CN112571671A (en) * 2020-07-30 2021-03-30 钟凯强 Carbon fiber preforming device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2378642A (en) * 1941-09-02 1945-06-19 Burkart Mfg Company F Process of making fiber-body articles
DE3302337C2 (en) * 1983-01-25 1986-08-07 Deutsche Fibrit Gesellschaft Ebers & Dr. Müller mbH, 4150 Krefeld Method and device for laminating cladding
DE3222939C2 (en) * 1981-06-22 1986-12-11 Pier Luigi Como Nava Process for producing protective helmets from resin provided with a reinforcement, and injection mold for carrying out the process
DE3813694A1 (en) * 1988-04-22 1989-11-02 Mobik Gmbh METHOD AND PLANT FOR THE MAJOR PROCESSING OF HIGH-PERFORMANCE FIBER COMPOSITES
DE4035224A1 (en) * 1990-11-06 1992-05-07 Kannegiesser H Gmbh Co Continuously preforming reinforcing material for synthetic parts - involves holding reinforcing material in vertical frame during processing
DE19608127A1 (en) * 1996-03-02 1997-09-04 Daimler Benz Ag Forming a three=dimensional fibre=reinforced composite preform

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2378642A (en) * 1941-09-02 1945-06-19 Burkart Mfg Company F Process of making fiber-body articles
DE3222939C2 (en) * 1981-06-22 1986-12-11 Pier Luigi Como Nava Process for producing protective helmets from resin provided with a reinforcement, and injection mold for carrying out the process
DE3302337C2 (en) * 1983-01-25 1986-08-07 Deutsche Fibrit Gesellschaft Ebers & Dr. Müller mbH, 4150 Krefeld Method and device for laminating cladding
DE3813694A1 (en) * 1988-04-22 1989-11-02 Mobik Gmbh METHOD AND PLANT FOR THE MAJOR PROCESSING OF HIGH-PERFORMANCE FIBER COMPOSITES
DE4035224A1 (en) * 1990-11-06 1992-05-07 Kannegiesser H Gmbh Co Continuously preforming reinforcing material for synthetic parts - involves holding reinforcing material in vertical frame during processing
DE19608127A1 (en) * 1996-03-02 1997-09-04 Daimler Benz Ag Forming a three=dimensional fibre=reinforced composite preform

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