DE202015102443U1

DE202015102443U1 - Device for producing a preform in the course of the production of fiber-reinforced molded parts

Info

Publication number: DE202015102443U1
Application number: DE202015102443.6U
Authority: DE
Original assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2025-05-13

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung eines Vorformlings aus einem Fasergelege (8), welches zumindest zwei Faserlagen (1) umfasst, in einer Drapiervorrichtung (2) umfassend eine Drapierform (3) und zur Drapierform (3) verfahrbare Mittel zum Drapieren oder Fixieren des Fasergeleges (8) an der Kontur der Drapierform (3), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Anregungseinheit (6) zur Erzeugung von Schwingungen in zumindest einer Faserlage (1) in oder um die die Drapiervorrichtung (2) angeordnet ist.Apparatus for producing a preform comprising a fiber layer (8) comprising at least two fiber layers (1) in a draping device (2) comprising a draping form (3) and means for draping or fixing the fiber fabric (8) to the drape form (3) on the contour of the draping form (3), characterized in that at least one excitation unit (6) for generating vibrations in at least one fiber layer (1) is arranged in or around the draping device (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vorformlings aus einem Fasergelege im Zuge der Herstellung von faserverstärkten Formteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an apparatus for producing a preform from a fiber fabric in the course of the production of fiber-reinforced molded parts according to the preamble of claim 1.

Im Zuge der Herstellung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen, auch Faserverbundbauteile genannt, ist insbesondere als industrielle Verwendung das RTM-Verfahren, Resin-Transfer-Moulding-Verfahren, gängige Praxis. Der gesamte Herstellungsprozess bis zu einem verwendungsfähigen Kunststoffbauteil besteht aus mehreren nachfolgend ablaufenden Einzelprozessen. In einem ersten Verfahrensschritt werden Faservorformlinge hergestellt. In diesem Preform-Prozess werden in der Regel mehrschichtige Fasergewebe oder Faserlagen üblicherweise in 2D, also im Wesentlichen in einer Ebene, zu einem Faserhalbzeug zusammengefügt, so dass das Faserhalbzeug im Wesentlichen bereits die notwendigen äußeren Konturen und teilweise auch bereits besondere Schichten oder Schichtdicken aufweist. Vorzugsweise wird ein Binder in die Trennebenen der einzelnen Fasergewebe bzw. Faserlagen eingebracht, der nach seiner Aktivierung und Aushärtung zu einer Fixierung der Schichten zueinander und der drapierten 3D-Kontur führt. Für den Preform-Prozess werden diese Faserhalbzeuge zur Ausbildung eines Faservorformlings dann in ein Umformwerkzeug überführt und meist unter Druck durch Schließen des Umformwerkzeuges soweit der Kontur des späteren Formteiles angenähert und durch Aktivierung des Binders (Aufheizen und Abkühlen) ausgehärtet, so dass der Faservorformling endkonturnah in ein Werkzeug einer Presse zur Durchführung des RTM-Verfahrens selbst eingelegt werden kann. Je nach Bedarf wird der Faservorformling noch nachgeschnitten oder an vorgegebenen Stellen ausgestanzt und eine noch präzisere Kontur zu erhalten. Nach dem Einlegen des Faservorformlings in das Werkzeug werden die Werkzeughälften geschlossen und das notwendige Harz in die Kavität des Werkzeuges injiziert, wobei das Harz die Faserstruktur des Faservorformlings imprägniert, die Fasern einschließt und fest in die Matrix einbindet. Nach dem Aushärten des Harzes kann das faserverstärkte Kunststoffbauteil entformt werden.In the course of the production of fiber-reinforced plastic components, also called fiber composite components, the RTM process, resin transfer molding process, is common practice, especially as an industrial use. The entire manufacturing process up to a usable plastic component consists of several subsequent individual processes. In a first process step, fiber preforms are produced. In this preform process, multilayer fiber webs or fiber layers are usually combined in 2D, ie substantially in one plane, to form a semifinished fiber product, so that the semifinished fiber product essentially already has the necessary outer contours and in some cases even special layers or layer thicknesses. Preferably, a binder is introduced into the parting planes of the individual fiber webs or fiber layers, which leads after its activation and curing to a fixation of the layers to each other and the draped 3D contour. For the preforming process, these fiber semi-finished products are then converted into a forming tool for forming a fiber preform and usually approximated under pressure by closing the forming tool to the contour of the later molded part and cured by activation of the binder (heating and cooling), so that the fiber preform near net shape in a tool of a press for performing the RTM method itself can be inserted. Depending on requirements, the fiber preform is still cut or punched at predetermined locations and obtain an even more precise contour. After inserting the fiber preform into the tool, the tool halves are closed and the necessary resin injected into the cavity of the tool, the resin impregnating the fiber structure of the fiber preform, enclosing the fibers and firmly bonding them into the matrix. After curing of the resin, the fiber-reinforced plastic component can be removed from the mold.

Neben dem RTM-Verfahren selbst, legt bereits die Herstellung eines Faservorformlings den Grundstein für den Erfolg bei der Herstellung eines Kunststoffbauteiles. Es hat sich gezeigt, dass der Stand der Technik eine Vielzahl an Möglichkeiten zur Herstellung eines Vorformlings beschreibt, wie beispielsweise EP 0 620 091 B1 , DE 27 01 480 A1 oder DE 33 19 391 A1 . Aus der DE 10 2010 043 666 A1 ist beispielsweise bekannt ein Fasergelege, welches aus mehreren Faserlagen ausgebaut ist, in eine Vorrichtung einzubringen, in welcher das Fasergelege mittels Drapierwerkzeugen an eine Formschale zur Ausbildung einer Kontur gedrückt wird, wobei die Drapierwerkzeuge in einer Reihenfolge verfahren werden, welche sich aus dem Drapierverhalten des Fasergeleges ergibt. In addition to the RTM process itself, the production of a fiber preform already lays the foundation for success in the production of a plastic component. It has been found that the prior art describes a variety of possibilities for producing a preform, such as EP 0 620 091 B1 . DE 27 01 480 A1 or DE 33 19 391 A1 , From the DE 10 2010 043 666 A1 For example, it is known a fiber fabric, which is expanded from several fiber layers, to introduce into a device in which the fiber fabric is pressed by Drapierwerkzeugen to a mold shell to form a contour, wherein the draping tools are moved in an order, resulting from the Drapierverhalten the fiber fabric results.

Grundsätzlich hat sich dieses Verfahren in der Praxis bewährt. Jedoch kann es durch das unterschiedliche Drapierverhalten benachbarter bzw. gestapelter Faserlagen mit unterschiedlicher Faserorientierung oder unterschiedlicher Art des Faserhalbzeuges zu Relativbewegungen zwischen den einzelnen Faserlagen kommen. Auf Grund der Kontaktreibung, welche sowohl als Haftreibung als auch Gleitreibung auftreten kann, zwischen zwei Faserlagen oder auch zwischen der Form und/oder Stempeln und einer Faserlage kann es während des Drapierens zu Stauchungen, Dehnungen oder einer Veränderung in der Faserorientierung in einer oder mehrerer Faserlagen kommen, welche sich wiederum negativ auf die Eigenschaften des faserverstärkten Kunststoffbauteils auswirken. Ferner kann es auch zur Bildung von Falten und lokalen Faserondulationen kommen.Basically, this method has been proven in practice. However, due to the different draping behavior of adjacent or stacked fiber layers with different fiber orientation or different type of semi-finished fiber product, relative movements between the individual fiber layers may occur. Due to the contact friction, which can occur both as stiction and sliding friction between two fiber layers or between the mold and / or stamping and a fiber layer, it can during compression to compressions, strains or a change in the fiber orientation in one or more fiber layers which in turn have a negative effect on the properties of the fiber-reinforced plastic component. It can also lead to the formation of wrinkles and local Faserondulationen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein eine Vorrichtung zu schaffen, mit der gegenüber dem Stand der Technik die Bildung von Fehlern während des Drapierens verringert oder vermieden werden kann.The object of the invention is to provide an apparatus with which the formation of defects during draping can be reduced or avoided as compared with the prior art.

Bei der Umformung eines Fasergeleges in einer Kavitäten aufweisende Drapierform, müssen wesentliche Punkte zur Erzielung eines hochwertigen Bauteiles beachtet werden:

– Es soll kein unzulässiger Zug auf das Fasergelege gelangen, da sich sonst die Struktur (Faserorientierung und Regelmäßigkeit der Faserlagen) verziehen könnte oder das Fasergelege Risse bekommt.
– Es sollen keine Faltenbildung oder Überwerfungen beim Drapieren des Fasergeleges in Bauteilvertiefungen entstehen.
– Nach Bedarf soll das Fasergelege spannungsarm oder mit einer gezielt definierten Spannung fixiert werden.

When forming a fiber laminate into a cavity-containing draping form, essential points must be considered to achieve a high-quality component:

- There should be no undue pull on the fiber fabric, otherwise the structure (fiber orientation and regularity of the fiber layers) could warp or the fiber fabric gets cracks.
- There should be no wrinkles or throws when draping the fiber fabric in component recesses.
- If necessary, the fiber layer should be fixed stress-relieved or with a specifically defined tension.

Das Fasergelege wird zunächst in eine Drapierform abgelegt und es können ein oder mehrere Fixierstempel ausgefahren werden um das Fasergelege zu klemmen. Anschließend wird das Fasergelege mittels Drapierstempeln an die Kontur der Drapierform angeschmiegt. Zwischen die einzelnen Faserlagen kann ggf. ein Bindermaterial aufgestreut, aufgetragen oder eingesprüht worden sein. The fiber fabric is first deposited in a draping mold and one or more fixing punches can be extended to clamp the fiber fabric. Subsequently, the fiber fabric is nested by Drapierstempeln to the contour of the draping. If necessary, a binder material may have been sprinkled, applied or sprayed between the individual fiber layers.

Unter Fasergelege, aus welchem nach dem Drapieren ein Faservorformling entsteht, wird im Folgenden ein Stapel aus mehreren Faserlagen verstanden. Als Faserlagen sind nicht nur einzelne Lagen aus unidirektionalen Fasern umfasst, es können auch Fasergewebe darunter verstanden werden. Die Eigenschaften der Faserlagen umfassen die Art, Dicke und Struktur der einzelnen Faserlage. Die Faserlagen können eine Kontur besitzen, welche im Wesentlichen mit der Kontur des Vorformlings oder des herzustellenden faserverstärkten Formteils übereinstimmt. Einzelne Faserlagen können aber auch als Teilgeometrien eines Vorformlings ausgebildet sein. Neben den Faserlagen kann das Fasergelege auch aus weiteren, einen geringen Anteil an oder keine Fasern enthaltenden Verstärkungslagen bestehen. Die Schwingung umfasst eine Frequenz, eine Amplitude aber auch auf ein Schwingungsmodus und eine Schwingungsform. The term fiber web, from which a fiber preform is formed after draping, is understood below to mean a stack of several fiber layers. As fiber layers not only individual layers of unidirectional fibers are included, it can also Fiber fabrics under it are understood. The properties of the fiber layers include the type, thickness and structure of the individual fiber layer. The fiber layers may have a contour which substantially coincides with the contour of the preform or of the fiber-reinforced molded part to be produced. However, individual fiber layers can also be designed as partial geometries of a preform. In addition to the fiber layers, the fiber layer may also consist of further, a small proportion of or no fibers containing reinforcing layers. The oscillation includes a frequency, but also an amplitude and a vibration mode.

In vorteilhafter Weise ist es nun möglich das Abgleiten von Faserlagen ohne wesentliche Kontaktreibung zwischen den Faserlagen zu ermöglichen. Neben der Reduzierung der Kontaktreibung zwischen den Faserlagen wird auch in vorteilhafter Weise die Kontaktreibung zwischen den Faserlagen und der Drapierform und/oder den Stempeln reduziert. Insbesondere ist von Vorteil, dass die Umformung schonend durchgeführt werden kann und Knicke, Falten und Stauchungen oder Verwerfungen im Fasergelege während der Umformung vermieden werden können. Der Kraftaufwand für die Umformung bzw. das Drapieren des Fasergeleges sinkt deutlich ab, wodurch sich die Kräfte bzw. Spannungen in den einzelnen Faserlagen während des Drapierens verringern und selbst hochkomplexe Faservorformlinge ohne Faserschädigung erzeugt werden können.Advantageously, it is now possible to allow the sliding of fiber layers without significant contact friction between the fiber layers. In addition to the reduction of the contact friction between the fiber layers, the contact friction between the fiber layers and the draping form and / or the punches is also advantageously reduced. In particular, it is advantageous that the deformation can be carried out gently and kinks, wrinkles and compressions or distortions in the fiber layer during the forming can be avoided. The force required for the forming or draping of the fiber fabric decreases significantly, which can reduce the forces or stresses in the individual fiber layers during draping and even highly complex fiber preforms can be produced without fiber damage.

Die Erfindung dient der Herstellung von hochwertigen Vorformlingen aus einem Fasergelege, welches mindestens zwei Faserlagen umfasst. The invention serves to produce high-quality preforms from a fiber fabric, which comprises at least two fiber layers.

Die Erfindung betrifft die Anregung von Schwingungen in zumindest einer Faserlage eines Fasergeleges, wobei die Anregung von Schwingungen mittels Ultraschall im Sinne dieser Erfindung als nicht anwendungsfähig gesehen wird, da es zum Verbinden der einzelnen Faserlagen des Fasergeleges bei der Anregung führen kann. Ein Abgleiten der einzelnen Faserlagen durch die Anregung wäre dann somit nicht mehr gegeben.The invention relates to the excitation of vibrations in at least one fiber layer of a fiber fabric, wherein the excitation of vibrations by ultrasound in the context of this invention is not considered useful, since it can lead to the connection of the individual fiber layers of the fiber fabric in the excitation. A slipping of the individual fiber layers by the excitation would then no longer be given.

Die Lösung der Aufgabe für die Vorrichtung besteht darin, dass zumindest eine Anregungseinheit zur Erzeugung von Schwingungen in zumindest einer Faserlage in oder um die die Drapiervorrichtung angeordnet ist. The solution to the problem for the device is that at least one excitation unit for generating vibrations in at least one fiber layer is arranged in or around the draping device.

Vorzugsweise erzeugt die Anregungseinheit Schwingungen im Bereich von 2 bis 5000 Hz, vorzugsweise von 10 bis 1000 Hz, höchst bevorzugt von 50 bis 500 Hz. Preferably, the excitation unit generates vibrations in the range of 2 to 5000 Hz, preferably 10 to 1000 Hz, most preferably 50 to 500 Hz.

Das Fasergelege kann alternativ oder in Kombination so ausgebildet sein, dass im Fasergelege benachbarte Faserlagen mit gleicher oder unterschiedlicher Orientierung der Fasern oder unterschiedlichen Eigenschaften angeordnet sind.The fiber fabric may alternatively or in combination be formed so that in the fiber fabric adjacent fiber layers are arranged with the same or different orientation of the fibers or different properties.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sehen vor, dass die Anregungseinheit in mindestens einem Fixierstempel und/oder Drapierstempel und/oder der Drapierform angeordnet ist. Die Anordnung kann dabei so gewählt werden, dass das Fasergelege optimal ohne Faserverzug und Faltenbildungen in die Drapierform drapiert werden kann. Advantageous embodiments provide that the excitation unit is arranged in at least one fixing punch and / or draping punch and / or the draping form. The arrangement can be chosen so that the fiber layer can be draped optimally without fiber distortion and wrinkles in the drape form.

Alternativ oder in Kombination zu den vorherigen Merkmalen kann die Anregungseinheit in einem Halter und/oder Halterahmen, welcher zumindest eine Faserlage greift, angeordnet sein. Es können mehrere Halter mit Anregungseinheiten angeordnet sein um verschiedene Faserlagen mit unterschiedlichen Schwingungen anzuregen. Alternatively or in combination with the previous features, the excitation unit can be arranged in a holder and / or holding frame, which grips at least one fiber layer. Several holders can be arranged with excitation units to stimulate different fiber layers with different vibrations.

In einer bevorzugten Ausgestaltung können der Halter und/oder der Halterahmen zum Einbringen von Zugspannung in zumindest eine Faserlage angeordnet sein. Unter Zugspannung gehaltene Faserlagen ermöglichen ein vereinfachtes Abgleiten von weiteren, auf der unter Zugspannung gehaltenen Faserlage, angeordneten Faserlagen. Es besteht auch die Möglichkeit die unter Zugspannung gehaltene Faserlage mit einer Schwingung zu beaufschlagen, um eine definierte Schwingung um ein definierte Ausgangslage zu erhalten. In a preferred embodiment, the holder and / or the holding frame can be arranged for introducing tensile stress into at least one fiber layer. Under tension held fiber layers allow a simplified sliding of other, on the held under tension fiber layer, arranged fiber layers. There is also the possibility of applying a tension to the fiber layer held under tension in order to obtain a defined oscillation around a defined starting position.

Alternativ oder ergänzend kann die Anregungseinheit in einer Anregungsvorrichtung außerhalb der Drapiervorrichtung angeordnet ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine bereits bestehende Vorrichtung nachgerüstet werden soll, da an der Drapiervorrichtung dann keine großen strukturellen Veränderungen durchgeführt werden müssen. Die Anregungsvorrichtung kann je nach Fortschritt des Drapierprozesses um die Drapiervorrichtung variabel angeordnet sein. Alternatively or additionally, the excitation unit can be arranged in an excitation device outside the draping device. This is particularly advantageous if an existing device is to be retrofitted, since then no major structural changes must be performed on the draping device. The excitation device can be variably arranged around the draping device depending on the progress of the draping process.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass zumindest ein Halter und/oder Halterahmen ohne Anregungseinheit angeordnet ist. Dies ermöglicht das Halten von einzelnen Faserlagen an einer bestimmten Position und verhindert ein ungewolltes Verrutschen oder Mitnehmen der Faserlage während des Drapierens. Der Halter und/oder Halterahmen kann auch als Fixpunkt für das Drapieren dienen. An advantageous embodiment may provide that at least one holder and / or holding frame is arranged without excitation unit. This allows the holding of individual fiber layers at a certain position and prevents unwanted slippage or entrainment of the fiber layer during draping. The holder and / or holding frame can also serve as a fixed point for draping.

Vorzugsweise haben die Oberflächen der Fixierstempel und/oder Drapierstempel, welche mit dem Fasergelege in Kontakt kommen, unterschiedliche Reibungskoeffizienten. Das Drapieren des Fasergeleges kann hierdurch weiter positiv beeinflusst werden.Preferably, the surfaces of the fixing punches and / or Drapierstempel, which come into contact with the fiber fabric, different coefficients of friction. The draping of the fiber fabric can thereby be further positively influenced.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor. Die folgenden Darstellungen sind nicht direkt als Einzelfalllösungen anzusehen, sondern enthalten in Teilen auch allgemeine Hinweise und Aufgabenlösungen. Einzelne Sätze stellen hierbei auch einzelne Merkmale da. Further advantageous measures and embodiments of the subject matter of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description with the drawing. The following illustrations are not to be regarded as individual case solutions, but also contain general information and task solutions. Individual sentences also present individual characteristics.

Es zeigen:Show it:

1 eine Anlage zur Herstellung von faserverstärkten Formteilen in einer Presse unter Verwendung von vorgeformten Vorformlingen als großindustrielle Anwendung in einer schematischen Seitenansicht, 1 a plant for the production of fiber-reinforced molded parts in a press using preformed preforms as a large-scale industrial application in a schematic side view,

2 eine Drapiervorrichtung zum Drapieren eines Fasergeleges 2 a draping device for draping a fiber fabric

3 die Schwingungsanregung mittels eines Fixierstempels 3 the vibration excitation by means of a Fixierstempels

4 Die Schwingungsanregung im Fasergelege mittels Drapierstempeln 4 The vibration excitation in the fiber fabric by means of Drapierstempeln

5 eine Drapiervorrichtung, wobei die Schwingungsanregung einer Faserlage über einen Halter erfolgt und 5 a draping device, wherein the vibration excitation of a fiber layer via a holder takes place and

6 die Schwingungsanregung des Fasergeleges über eine Anregungsvorrichtung 6 the vibration excitation of the fiber fabric via an excitation device

1 zeigt eine Anlage zur Herstellung von faserverstärkten Formteilen 17 in einer Presse, bevorzugt einer RTM-Presse 15 unter Verwendung von vorgeformten Vorformlingen 14 in einer schematischen Seitenansicht. Zur Herstellung der Vorformlinge 14 werden zunächst eine oder mehrere verschiedene Fasermatten 10, vorzugsweise als Rollenware, bereitgestellt und auf einem Schneidtisch 12 mit einer Schneidvorrichtung 11 zu einzelnen Faserlagen 1 geschnitten. Die Kontur der Faserlagen 1 kann im Wesentlichen mit der Kontur des Vorformlings 14 oder des Formteils 17 übereinstimmen, aber es können auch vorgegebene Teilgeometrien davon hergestellt werden. Die einzelnen Faserlagen 1 können auch derart konfektioniert werden, dass nach dem Drapieren die Faserlagen 1 eine gemeinsame Außenkante bilden. Die Faserlagen 1 werden dann mittels einer geeigneten Transportvorrichtung (die in 1 durch gebogene Richtungspfeile dargestellt ist) durch eine Bindemittelauftragsvorrichtung 13 verfahren und dort mit Bindemittel versehen, bevor sie zu einem Fasergelege 8 zusammengefügt werden. Je nach Anlage wird anschließend das fertig erstellte Fasergelege 8 durch eine Heizvorrichtung 9 temperiert und vorzugsweise auf eine Temperatur angehoben, die zumindest der Schmelztemperatur des Bindemittels entspricht. Anschließend wird das Fasergelege 8 in eine Drapiervorrichtung 2 verbracht und dort mittels geeigneter Mittel entlang der Kontur der Drapierform 3 umgeformt. Durch die Drapierform 3 der Drapiervorrichtung 2 erfährt das Fasergelege 8 eine Abkühlung und erstarrt zu einem Vorformling 14, der auf einem Stapel 16 zwischengestapelt werden kann, bevor er in einer RTM-Presse 15 zu einem verstärkten Formteil 17 verpresst wird. Die RTM-Presse 15 kann gekühlt oder auch beheizt werden, insbesondere bei der Verwendung von reaktiven Bindemitteln. 1 shows a plant for the production of fiber-reinforced molded parts 17 in a press, preferably an RTM press 15 using preformed preforms 14 in a schematic side view. For the production of preforms 14 First, one or more different fiber mats 10 , preferably as a roll, provided and on a cutting table 12 with a cutting device 11 to individual fiber layers 1 cut. The contour of the fiber layers 1 can essentially match the contour of the preform 14 or the molding 17 match, but it can also be predetermined part geometries made of it. The individual fiber layers 1 can also be made up in such a way that after draping the fiber layers 1 form a common outer edge. The fiber layers 1 are then by means of a suitable transport device (the in 1 represented by curved directional arrows) by a binder applicator 13 procedure and there provided with binder before becoming a Fasergelege 8th be joined together. Depending on the system, the finished fiber is then added 8th through a heater 9 tempered and preferably raised to a temperature which corresponds at least to the melting temperature of the binder. Subsequently, the fiber fabric 8th in a drapery device 2 spent and there by suitable means along the contour of Drapierform 3 reshaped. Through the drape shape 3 the draping device 2 experiences the fiber fabric 8th a cool and solidified to a preform 14 standing on a pile 16 can be stacked before going into an RTM press 15 to a reinforced molding 17 is pressed. The RTM press 15 can be cooled or heated, especially when using reactive binders.

2 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung einer Drapiervorrichtung 2. Die Drapiervorrichtung 2 umfasst eine Drapierform 3, welche eine Kontur besitzt, die im Wesentlichen der Kontur eines faserverstärkten Formteils 17 entspricht. In die Drapierform 3 wird das Fasergelege 8 zunächst abgelegt, wobei das Fasergelege 8 mittels eines Greifers, Bandtabletts oder einer weiteren geeigneten Vorrichtung in die Drapierform 3 abgelegt werden kann. Das Fasergelege 8 umfasst mehrere Faserlagen 1, welche in einem vorhergehenden Schritt bereits aus Fasermatten 10 mit einer entsprechenden Kontur ausgeschnitten worden sind. Die einzelnen Faserlagen 1 müssen nicht die komplette Kontur überspannen, sondern können auch nur einzelne Teilgeometrien abbilden. Die Drapiervorrichtung 2 umfasst weiterhin zur Drapierform verfahrbare Mittel, welche als Fixierstempel 4 oder Drapierstempel 5 ausgebildet sein können. Die Fixierstempel 4 und Drapierstempel 5 besitzen bevorzugt eine zur Drapierform korrespondierende Kontur. Der Fixierstempel 4 kann das Fasergelege 8 oder einzelne Faserlagen 1 auf der Drapierform 3 fixieren um ein unbeabsichtigtes Verschieben des Fasergeleges 8 oder einzelner Faserlage 1 in der Drapierform 3 zu verhindern. Zur Ausbildung der Kontur im Fasergelege 8 werden die Drapierstempel 5 in Richtung der Drapierform 3 verfahren, so dass das Fasergelege 8 an die Kontur der Drapierform 3 angeschmiegt wird. Die Drapierform 3 wie auch die Fixierstempel 4 und die Drapierstempel 5 können während des Drapierens zusätzlich beheizt oder gekühlt werden. Das Verfahren der Fixierstempel 4 oder Drapierstempel 5 kann nicht nur senkrecht auf die Drapierform 3 erfolgen, sondern auch schräg in einem Winkel. 2 shows an exemplary embodiment of a draping device 2 , The draping device 2 includes a drape shape 3 , which has a contour substantially the contour of a fiber-reinforced molded part 17 equivalent. In the drapery form 3 becomes the fiber fabric 8th initially filed, wherein the fiber fabric 8th by means of a gripper, tape tray or other suitable device in the Drapierform 3 can be stored. The fiber fabric 8th includes several fiber layers 1 , which in a previous step already made of fiber mats 10 have been cut out with a corresponding contour. The individual fiber layers 1 do not have to span the complete contour, but can also only represent individual partial geometries. The draping device 2 further comprises movable to Drapierform means which serve as a fixing punch 4 or drapery stamp 5 can be trained. The fixation stamp 4 and drapery stamp 5 preferably have a contour corresponding to the drape shape. The fixation stamp 4 can the fiber fabric 8th or individual fiber layers 1 on the drapery form 3 fix to unintentional shifting of the fiber fabric 8th or single fiber layer 1 in the draped form 3 to prevent. To form the contour in the fiber fabric 8th become the drapery stamps 5 in the direction of the drapery form 3 procedure, so that the fiber fabric 8th to the contour of the drape shape 3 is nestled. The drapery form 3 as well as the Fixierstempel 4 and the drapery stamps 5 can be additionally heated or cooled during draping. The procedure of fixing punches 4 or drapery stamp 5 not just perpendicular to the drape shape 3 done, but also obliquely at an angle.

3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel. Das Fasergelege 8 aus zwei Faserlagen 1 wird mit einen ersten Fixierstempel 4 an der Drapierform 3 fixiert. Der Fixierstempel 4 ist mit einer Anregungseinheit 6 ausgestattet, mittels welcher das aus mehreren Faserlagen 1 bestehende Fasergelege 8 in Schwingung versetzt wird. Die Drapierstempeln 5 können nun einzeln oder gruppenweise in Richtung der Drapierform 3 verfahren werden und die Faserlagen 1 entsprechend drapieren. Die Schwingung der Faserlagen 1 ermöglichen ein Abgleiten der einzelnen Faserlagen 1 ohne große Kontaktreibung. In welcher Reihenfolge die Drapierstempel in Richtung der Drapierform 3 verfahren werden ist abhängig von der Kontur des Vorformlings bzw. des Formteils 17. Faltenbildung, Stauchungen, Dehnungen oder Verwerfungen der einzelnen Faserlagen 1 im Fasergelege 8 werden vermieden. 3 shows a first embodiment. The fiber fabric 8th from two fiber layers 1 comes with a first fixation stamp 4 at the drape form 3 fixed. The fixation stamp 4 is with a stimulus unit 6 equipped, by means of which from several fiber layers 1 existing fiber scrims 8th is vibrated. The drapery stamps 5 can now individually or in groups in the direction of Drapierform 3 be moved and the fiber layers 1 drape accordingly. The vibration of the fiber layers 1 allow slipping of the individual fiber layers 1 without great contact friction. In which order the drapery stamps in the direction of the drape form 3 to be dealt with depends on the Contour of the preform or of the molded part 17 , Wrinkling, compression, stretching or warping of the individual fiber layers 1 in the fiber fabric 8th are avoided.

In einer weiteren Ausgestaltung erfolgt die Anregung zu Schwingungen der Faserlagen 1 des Fasergeleges 8 über die Drapierstempel 5, wie in 4 dargestellt. Mittels des Fixierstempels 4 wird das Fasergelege 8 auf der Drapierform 3 fixiert, die Anregung zur Schwingung der Faserlagen erfolgt über Anregungseinheiten 6, welche innerhalb der Drapierstempel 5 angeordnet sind. Die Anregungseinheiten 6 können einzeln ansteuerbar sein, so dass eine gezielte lokale Anregung der Faserlage 1 in der Drapierform 3 erfolgen kann. Es können auch nur einzelne Drapierstempel 5 mit einer Anregungseinheit 6 ausgestattet sein. Eine Anregung über die Drapierstempeln 5 kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Drapierstempel 5 nicht direkt senkrecht, sondern schräg auf die Faserlage 1 bzw. das Fasergelege 8 geführt werden. In a further embodiment, the excitation to vibrations of the fiber layers takes place 1 of the fiber fabric 8th over the drapery stamps 5 , as in 4 shown. By means of the fixation stamp 4 becomes the fiber fabric 8th on the drapery form 3 fixed, the excitation to the vibration of the fiber layers via excitation units 6 which are inside the drapery stamp 5 are arranged. The excitation units 6 can be individually controllable, so that a targeted local excitation of the fiber layer 1 in the draped form 3 can be done. It can also only individual Drapierstempel 5 with an excitation unit 6 be equipped. A suggestion about the drapery stamps 5 may be particularly useful if the Drapierstempel 5 not directly perpendicular, but obliquely on the fiber layer 1 or the fiber fabric 8th be guided.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die Schwingungsanregung ist in diesem Ausführungsbeispiel nicht innerhalb der Drapiervorrichtung 2 angeordnet, sondern erfolgt direkt in die Faserlage 1 über einen entsprechenden Halter 7, welcher mit einer Anregungseinheit 6 ausgestattet ist. Der Halter 7 kann nur eine oder mehrere Faserlagen 1 oder das gesamte Fasergelege 8 greifen. Es besteht erfindungsgemäß auch die Möglichkeit, dass mehrere Halter 7 mit Anregungseinheiten 6 angeordnet sind, welche verschiedene Faserlagen 1 greifen. Der Halter 7 kann auch als ein Halterahmen ausgebildet sein, welcher die Faserlagen 1 vollständig oder nur teilweise an deren Umfang einfasst. Mittels des Halters 7 besteht auch die Möglichkeit, dass einzelne oder mehrere Faserlagen 1 unter Zugspannung gehalten werden. 5 shows a further embodiment. The vibration excitation is not within the draping device in this embodiment 2 arranged, but takes place directly in the fiber layer 1 via a corresponding holder 7 , which with an excitation unit 6 Is provided. The holder 7 can only have one or more fiber layers 1 or the entire fiber fabric 8th to grab. There is also the possibility according to the invention that several holders 7 with excitation units 6 are arranged, which different fiber layers 1 to grab. The holder 7 may also be formed as a holding frame, which the fiber layers 1 completely or only partially at its periphery. By means of the holder 7 There is also the possibility that single or multiple fiber layers 1 be kept under tension.

Die Anregung der zumindest einen Faserlage 1 zur Schwingung kann weiterhin über eine Anregungseinheit 6 erfolgen, welche ohne Kontakt zur Drapiervorrichtung 2 oder den Faserlagen 1 in einer Anregungsvorrichtung 18 angeordnet ist. Die durch die in der Anregungsvorrichtung 18 angeordnete Anregungseinheit 6 erzeugten Schwingungen werden über ein Medium, vorzugsweise Luft oder Gas, in die Faserlage 1 oder das gesamte Fasergelege 8 eingekoppelt und regen die Faserlagen 1 des Fasergeleges 8 und/oder die Fixierstempel 4 und/oder die Drapierstempel 5 zu Schwingungen an. Die Anregungsvorrichtung 18 ist bewusst so angeordnet, dass die durch die Anregungseinheit 6 erzeugten Wellen direkt in die Drapierform 3 auf die Faserlagen 1 und/oder die Fixierstempel 4 und/oder Drapierstempel 5 gerichtet sind. Die Anregungsvorrichtung 18 ist beweglich angeordnet, so dass diese in Abhängigkeit des Verfahrens der Fixierstempel 4 oder Drapierstempel 5 variabel um die oder in der Drapiervorrichtung 2 positioniert werden kann. Diese Anregungsvorrichtung 18 kann auch mit den vorgenannten Ausführungsbeispielen der Schwingungsanregung der Faserlagen 1 kombiniert werden. The excitation of the at least one fiber layer 1 to the vibration can continue via an excitation unit 6 take place, which without contact to Drapiervorrichtung 2 or the fiber layers 1 in an excitation device 18 is arranged. The through the in the excitation device 18 arranged excitation unit 6 generated vibrations are via a medium, preferably air or gas, in the fiber layer 1 or the entire fiber fabric 8th coupled and rain the fiber layers 1 of the fiber fabric 8th and / or the fixing punches 4 and / or the drapery stamps 5 to vibrations. The excitation device 18 is deliberately arranged so that by the excitation unit 6 generated waves directly into the drape form 3 on the fiber layers 1 and / or the fixing punches 4 and / or drapery stamp 5 are directed. The excitation device 18 is movably arranged, so that these depending on the method of fixing punches 4 or drapery stamp 5 variable around or in the draping device 2 can be positioned. This excitation device 18 can also with the aforementioned embodiments of the vibration excitation of the fiber layers 1 be combined.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Faserlage fiber layer
22: Drapiervorrichtung draping
33: Drapierform Drapierform
44: Fixierstempel Fixierstempel
55: Drapierstempel Drapierstempel
66: Anregungseinheit excitation unit
77: Halter holder
88th: Fasergelege fiber fabrics
99: Heizvorrichtung heater
1010: Fasermatte fiber mat
1111: Schneidvorrichtung cutter
1212: Schneidtisch cutting table
1313: Bindemittelaustragsvorrichtung Bindemittelaustragsvorrichtung
1414: Vorformling preform
1515: RTM-Presse RTM Press
1616: Stapel stack
1717: Formteil molding
1818: Anregungsvorrichtung excitation device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0620091 B1 [0003]
DE 2701480 A1 [0003]
DE 3319391 A1 [0003]
DE 102010043666 A1 [0003]

Claims

Device for producing a preform from a fiber fabric ( 8th ), which has at least two fiber layers ( 1 ) in a draping device ( 2 ) comprising a draping form ( 3 ) and the drapery form ( 3 ) movable means for draping or fixing the fiber fabric ( 8th ) at the contour of the draping form ( 3 ), characterized in that at least one excitation unit ( 6 ) for generating vibrations in at least one fiber layer ( 1 ) in or around the draping device ( 2 ) is arranged.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the excitation unit generates vibrations in the range of 2 to 5000 Hz, preferably from 10 to 1000 Hz, most preferably from 50 to 500 Hz.

Device according to one of the preceding device claims, characterized in that adjacent fiber layers ( 1 ) are arranged with the same or different orientation of the fibers or different properties.

Device according to one of the preceding device claims, characterized in that the excitation unit ( 6 ) in at least one fixing punch ( 4 ) and / or drapery stamp ( 5 ) is arranged.

Device according to one of the preceding device claims, characterized in that the excitation unit ( 6 ) in the draping form ( 3 ) is arranged.

Device according to one of the preceding device claims, characterized in that the excitation unit ( 6 ) in a holder ( 7 ) and / or holding frame, which at least one fiber layer ( 1 ), is arranged.

Device according to one of the preceding device claims, characterized in that a holder ( 7 ) and / or holding frame for introducing tensile stress into at least one fiber layer ( 1 ) is arranged.

Device according to one of the preceding device claims, characterized in that the excitation unit ( 6 ) in an excitation device ( 18 ) outside the draping device ( 2 ) is arranged.

Device according to one of the preceding device claims, characterized in that at least one holder ( 7 ) and / or holding frame without excitation unit ( 6 ) is arranged.

Device according to one of the preceding device claims, characterized in that surfaces of the fixing punches ( 4 ) and / or drapery stamp ( 5 ), which with the Fasergelege ( 8th ) come into contact, have different coefficients of friction.