DE3003666A1 - Mechanically laying reinforcements for laminated components - using machine which winds unidirectional layers of filaments for subsequent bonding and cure - Google Patents
Mechanically laying reinforcements for laminated components - using machine which winds unidirectional layers of filaments for subsequent bonding and cureInfo
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Abstract
Description
Gelege zur Herstellung einer Verstärkung von im Scrim for the production of a reinforcement of im
wesentlichen aus Flächen bestehenden Bauteilen und eine Vorrichtung zur Herstellung desselben Die Erfindung betrifft ein Gelege zur Herstellung einer Verstärkung von im wesentlichen aus Flächen bestehenden Bauteilen und eine Vorrichtung zur Herstellung desselben. essential components consisting of surfaces and a device for producing the same The invention relates to a scrim for producing a Reinforcement of components consisting essentially of surfaces and a device for making the same.
Fadengelege sind an sich bekannte Das einfachste Beispiel ist der künstlerische Gebrauch von Fäden, die um in ein Brett geschlagene Nägel gelegt werden, wobei sich durch ständige Richtungsänderung der Spannfäden originelle, insbesondere sternförmige Muster ergeben Diese-künstlerische Arbeit wird als Spanntechnik bezeichnet Ferner sind Fadengelege bekannt, bei denen im wesentlichen die Fäden unidirektional in hin- und hergehender Bewegung geführt werden, jedoch werden auf diese Art und Weise ausschließlich Formen hergestellt in Art von Bahnen So beschreibt z.B. die DE-PS 20 54 448 eine Vorrichtung zur Herstellung von nichtgewebten Netz- oder Gitterstoffen. Hierbei werden durch Einzelfäden Gliterstoffe erstellt, allerdings nicht als Verstärkungsfasergelege, und nur zur Herstellung kontinuierlicher Bahnen. Diese Gelege werden auch als Schußfadenbahnen bezeichnet und können kontinuierlich mit Kettfadenbahnen und/oder Trägern aus textilen und anderen Materialien, insbesondere Papier, Metallfolie oder verschiedenen Filmen vereinigt werden. Dabei wird ein erster Schußfaden von einer Spule abgezogen, läuft durch das Innere einer Hohlwelle und durch einen gekröpften Arm eines Drehflügels hindurch, wonach er beim Umlauf des Flügels von hohlen Kegeln und zylindrischen Dralispiralen um zwei Randkettfäden herumgelegt wird. Ein zweiter Schußfaden, der von einer Spule ebenfalls über Kopf abgezogen wird, läuft durch einen zentrierten Fadenführer, ein gekrümmtes Rohr und durch eine zentrierende Öse und schließlich durch einen weiteren gekröpften Arm des Drehflügels hindurch und wird dann in der gleichen Weise wie der erste Schußfaden um die Randkettfäden herumgeführt. Der Nachteil besteht darin, daß beide zulaufenden Fäden ein. einziges Gelege bilden, und zwar nur bahnförmig, das also nicht in den Konturen in sich. abgeschlossen ist, wobei im Randbereich ständig Fadenverkreuzungen vorkommen. Diese ergeben Knotenstellen#, die nachteilhaft sein können. Würde ein solches Fadengelege als Verstärkungsmaterial verwendet, so ist es notwendig, aus der Bahn die entsprechenden Formen auszustanzen oder auszuschneiden und weiter zu verarbeiten, wodurch ein Ausfranseet gerade der oft unter. starker Beanspruchung stehenden Randbereiche unvermeidbar ist.Scrims are known per se. The simplest example is this artistic use of threads wrapped around nails driven into a board, with the constant change of direction of the tension threads original, in particular star-shaped patterns result This artistic work is called the clamping technique Layers of threads are also known in which the threads are essentially unidirectional be guided in a reciprocating motion, however, in this way and Way exclusively made of forms in the manner of tracks So describes e.g. DE-PS 20 54 448 a device for the production of non-woven mesh or scrims. Here, glitter fabrics are created by single threads, however not as a reinforcement fiber fabric, and only for the production of continuous webs. These scrims are also referred to as weft thread webs and can be continuous with warp thread webs and / or carriers made of textile and other materials, in particular Paper, metal foil or various films can be combined. There will be a first Weft thread withdrawn from a bobbin, runs through the interior of a hollow shaft and through a cranked arm of a rotary vane, after which it rotates the Wing of hollow cones and cylindrical spiral spirals around two edge warp threads is lying around. A second weft thread from a bobbin, also overhead is withdrawn, runs through a centered thread guide, a curved tube and through a centering eyelet and finally through another cranked arm of the rotary wing and then becomes in the same way as the first weft passed around the edge warp threads. The disadvantage is that both are tapered Threads one. Form a single clutch, and only in the form of a sheet, i.e. not in the Contours in itself. is completed, with constant thread crossings in the edge area occurrence. These result in nodes # which can be disadvantageous. Would a such scrim used as reinforcing material, so it is necessary to take off Punch or cut out the corresponding shapes of the web and continue to do so process, which creates a fray, especially the often underneath. heavy use standing edge areas is unavoidable.
Ferner ist durch die DE-PS 17 60 828 eine Vorrichtung zur Verringerung der Fadenabstände bzw0 Maschengrößen von Fadengelegen dargestellt und beschrieben, wobei die Fäden um Stifte herumgefuhrt-werdenO-Dadurch kann ebenfalls nur kontinuierlich eine Bahn hergestellt#werden.Furthermore, DE-PS 17 60 828 a device for reducing the thread spacing or mesh sizes of thread layers shown and described, whereby the threads are led around pins O-This can also only be continuous a path # can be produced.
Bei jeder Herstellung von Fadengelegen in Bahnform besteht immer der Nachteil, daß die endgültige Form aus der Bahn ausgeschnitten oder ausgestanzt werden muß, da man den Streifen nicht zum Wickeln benutzt0 Dabei kommt es dazu, daß Kurzfasermaterial entsteht, was nicht festgehalten ist, aus dem Gelege herausfällt und daß Unterschiede in den Gelegeteilen vorhanden sind0 Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Gelege zur Herstellung einer Verstärkung von im wesentlichen aus Flächen bestehenden Bauteilen zu schaffen, das in den Konturen genau auf das Bauteil abgestimmt ist, wobei die Fläche in mindestens einer, vorzugsweise mehreren Lagen abgedeckt wird und die das Gelege herstellenden Fasern dabei keine Verkreuzung im Sinne einer Verwebung od0 dgl0 miteinander durchführen und das Gelege als flächiges, in sich geschlossenes Verstärkungsmaterial der Weiterverarbeitung zugeführt werden kann.With every production of thread layers in web form there is always the Disadvantage that the final shape will be cut or punched out of the web must, since the strip is not used for winding0 This leads to the fact that short fiber material there arises what is not held on, falls out of the clutch and that differences are present in the layup parts. The object of the present invention is therefore based on a scrim for the production of a reinforcement of essentially from surfaces to create existing components, the contours of which are precisely matched to the component is, wherein the surface is covered in at least one, preferably several layers and the fibers producing the scrim do not cross in the sense of a Carry out interweaving od0 dgl0 with each other and the scrim as a flat, in itself closed reinforcement material can be fed to further processing.
Die Erfindung besteht darin, daß das Gelege aus Fasersträngen odedgl. besteht und die in hin- und herlgufenden ausgerichteten Verlauf gelegten Faserstränge od0 dgl0 in entsprechend dem hieraus zu ferti##genden Bauteil vorgegebenen geschlossenen Konturen gelegt sind, wobei das Gelege mindestens eine Lage aufweist, die die Fläche abdeckt und die Faserstränge od.dglO entweder durch Vortränkung im Harzbad und/oder Vorverfestigung bzw0 durch streifenweise quer über die Legerichtung der Faserstränge odOdglOlaufende Verbindungsmittel, wie Klebestreifen 9 Schweißfäden, Nähfäden ödgl. miteinander verbunden sind. Dadurch ist erzielt, daß durch einen einzigen gesteuerten Arbeitsprozeß ein weiter-verarbeitungsfertiges Zwischenprodukt von der aufgespulten Rohware bis zum verpressungsfertigen Fasergelege hergestellt wird. Dieses Zwischenprodukt weist keinerlei Nachteile auf in bezug auf ausfransende Ränder, herausfallende Fäden oder Fasern, sondern ist in genau vorgegebenen Formen in gleichmäßiger oder in gewünscht er Dicke vorhanden. Bei dem erfindungsgemäßen Verstärkungsfasergelege entfällt der arbeitsaufwendige Zuschnitt aus Bahnenmaterial und der damit verbundene Abfall und Verschnitt, abgesehen davon, daß, wie bereits erwähnt, auch keine Beschädigung des Teiles selbst am Transport mehr möglich ist. Die Teile lassen sich für die Preßverformung mit höchster Genauigkeit maschinell vorfertigen.The invention consists in that the scrim of fiber strands odedgl. and the fiber strands laid in a reciprocating, aligned course od0 dgl0 in a closed one that corresponds to the component to be manufactured from this Contours are placed, wherein the scrim has at least one layer that the surface covers and the fiber strands or the like either by pre-soaking in the resin bath and / or Pre-consolidation or by means of strips across the laying direction of the fiber strands odOdglO running connecting means, such as adhesive tape 9 welding threads, sewing threads ödgl. are connected to each other. It is thereby achieved that controlled by a single Work process an intermediate product ready for further processing from the wound Raw material up to the ready-to-press fiber scrim is produced. This intermediate has no disadvantages in terms of fraying edges, falling threads or fibers, but is in precisely specified shapes in uniform or desired he thickness present. In the reinforcing fiber fabric according to the invention, the labor-intensive cutting of sheet material and the associated waste and Cuts, apart from the fact that, as already mentioned, no damage to the Part is even more possible during transport. The parts can be used for press forming machine prefabrication with the highest level of accuracy.
Als Verstärkungsfasern werden Faserstränge verwendet aus unidirektionalen Glas-, Kohlenstoff-, Aramid-, Boron-, Silikat- oder Polyesterfasern bzw. aus ähnlichen oder mit ähnlichen Eigenschaften versehenem Material, wobei die Gelege unter Vermeidung jedweder Fadenverkreuzung, die zwangsläufig einen Festigkeits- und Steifigkeitsverlust zur Folge hätte, hergestellt werden.Fiber strands made of unidirectional are used as reinforcement fibers Glass, carbon, aramid, boron, silicate or polyester fibers or similar or material with similar properties, avoiding the scrim any thread crossing, which inevitably leads to a loss of strength and rigidity would have to be produced.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung besteht darin, daß eine Anzahl von aufeinanderliegenden Einzellagen aus ausgerichteten Fasersträngen od.dgl. angeordnet sind, deren Orientierungswinkel im Verhältnis zueinander und zur Hauptbelastungsachse des herzustellenden Bauteiles frei wählbar ist. Damit läßt sich cas Fasergelege nicht nur der Kontur des herzustellenden Bauteiles anpassen, sondern auch dessen Belastungen, die später auf das Bauteil zukommen. Es ist vorteilhaft, zunächst in Richtung der Hauptbelastungsachse eine Lage des Geleges herzustellen.Another idea of the invention is that a number of superimposed individual layers of aligned fiber strands or the like. arranged are, their orientation angles in relation to each other and to the main load axis of the component to be manufactured is freely selectable. This allows cas fiber scrims Adapt not only the contour of the component to be manufactured, but also its Loads that will be applied to the component later. It is beneficial to start in Establish a layer of the scrim in the direction of the main load axis.
Demzufolge besteht ein weiterer wesentlicher Gedanke der Erfindung darin, daß die Faserstränge odOdgl~ mindestens einer Lage des Geleges mit der Hauptbelastungsachse des herzustellenden Bauteiles gleichgerichtet liegen Es kann nun vorkommen, daß einige Stellen des Geleges verdickt gelegt werden müssen. Die Steuerung des Fadenführers muß entsprechend dann angeordnet werden, beispielsweise geht er mehrmals um dieselben Erhebungen oder um eine Anzahl derselben Erhebungen, vielleicht in hin- und hergeführter Weise, derart, daß eine Lage beispielsweise im Mittelbereich der Fläche doppelt gelegt wird Dies könnte notwendig sein, wenn beispielsweise im Mitteibereich eine Verstärkung gewünscht wird oder wenn das Gelege später nicht in ebener Form weiter verarbeitet wird, sondern Profilteile von dem Gelege hergestellt werden sollen. Dies ist ohne weiteres möglich Man kann das Gelege zur Herstellung von faserverstärkten Kunststofflaminaten verwenden, die vorzugsweise einen Faseranteil von 50 bis-60 % haben sollten, um eine maximale Festigkeit bei geringstem Gewicht zu.erreichen Dieser Faseranteil kann durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Geleges erreicht werden, wobei ein solches Gelege gegenüber an sich bekannten Geweben einen Festigkeitsmehrwert hat von bis zu 50 %, da kein Arbeiten der unverkreuzten Fäden aufeinander in Kauf genommen werden muß0 Dabei hat der Einsatz eines erfindungsgemäßen Geleges für Kunststofflaminate auch erhebliche Vorteile gegenüber Kunststofflaminaten, bei denen unorientierte Glas-Einzelfasern odOdglO in vorgeharzten Preßmatten zusammengefaßt werden0 Bei derartigen vorbekannten Laminaten kann nur ein Faseranteil von 20 bis 30 % eingebracht werden und diese Laminate haben nur eine ganz geringe Zugfestigkeit und dazu noch ein relativ hohes Gewicht. Außerdem müssen diese Laminate noch zugeschnitten werden.Accordingly, there is a further essential concept of the invention in that the fiber strands or the like ~ at least one layer of the scrim with the main load axis of the component to be manufactured lie in the same direction It can now happen that some places of the scrim must be thickened. The control of the thread guide must then be arranged accordingly, for example, he goes to the same several times Elevations or a number of the same elevations, perhaps in a reciprocating manner Way, such that a layer, for example, in the central area of the surface doubles This could be necessary if, for example, a Reinforcement is desired or if the scrim does not continue later in a flat shape is processed, but profile parts of the scrim are to be produced. This is easily possible. You can use the scrim for the production of fiber-reinforced Use plastic laminates, which preferably have a fiber content of 50 to -60 % should have in order to achieve maximum strength with the lowest weight This fiber content can be achieved by using the scrim according to the invention Such a scrim has an added strength value compared to fabrics known per se has up to 50%, since the uncrossed threads do not work on each other must be taken here has the use of a scrim according to the invention for plastic laminates also have significant advantages over plastic laminates, which are unoriented Individual glass fibers can be combined in pre-resinated press mats Such previously known laminates can only have a fiber content of 20 to 30% and these laminates only have a very low tensile strength and that too a relatively high weight. In addition, these laminates still have to be cut to size.
Wird das erfindungsgemäße Gelege für die Herstellung eines Kunststofflaminhtes benötigt, so ist der erhebliche Vorteil gegeben, daß die Form schon durch das Gelege gleichmäßig mit einem Faseranteil versehen ist, selbstverständlich soweit gleichmäßig, wie eben das gewünschte Gelege hergestellt wird,und nach dem Verpressen in einer Form unter Druck und Hitze wird das Bauteil formgepreßt, ohne daß Schnittabfall, lose Kanten oder irgendetwas die Zug- und Bruchfestigkeit Störendes in der Gesamtstruktur des Bauteiles vorhanden ist.If the scrim according to the invention for the production of a plastic laminate required, there is the considerable advantage that the form is already through the scrim is evenly provided with a fiber portion, of course as far as evenly, how the desired scrim is produced, and after pressing in one Mold under pressure and heat, the component is compression molded without cutting waste, loose edges or anything in the overall structure that interferes with tensile strength and breaking strength of the component is available.
Bevor das Kunststofflaminat in die Form gelangt, kann es durch ein Harzbad geführt werden, vielleicht durch ein Quetschwalzenpaar, um zusätzliches Harz vom Gelege abzuquetschen, um dann in die Form zu kommen.Before the plastic laminate gets into the mold, it can be through a Resin bath are led, perhaps by a pair of nip rollers, to additional Squeeze the resin from the clutch to get into the mold.
Die Form kann eben sein, gewölbt oder sonst irgendwie strukturiert sowohl in der Oberfläche als auch im Verlauf der Flächen. So können die verschiedensten Bauteile hergestellt werden, die im wesentlichen aus Flächen bestehen. Unter dem Begriff Flächen ist nicht nur eine ebene Fläche zu verstehen, sondern es kann eine gewölbte Fläche sein, eine bombierte od.dgl.The shape can be flat, arched or otherwise structured both in the surface and in the course of the surfaces. So can the most diverse Components are produced, which consist essentially of surfaces. Under the The term surfaces is not only to be understood as a flat surface, but it can also be one be a curved surface, a cambered or the like.
Die Legerichtungen der unterschiedlichen Lagen sollen im Winkel zueinander liegen, damit jeweils besondere Eigenschaften, wie hohe Biegesteifigkeit in einer bestimmten Richtung oder Zugbelastungsfähigkeit, vorzugsweise in der Hauptbelastungsachse erzielt wird.The laying directions of the different layers should be at an angle to each other lie, so that each has special properties, such as high flexural rigidity in one specific direction or tensile load capacity, preferably in the main load axis is achieved.
Durch die Bildung des vorbeschriebenen Geleges bzw. durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, durch einen einzigen gesteuerten Arbeitsprozeß, evtl. aufgegliedert in einzelne Legeprozesse, ein weiterverarbeitungsfertiges Zwischenprodukt von der aufgespulten Rohware, vorzugsweise von Fasersträngen, bis zum verpressungsfertigen Fasergelege herzustellen.Through the formation of the above-described fabric or through the inventive Device it is possible to use a single controlled work process, possibly broken down into individual laying processes, an intermediate product ready for further processing From the wound raw material, preferably fiber strands, to the ready-to-press product To produce fiber fabrics.
Bei dem erfindungsgemäßen Verstärkungsfasergelege entfällt der arbeitsaufwendige Zuschnitt aus Bahnenmaterial und der damit verbundene Abfall und Verschnitt. Die Teile lassen sich für die Verpressung mit höchsterGenauigkeit maschinell vorfertigen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine kontinuierliche Massenfertigung möglich ist, was, besonders für flächige Massenteile, z,B, im Fahrzeugbau,, von Bedeutung ist. Es ist möglich, bauteil-spezifische Eigenschaften über .den Gelegeaufbau zu erreichen,- z.B. dadurch, daß zwischen mehreren Lagen Glasfasern eine oder mehrere Lagen Kohlenstoffasern angeordnet werden, um besondere Eigenschaften, wie hohe Biegesteifigkeit in einer bestimmten Richtung oder niedrige Strukturgewichte zu erzielen Im wesentlichen sollen Faserstränge verwendet we-rden, die unverdreht sind, also nicht als Fäden zu bezeichnen sind, Die Verdrehung der. Faserstränge im Sinne eines Spinnvorganges oder im Sinne eines# Zwirnvorganges hat wieder den Nachteil, daß die Einzelfaser im Reibungsschluß zur nebenliegenden Faser steht und die Verstärkung durch geringer ist als mit Fasersträngen. Gegebenenf,alis können, ~aber auch verzwirnte oder avch versponnene Fäden,zwische'ngelegt. wer den, falls man eine bestimmte QualltXt des Geleges erzielen will.In the reinforcing fiber fabric according to the invention, the labor-intensive one is eliminated Cutting of sheet material and the associated waste and cuttings. the Parts can be prefabricated mechanically for pressing with the highest degree of accuracy. Another advantage is that continuous mass production is possible is what, especially for flat mass parts, e.g., in vehicle construction, of importance is. It is possible to add component-specific properties via the fabric structure - e.g. by placing one or more glass fibers between several layers Layers of carbon fibers are arranged to have special properties, such as high flexural rigidity To achieve essentially in a certain direction or low structural weights fiber strands should be used that are not twisted, i.e. not as threads are to be designated, The twisting of the. Fiber strands in the sense of a spinning process or in the sense of a # twisting process again has the disadvantage that the single fiber is in frictional engagement with the adjacent fiber and the reinforcement is less is as with fiber strands. If necessary, alis can, ~ but also twisted or avch spun threads, put in between. who, if you have a certain QualltXt des Wants to achieve casual.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung des Geleges besteht darin, daß auf einer plattenartig ausgebildeten Fläche eines Tisches odedglO bzw. auf einem Rahmen, der eine Fläche umgreift; eine Anzahl von Erhebungen der Form des herzustellenden Bauteiles entsprechend als Fadenumlenkelemente angeordnet sind wobei- die Formfläche des Bauteiles von den Erhebungen vollständig etwa gleichmäßig umschlossen ist und ein mittels einem Translationsmechanismus bewegter Fadenführer oberhalb der Fläche angeordnet ist, der eine hin-und hergehende Bewegung ausführt und der Fadenführer um die in unterschiedlichen Abständen voneinander stehenden Erhebungen in alternierender Bewegung steuerbar ist unter entsprechendem Vorschub des Tisches oder Rahmens bzw. des Fadenführers selbst. Durch diese Vorrichtung ist erzielt, daß ein in sich abgeschlossenes Gelege hergestellt werden kann mit relativ einfachen Mitteln. Ist eine Lage des Geleges mit dieser Vorrichtung geschaffen, kann diese bereits durch quer zu den gelegten Fasersträngen aufgebrachten Verbindungsmitteln, wie Klebestreifen, Schweißfäden, Nähfäden od.dgl. befestigt werden, nach Drehung der plattenartigen Fläche bzw. der rahmenartig umgriffenen Fläche oder nach Drehung der Leit- und Führungselemente des Fadenführers wird ein anderer Orientierungswinkel gewählt im Verhältnis zur Hauptbelastungsachse des Bauteiles und eine neue Lage auf die erste Lage des Geleges aufgebracht, wiederum vorzugsweise die Gesamtfläche abdeckend.The device according to the invention for producing the scrim consists in that on a plate-like surface of a table odedglO or on a frame that encompasses a surface; a number of elevations of the shape of the component to be produced are arranged accordingly as thread deflection elements where- the shaped surface of the component from the elevations is completely approximately uniform is enclosed and a thread guide moved by means of a translation mechanism is arranged above the surface that performs a reciprocating movement and the thread guide around the at different distances from each other standing elevations in alternating motion is controllable under corresponding Advance of the table or frame or of the thread guide itself. With this device is achieved that a self-contained clutch can be made with relatively simple means. If a layer of the fabric is created with this device, this can already be done by connecting means applied across the laid fiber strands, such as adhesive strips, welding threads, sewing threads or the like. be attached after rotation the plate-like surface or the surface encompassed in a frame-like manner or after rotation the guide and guide elements of the thread guide will have a different orientation angle chosen in relation to the main load axis of the component and a new position applied to the first layer of the scrim, again preferably the entire area covering.
Ein weiterer Gedanke zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die alternierende Bewegung des Fadenführers im Verhältnis zur Tischoberfläche oder zum Rahmen einstellbar ist, so daß unterschiedliche Lagen der Legung im Winkel zueinander liegen.Another idea for the formation of the device according to the invention is that the alternating movement of the thread guide in relation to Table surface or frame is adjustable, so that different positions of the Laying at an angle to each other.
Ferner besteht ein wesentlicher Gedanke der drfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß die Erhebungen auswechselbar oder verschiebbar am Tisch oder Rahmen angeordnet sind. Dabei können die Erhebungen als Stifte, Bolzen od.Furthermore, there is an essential concept of the device according to the invention in that the elevations are interchangeable or slidable on the table or frame are. The elevations can od as pins, bolts.
dgl. -ausgebildet sein und beweglich an oder unter dem Tisch oder dem Rahmen befestigt werden. Die Oberfläche des Tisches od. dgl. bzw. des Rahmens zur Aufnahme von Erhebungen, wie Stifte,Bolzen od.dg#. von der Oberfläche her bzw. zur Durchführung derselben von der Unterfläche her, ist gelocht ausgebildet, wobei die Lochung in einem Rastersystem liegt.Like. Be trained and movable on or under the table or attached to the frame. The surface of the table or the like or the frame to accommodate elevations such as pins, bolts or the like #. from the surface or for carrying out the same from the lower surface, is perforated, wherein the perforation is in a grid system.
Durch die Anordnung dieses Rastersystems ist es möglich, jede beliebige Form, die in dieses Raster paßt, zu bilden, den Drehtisch zu verschwenken bzw. auch den Rahmen winkelzuverstellen, um genau dem Raster gemäß wieder neu eine Legung auf die erste Lage zu legen Das Rastersystem ermöglicht eine leichtere Ansteuerung des Fadenführers im Verhältnis zu den unterschiedlichen Stiften, Bolzen od.dgl bzw. zu beliebigen anderen Erhebungen Ferner besteht ein Gedanke der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß der Tisch oder der Rahmen drehtellerartig ausgebildet ist bzw. gelagert ist und eine ~Mittenkennzeichnung als Nullinie trägt, deren Stellung im Verhältnis zur Translationsbewegung des Fadenführers winkelverstellbar ist, wobei Kennzeichnungen zur Feststellung der Winkelveränderung und Arretierungsmittel für den Tisch oder Rahmen vorgesehen sindi Weiterhin besteht die Möglichkeit, Formplatten od-. dgl auf den Tisch oder den Rahmen zu legen, wodurch die Formgebung des herzustellenden Teiles jeweils erzielbar ist und das Gelege durch Hochheben der Formflächen leicht von den Stiften oder Bolzen abziehbar ist und ohne Verschiebung der Faserstränge im Verhältnis zueinander transportierbar ist, Diese Formplatten od.dgl. müssen nicht eben in der Oberfläche sein, sie können hier gewölbt sein, bombiert ododgao Weiterhin besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem drehtellerartig gelagerten Arbeitstisch oder Rahmen zur Aufnahme der Stifte für die Fadenumlenkungen, worin diese Stifte entsprechend einem Rastersystem in eingezogenem Zustand versenkt angeordnet sind und über eine, vorzugsweise elektromagnetische Steuerung diejenigen Stifte für die Fadenumlenkung aus dem Arbeitstisch herausdrückbar sind, welche der Außenkontur der zu fertigenden Fasergelegefläche bzw, der Formplatte entsprechen.The arrangement of this grid system makes it possible to create any Form that fits into this grid, to swivel the turntable or also To adjust the angle of the frame in order to recreate a new laying exactly according to the grid to be placed on the first layer The grid system enables easier control of the thread guide in relation to the different pins, bolts or the like or to any other surveys. Furthermore, there is an idea of the invention Device in that the table or the frame is designed like a turntable or is stored and has a ~ center mark as a zero line, its position is angularly adjustable in relation to the translational movement of the thread guide, wherein Markings for determining the change in angle and locking means for The table or frame are provided. There is also the option of molded panels od-. Like to put on the table or the frame, whereby the shape of the to be produced Part is achievable in each case and the scrim is easy by lifting the mold surfaces is removable from the pins or bolts and without shifting the fiber strands is transportable in relation to each other, These mold plates or the like. do not have to be flat in the surface, they can be arched here, cambered ododgao Furthermore the device according to the invention consists of a work table mounted like a turntable or frame for receiving the pins for the thread deflections, in which these pins are arranged sunk according to a grid system in the retracted state and via a, preferably electromagnetic control, those pins for the Thread deflection can be pushed out of the work table, which is the outer contour correspond to the fiber fabric surface to be manufactured or the mold plate.
Wie bereits schon ausgeführt, wird nach Herstellung eines Geleges der drehtellerartig gelagerte Arbeitstisch oder, Rahmen in die exakt vorgegebene Winkelstellung zur Arbeitsachse des Fadenführers gebracht, welcher vorzugsweise oberhalb des Arbeitstisches angeordnet ist und nur in einer einzigen Achse, vorzugsweise in einer Querachse zum Ar-Arbeitstisch in einer alternierenden Bewegung unter entsprechendem Vorschub den unter Vorspannung stehenden Faden um die herausragenden Stifte führt' und ablegt. Soll das Verstärkungsfasergeiege aus mehreren Lagen bestehen, so wird aus Festigkeits- und Steifigkeitsgründen für das spätere Kunststoffbauteil eine genau definierte Zuordnung der Faserorientierungswinkel zur Bauteillängsachse oder Hauptbeanspruchungsachse angestrebt. Hierzu wird auf einfache Weise der drehtellerartig gelagerte Arbeitstisch oder der Rahmen um den entsprechenden Betrag gedreht und der programmgesteuerte Fadenführer unter Beibehaltung seiner ursprünglichen Arbeitsrichtung veranlaßt, eine weitere Faserlage aufzulegen.As already stated, after the production of a scrim the turntable mounted work table or frame in the exactly specified Brought angular position to the working axis of the thread guide, which preferably is arranged above the work table and only in a single axis, preferably in a transverse axis to the Ar work table in an alternating movement under the same Feed guides the pre-tensioned thread around the protruding pins' and drop. If the reinforcement fiber assembly is to consist of several layers, then for reasons of strength and rigidity for the later plastic component one precisely defined assignment of the fiber orientation angle to the longitudinal axis of the component or Main stress axis aimed at. For this purpose, the turntable is simply used stored worktable or the frame rotated by the appropriate amount and the program-controlled thread guide while maintaining its original working direction causes another fiber layer to be laid on.
Diese Arbeitsgänge lassen sich unter jeweiliger Veränderung der Achse des Arbeitstisches beliebig oft wiederholen bis zur Erreichung der gewünschten Gelege-Gesamtdicke. Anstelle des vorgeschriebenen drehtellerartig gelagerten Arbeitstisches kann auch, wie bereits erwähnt, eine Rahmenkonstruktion verwendet werden, welche ebenfalls um die Hochachse drehbar ist. Bei der Rahmenkonstruktion besteht jedoch nicht die Möglichkeit, beliebige Konturen über eine Programmsteuerung vorzuwählen. Man kann diese deshalb vorzugsweise für Bauteile einsetzen, deren Größe den vorgeschriebenen Arbeitstisch überragen würde. Die Programmsteuerung der Stifte oder Bolzen bzw. des Fadenführers erfolgt gegebenenfallsüber einen Computer bzw. über eine sogenannte NC-Steuerung, da dann die genaue Anpassung des Standes der Stifte im Verhältnis zur Bewegung des Fadenführers gewährleistet ist. ~Es besteht aber auch die Nöglichkeit, den Fadenführer mit einer Brücke aus ebenfalls in Rasterabstand stehenden-Selenzellen auszurüsten, wo--bei der hin- -und herlaufende Fadenführer durch diese Selenzellen gesteuert'wird' dadurch, daß die hochstehenden Erhebungen als Stifte oder Bolzen abgelesen werden.These operations can be changed by changing the axis Repeat the work table as often as you like until the desired total fabric thickness is achieved. Instead of the prescribed work table mounted like a turntable, it is also possible to as already mentioned, a frame construction can be used, which also is rotatable about the vertical axis. In the frame construction, however, does not exist Possibility of preselecting any contours using a program control. One can therefore preferably use them for components whose size is the stipulated Would tower over the work table. The program control of the pins or bolts or of the thread guide is optionally carried out via a computer or via a so-called NC control, since the exact adaptation of the State of the pens is guaranteed in relation to the movement of the thread guide. ~ But there is also the possibility of the thread guide with a bridge also in grid spacing to equip standing selenium cells where - in the back and forth running thread guide through these selenium cells 'is' controlled by the fact that the raised elevations read as pins or bolts.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Tisch im Schaubild mit Fadenführer, Fig. 2+3 weitere Ausführungsbeispiele von drehtellerartig ausgebildeten Tischen' ebenfalls im Schaubild, Fig. 4 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel 9 Fig. 5 ein fertiges Bauteil, hergestellt mit einem Gelege entsprechend Fig. 4, Fig. 6 ein Steuerungsbeispiel für die beweglichen Elemente wie Stifte, Stössel oder'Bolzen' Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Rahmenkonstruktions Fig. 8 ein abgenommenes Gelege, Fig. 9 eine bombierte Arbeltstischfläche Fig. 10 die Möglichkeit, eine ringartige Fläche durch das Gelege zu schaffen, wobei allerdings erst zwei Lagen gelegt sind.7 in Draufsicht7 Fig. 11 eine Formplatte im Schaubild0 Die Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausführung einer Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Geleges. Auf einer plattenartig ausgebildeten Fläche 10 eines Tisches 1 soll das erfindungsgemäße Gelege 2 hergestellt werden, wobei der Faserstrang 20 faden artig von einer Spule 21 abgezogen wird, der von einem eine Translationsbewegung ausführenden Fadenführer 3 um auf der Oberfläche des Tisches 1 angeordnete Erhebungen 4 ausführt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. They show: FIG. 1 a table in a diagram with a thread guide, FIGS. 2 + 3 further exemplary embodiments of turntable-like tables' also in the diagram, Fig. 4 is a plan view In a further exemplary embodiment 9, FIG. 5, a finished component is produced with a scrim according to FIG. 4, FIG. 6, an example of control for the movable ones Elements such as pins, plungers or 'bolts' Fig. 7 is a plan view of a frame construction 8 shows a removed scrim, FIG. 9 shows a cambered work table surface, FIG. 10 the possibility of creating a ring-like surface through the scrim, although only two layers have been laid.7 in plan view7 Fig. 11 a mold plate in diagram0 the Fig. 1 shows a possible embodiment of a device for producing one according to the invention Laid. On a plate-like surface 10 of a table 1 that should According to the invention scrims 2 are produced, the fiber strand 20 thread-like is withdrawn from a reel 21, which is carried out by a translational movement Thread guide 3 to arranged on the surface of the table 1 elevations 4 executes.
Der Tisch 1 ist vorzugsweise als Drehtisch ausgebildet mit einem Ständer 11, einem Fuß 12, einer feststehenden-Grundplatte 13 und der Drehtischplatte 110. Auf der Oberfläche 10 des Tisches 1 sind Erhebungen 4 angeordnet, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel Stifte, Stössel oder Bolzen sein können. Die verwendeten stösselartigen Erhebungen 4 sind aus der Drehtischplatte 110 herausgefahren, während die nicht verwendeten stösselartigen Erhebungen 4 im Inneren der Drehtischplatte 110 liegen. Ein möglicher Steuermechanismus ist in Fig. 6 dargestellt und später beschrieben.The table 1 is preferably designed as a turntable with a stand 11, a foot 12, a fixed base plate 13 and the turntable plate 110. On the surface 10 of the table 1 elevations 4 are arranged, which in the illustrated Embodiment can be pins, plungers or bolts. The used pestle-like Elevations 4 have moved out of the turntable top 110, while not used plunger-like elevations 4 lie in the interior of the turntable top 110. One possible control mechanism is shown in FIG. 6 and described later.
Um die Erhebungen 4 wird das Gelege 2 gelegt, wobei der Faserstrang 20 zu Beginn zunächst festgelegt werden kann durch Anknüpfung an eine der Erhebungen 4. In hin- und hergehender Bewegung jeweils um die Erhebungen fahrend, wird, wie dargestellt, das Gelege hergestellt, derart, daß die Faserstränge einer Lage jeweils unidirektional liegen bzw.The scrim 2 is placed around the elevations 4, the fiber strand 20 can initially be determined by linking to one of the surveys 4. Going back and forth around the elevations, how shown, the scrim is made in such a way that the fiber strands of a layer each unidirectional or
im wesentlichen unidirektional.essentially unidirectional.
Der Fadenführer 3, der im vorliegenden Fall korrekt eigentlichnFaserstrangführer" genannt werden könnte, aber üblicherweise Fadenführer genannt wird, wird mittels eines Translationsmechanismus bewegt. Er kann auf einer Schiene 30 fahren und trägt in seinem Inn-eren einen polumschaltbaren Motor 31, der die, Räder 32 antreibt. Unterhalb der Schiene 30 befinden sich Steuerelemente 33, die entweder über einen Steuercomputer St od.dgl. jeweils als Anschläge entsprechend der Stellung der Erhebungen 4 in den Fahrweg des Fadenführers 3 eingesteuert werden oder die beispielsweise als Selenzellen ausgebildet sind und direkt die Erhebungen 4 ablesen und lediglich im jeweils positiven Fall dies in den Computer St einspeisen. Somit fährt der Fadenführer 3 jeweils immer nur die von den Erhebungen 4 begrenzte Strecke. Wie daraus ersichtlich, kann der Transiationsmechanismus unterschiedlich aussehen. Es besteht auch die MögliChkeit, den Zuführungsarm 34 für den Faserstrang 2p bzw. für die Anordnung der Spule 21 über die Fläche 10 schwenken zu lassen in Richtung der Pfeile A und B, wenn ein Schwenkgelenk 134 angeordnet ist im Ständer 35 des Zuführungsarme-se In diesem Fall muß der Schwenkmechanismus, der im Ständer 35 angeordnet sein kann, ebenfalls über eine Leitung mit dem Computer bzw. dem Steueraggregat St verbunden sein.The thread guide 3, which in the present case is actually the correct fiber strand guide " could be called, but is usually called a thread guide, is means moved by a translation mechanism. He can drive on a rail 30 and carries inside a pole-changing motor 31 which drives the wheels 32. Below the rail 30 are controls 33 that either have a Control computer St or the like. each as stops corresponding to the position of the Surveys 4 are controlled in the travel path of the thread guide 3 or the example are designed as selenium cells and read the elevations 4 directly and only in each positive case feed this into the computer St. Thus the thread guide travels 3 always only the distance limited by the elevations 4. As can be seen from this, the transition mechanism can look different. There is also the possibility the feed arm 34 for the fiber strand 2p or for the arrangement of the bobbin 21 to pivot over the surface 10 in the direction of arrows A and B, if a Swivel joint 134 is arranged in the stand 35 of the feed arm-se in this case the pivot mechanism, which can be arranged in the stand 35, must also have a line to be connected to the computer or the control unit St.
Die alternierende Bewegung des Fadenführers 3 erfolgt außerdem mit einem entsprechenden Vorschub. Zu diesem Zweck ist die Schiene 30, die sich quer über die obere Fläche 10 des Tisches 1 erstreckt, auf Schienen 50 gclagert, die zum Maschinengestell 5 gehören. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Schiene 30 jeweils auf einem Wagen 1302 der auf Rollen oder Kufen gleiten kann und an einer endlos umlaufenden Kette 36 hängt. Diese Kette wird über vorzugsweise jeweils paarweise miteinander verbundene Kettenräder 136 geführt 9 wobei ein Kettenpaar von einem Motor M angetrieben wird, dessen Getriebe 37 vorzugsweise als Kriechganggetriebe ausgebildet ist. Endschalter 236 begrenzen den Weg der Wagen 130. Diese Endschalter 236 sind entweder direkt mit dem vorzugsweise polumschaltbaren Motor M verbunden oder über den Steuercomputer St. Es wird eine langsame Vorwärtsbewegung durchgeführt, um die alternierende Bewegung des Fadenführers 3 zu ermöglichen. Hier kann auch ein Schrittwerk eingebaut werden im Bereich des Getriebes 37.The alternating movement of the thread guide 3 also takes place a corresponding feed. For this purpose the rail 30, which extends transversely Extends over the upper surface 10 of the table 1, on rails 50 which belong to the machine frame 5. In the illustrated embodiment is the rail 30 each on a carriage 1302 which can slide on rollers or runners and is suspended from an endlessly revolving chain 36. This chain is over preferably chain wheels 136 connected to one another in pairs are guided 9 with a chain pair is driven by a motor M, the gear 37 of which is preferably a creeper gear is trained. Limit switches 236 limit the travel of the car 130. These limit switches 236 are either directly connected to the preferably pole-changing motor M or via the control computer St. It will be a slow one Forward movement carried out in order to enable the alternating movement of the thread guide 3. here A step mechanism can also be installed in the area of the gear 37.
Die Rücklaufbewegung kann schnell erfolgen. Das Getriebe 37 muß demzufolge variabel sein, um nicht Zeit zu verlieren, wenn die Schiene 30 schnell zurückgefahren werden muß.The return movement can take place quickly. The transmission 37 must therefore be variable so as not to lose time when the rail 30 is quickly retracted must become.
Die Rückfahrbewegung kann von Hand gesteuert werden oder die Steuerung erfolgt ebenfalls über den Steuercomputer, der sowohl das Getriebe.37 als auch den Motor M steuert sowie auch die Steuerelemente 33. Die Kettenräder 136 sind jeweils paarweise über einer Welle 336 verbunden.The return movement can be controlled manually or the controller also takes place via the control computer, which controls both the gearbox. 37 and the Motor M controls as well as controls 33. Sprockets 136 are each connected in pairs via a shaft 336.
Das Gelege wird vorzugsweise derart ausgeführt, daß der Tisch 1' mit seiner Drehtischplatte 110 in der Nullinie steht. Ein Zeiger zeigt dabei auf die entsprechende Markierung 0. Ist das Gelege in dieser Form vollendet, so kann zwischendurch eine Verklebung, Verschweißung, Vernähung od.dgl. der jetzt paarweise liegenden Faserstränge 20 in einer Lage des Geleges erfolgen, und zwar quer zur Verlaufsrichtung der dann liegenden Faserstränge.The scrim is preferably designed such that the table 1 'with its turntable top 110 is in the zero line. A pointer points to the corresponding marking 0. If the clutch is completed in this form, then in between a gluing, welding, sewing or the like. the ones now lying in pairs Fiber strands 20 take place in one layer of the scrim, transversely to the direction of travel the then lying fiber strands.
Es kann aber auch sofort die zweite Lage begonnen werden, nachdem der Tisch 1 mit seiner Drehtischplatte 110 in eine beliebige Stellung gebracht wird zur genauen definierten Zuordnung der Faser-Orientierungswinkel, beispielsweise zur Bauteil-Längsachse oder zur Hauptbe-ansprunhungsachse des späteren Bauteiles. Die Verdrehung kann vom Steuergerät St aus vorgenommen werden, indem hier der Winkel eingespeist wird und sie kann auch von Hand erfolgen, wobei die jeweilige Stellung des. Drehtisches durch den Zeiger 210, der an der Drehtischplatte 110 befestigt ist, ablesbar ist. Entsprechende Kennzeichnungen sind auf der feststehendenGrundplatte 13 angeordnet.However, the second layer can also be started immediately afterwards the table 1 with its turntable top 110 is brought into any position for precisely defined assignment of the fiber orientation angle, for example to the longitudinal axis of the component or to the main stress axis of the later component. The rotation can be made from the control unit St by entering the angle here is fed and it can also be done by hand, with the respective position of the turntable by the pointer 210 attached to the turntable top 110 is, is readable. Corresponding markings are on the fixed base plate 13 arranged.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist einfach Durch Vorsteuerung der stösselartigen Erhebungen 4 wird zunächst die Kontur, die das Gelege einmal haben ,soll., festgelegt-. Anschlinßend beginnt der Legevorgang, vorzugsweise in der Winkelstellung Null Ist dieser Vorzug beendet und die Fläche vollständig durch eine Lage des Geleges ausgefüllt, einerseits durch die alternierende Bewegung des Fadenführers 3 und die Vorwärtsbewegung seiner Schiene 30 wird der drehplattenartige Tisch 110 in seiner Stellung verdreht und eine neue Lage des Geleges hergestellt, wobei bei Ablauf der Spule 21 diese leicht ersetzt werden kann, da sie geführt in einer Öffnung 234 des Schwenk- und Zuführungsarmes 34 liegt Die Haltemittel für diese Spule,-das Abziehen des fadenartigen Faserstranges 20 kann jeweils erfolgen, wie es bei Schußspulen bzw. Spulen in der Weberei oder Spinnerei üblich ist.The operation of the device is simple by pre-controlling the ram-like elevations 4 is initially the contour that the scrim will once have , should., set-. The laying process then begins, preferably in the angular position Zero If this preference is ended and the area is completely covered by one layer of the scrim filled in, on the one hand by the alternating movement of the thread guide 3 and the Forward movement of its rail 30 becomes the turntable-like table 110 in its Twisted position and a new layer of the fabric produced, with the expiry of the Coil 21 can easily be replaced as it is guided in an opening 234 of the Pivoting and feeding arm 34 lies The holding means for this coil, the withdrawal of the thread-like fiber strand 20 can take place in each case, as is the case with weft bobbins or bobbins in the weaving or spinning mill is common.
Fig. 2 zeigt den Tisch der Vorrichtung noch einmal im Schaubild, jedoch mit aufgelegt' er Formplatte 6e Der Fadenführer ist hier nicht düsenartige ~ausgebildet, sondern als Platte und es ist gezeigt, wie der Spannvorgang zur Herstellung der Legung oberhalb der Formplatte 6 beginnt, Die Drehtischplatte 110 ist hier für die erste Lage auf 300 eingestellt.Fig. 2 shows the table of the device again in the diagram, however with the shaped plate 6e in place. The thread guide is not designed like a nozzle here, but as a plate and it is shown how the clamping process is used to produce the Laying above the mold plate 6 begins, the turntable plate 110 is here for the first layer set to 300.
Fig. 3 zeigt die Fortentwicklung der Herstellung des Geleges 2 während der Phase der Bildung der zweiten Lage. Hier steht der Zeiger 210 auf 0o Dies wird meist die Hauptbelastungsachse des später herzustellenden Bauteiles sein, Aus dieser Figur ist auch deutlich ersichtlich, -daß die erste Lage die Gesamtfläche abdeckt, und zwar gleichmäßig, indem die Faserstränge unidirektional gelegt werden und sich die zweite Lage im Winkel dazu ebenfalls in sich unidirektional auf die erste Lage legt.Fig. 3 shows the development of the production of the scrim 2 during the phase of the formation of the second layer. Here the pointer 210 is on 0o This will usually the main load axis of the component to be manufactured later, from this The figure can also be clearly seen - that the first layer covers the entire area, and evenly, in that the fiber strands are laid unidirectionally and each other the second layer at an angle to this likewise in itself unidirectional to the first layer lays.
In Fig. 4 ist das Ausführungsbeispiel der Herstellung eines Geleges 2 gezeigt mit darunterliegender Formplatte 6, wobei in der 0°-Linie nur mittig ein Bereich abgedeckt wurde, vorzugsweise sogar doppelt. Es besteht somit die Möglichkeit, daß eine Lage 22 des Geleges 2 als Doppellage ausgebildet ist. Ferner besteht die Möglichkeit, daß die Lage nicht die Gesamtfläche des zukünftigen Bauteiles abdeckt, sondern nur Teilflächen mit dieser Lage bedeckt werden. Ist das Gelege soweit fertiggestellt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, kann unter Zuhilfenahme der Formplatte 6 das gesamte Gelege von den Erhebungen 4 abgenommen werden. Bei diesem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Gelege aus zwei im Winkel zur Längsachse des zukünftigen Bauteiles gearbeiteten Lagen und beispielsweise einer doppelten mittels lage, die eben nur als Teilfläche ausgebildet ist.In Fig. 4 is the embodiment of the production of a scrim 2 shown with underlying mold plate 6, with only one in the middle in the 0 ° line Area has been covered, preferably even twice. There is thus the possibility that a layer 22 of the fabric 2 is designed as a double layer. There is also the Possibility that the location does not cover the entire area of the future component, but only partial areas are covered with this layer. Is the clutch completed so far, As shown in Fig. 4, with the aid of the mold plate 6, the entire The scrim can be removed from the elevations 4. In this illustrated embodiment the scrim consists of two machined at an angle to the longitudinal axis of the future component Layers and, for example, a double layer that is only a partial area is trained.
Fig. 5 zeigt das fertig in der Form gepreßte Bauteil.Fig. 5 shows the finished component pressed in the mold.
Dabei ist nur zur Verdeutlichung das Gelege 2 am Ende zu sehen. Im allgemeinen sollte es beim Verpressen voll von Kunststoff eingeschlossen werden.The scrim 2 can only be seen at the end for the sake of clarity. in the in general, it should be completely enclosed in plastic when crimping.
Es besteht somit die Möglichkeit, nach Erstellung jeweils einer oder mehrerer Lagen des Verstärkungsfasergeleges und gegebenenfalls Fixierung der Faserstränge aneinander, miteinander u.dgl., derart, daß eine Verstärkungsfasermatte vorhanden ist, diese unter Zuhilfenahme der Formplatte 6 und ggf. einer nicht dargestellten Aufnahmevorrichtung von dem Arbeitstisch oder auch einer Rahmenkonstruktion abzunehmen und unmittelbar einem Harzbad bzw.There is thus the possibility of adding one or several layers of the reinforcing fiber fabric and, if necessary, fixation of the fiber strands to one another, to one another and the like. In such a way that a reinforcing fiber mat is present is, this with the aid of the mold plate 6 and possibly one not shown To remove the receiving device from the work table or a frame structure and directly to a resin bath or
einer Imprägniervorrichtung zuzuführen zwecks Vorimprägnierung des Verstärkungsfasergeleges, um hieraus in einem weiteren Arbeitsgang direkt daran anschließend oder später mittels einer Preßfonn oder Laminierform das Bauteil zu erstellen. Die Teile lassen sich für die preßverformung somit mit höchster Genauigkeit maschinell vorfertigen. Es ist eine kontinuierliche Massenfertigung möglich, was besonders für flächige Massenteile#, z. B. im Fahrzeugbau von Bedeutung ist. Es ist möglich, bauteilspezifische Eigenschaften über den Gelegeaufbau zu erreichen, z.B. dadurch, daß zwischen mehreren-Lagen Glasfasern eine oder mehrere Lagen Kohlenstoffasern angeordnet werden, um besondere Eigenschaften wie hohe Biegesteifigkeit in einer bestimmten Richtung oder niedrige Strukturgewichte zu erzielen Wie bereits erwähnt, können vorzugsweise unidirektionale Glas-, Kohlenstöff-, Aramid-, Boron-, Silikat- oder Polyesterfasern unter möglicher Vermeidung jedweder Fadenverkreutung im Sinne einer Bindung od.dgl. zur Herstellung des Verstärkungsfasergeleges Verwendung finden. Welche Kunststoffe od.dgl., Harze z.B., zur Weiterverarbeitung bis zur Bauteilfertigung gewählt werden, muß dem jeweiligen Weiterverarbeiter des Geleges überlassenbleiben.to feed an impregnation device for the purpose of pre-impregnation of the Reinforcement fiber fabric, to be taken directly from this in a further work step subsequently or later the component is closed by means of a press mold or lamination mold create. The parts can therefore be pressed with the greatest possible accuracy prefabricate by machine. It is one continuous mass production possible, which is especially important for flat mass parts #, e.g. B. important in vehicle construction is. It is possible to achieve component-specific properties via the fabric structure, e.g. by placing one or more layers of carbon fibers between several layers of glass fibers be arranged to have special properties such as high flexural rigidity in one to achieve a certain direction or low structural weights As already mentioned, preferably unidirectional glass, carbon, aramid, boron, silicate or polyester fibers with the possible avoidance of any yarn scattering in the sense a bond or the like. for the production of the reinforcing fiber fabric use. Which plastics or the like, e.g. resins, for further processing up to component production must be left to the respective processor of the clutch.
In Fig. 6 ist gezeigt, welche Möglichkeiten bestehen, die stösselartigen Erhebungen 4 durch den Computer, beispielsweise durch eine NC-S~teuerung~elektrisch zu steuern. Die dargestellte Elektrosteuerung 8 besteht aus paarweise angeordneten Elektromagneten-80, die wahlweise erregt werden können, wodurch sie einen Metallring als Kern 81 verschieben An diesem Kern 81 sind stöSselartige Teile angeordnet, die die Erhebungen hier bilden können. Hier ist auch ersichtlich, daß die Formplatte 6 die Vorsteuerung der stösselartigen Erhebungen 4 im Bereich des zu legenden Geleges verhindert, dadurch, daß die.Führungsbohrungen 310 der Drehtischplatte 110 geschlossen werden. Die am Rande der Formplatte 6 stehenden Stössel oder Erhebungen 4 können vorgesteuert werden Auch die weiter außenliegenden jedoch steuert die Steuereinheit St nur die eingespeicherte Anzahl von Erhebungen vor und nur diejenigen, die die Form des Geleges 2 direkt umschließen, Bei Zurücksteuerung der Erhebungen 4 können einstellbare Anschlagschrauben 82 die Bewegung der stösselartigen Er hebungen 4 bzw. der Kerne 81 derselben begrenzen.In Fig. 6 it is shown which possibilities exist, the ram-like Elevations 4 by the computer, for example by an NC control ~ electrical to control. The illustrated electrical control 8 consists of arranged in pairs Electromagnet-80 that can be selectively energized, creating a metal ring move as core 81 On this core 81, pestle-like parts are arranged which the surveys can form here. It can also be seen here that the mold plate 6 the pilot control of the ram-like elevations 4 in the area of the fabric to be laid prevented by the fact that die.Führungsbohrungen 310 of the turntable plate 110 closed will. The ram or elevations 4 standing on the edge of the mold plate 6 can The control unit also controls those further out, however St only the stored number of surveys before and only those that have the Directly enclose the form of the scrim 2, If the Elevations 4 can be adjustable stop screws 82 the movement of the plunger-like He lifts 4 or the cores 81 limit the same.
Die Bewegungseinrichtung für die Erhebungen 4, ihre Anbrinbringung und ihre Ausbildung ist variierbar. So können auch einfach in die Führungsbohrungen 310 oben Erhebungen 4 eingesetzt werden, die beispielsweise bolzenartig sind. Dies kann auch von Hand geschehen oder durch Einstechen in eine Platte. Das-dargestellte Ausführungsbeispiel der Fig. 6 zeigt eine-steuerbare Einrichtung.The movement device for the elevations 4, their attachment and their training can be varied. So you can simply insert it into the guide holes 310 above elevations 4 are used, which are for example bolt-like. this can also be done by hand or by piercing a plate. That-depicted The embodiment of FIG. 6 shows a controllable device.
Fig. 7 zeigt eine Rahmenkonstruktion. Hier ist die obere Fläche 10 mit den Erhebungen durch einen Rahmen 15 gebildet.Fig. 7 shows a frame construction. Here the top surface is 10 formed with the elevations by a frame 15.
Dieser Rahmen kann aus Holz oder Metall bestehen. Die Fig. 7 zeigt eine Draufsicht. Der Rahmen wird der Form des herzustellenden Geleges angepaßt. Fig. 7 zeigt ein Zweilagengewebe mit darunter angeordneter Formplatte 6.This frame can be made of wood or metal. Fig. 7 shows a top view. The frame is adapted to the shape of the fabric to be produced. 7 shows a two-layer fabric with a molded plate 6 arranged underneath.
In Fig. 8 ist ein Gelege gezeigt mit einer Lage. Hier wird deutlich, daß die Möglichkeit besteht, nach Erstellung jeweils einer oder' mehrerer Lagen 22, die sich innerhalb der Erhebungen 4 befindliche Fläche aus parallelliegenden Einzelfasersträngen oder -fäden durch einen oder mehrere, vorzugsweise im Winkel von 450 zur Fadenachse im Abstand zueinanderliegende Schweiß-, Näh- oder Webfäden bzw. auch Klebestreifen so zu stabilisieren, daß sich das Gelege von dem Arbeitstisch bzw. der Rahmenkonstruktion als eigenstabiles Gebilde abnehmen läßt. Ferner besteht die Möglichkeit, die Stabilisierung des Verstärkungsfasergeleges durch streifenweise Verklebung oder Verharzung, ggf. auch Direktvorverharzung zu erreichen. Diese Verbindungsmittel können schon, da sie im Abstand zueinander stehen, wie die Fig. 8 zeigt, im Sinne einer Verwebung oder Vernähung ein Fadenkreuz mit dem eigentlichen Gelege 2 bilden, insbesondere, wenn der Randbereich mit einem Kettfaden umschlossen wird, der in der Fig. 8 mit dem Bezugszeichen 123 versehen ist.In Fig. 8, a scrim is shown with one layer. Here it becomes clear that there is the possibility of creating one or more layers 22, the area located within the elevations 4 of parallel Single fiber strands or threads through one or more, preferably at an angle of 450 welding, sewing or weaving threads spaced apart from the thread axis or to stabilize adhesive strips so that the scrim is away from the work table or the frame structure can be removed as an inherently stable structure. Furthermore, there is the possibility of stabilizing the reinforcing fiber structure by means of strips Bonding or resinification, if necessary also to achieve direct pre-resinification. These lanyards can already, since they are at a distance from one another, as FIG. 8 shows, in the sense a weave or sewing form a crosshair with the actual scrim 2, especially if the edge area is enclosed with a warp thread, the is provided with the reference numeral 123 in FIG. 8.
Wenn eine solche Verkreuzun#g der Verbindungsmittel vorgenommen wird, sollte diese Verkreuzung so locker sein, daß die Stabilität des gesamten Geleges nicht leidet.If such a crossing of the connecting means is made, this crossing should be so loose that the stability of the entire clutch does not suffer.
In Fig. 9' ist ein Ausfürungsbeispiel gezeigt, bei dem die Drehtischplatte 110 bombiert ausgebildet ist. Es be@te@t auch die Möglichkeit, nicht nur die Oberfläche 10 cl:?r Dr@htischplatte 110 zu bombieren, sondern es besteht auch die Möglichkeit, die Formplatte 6 zu bombieren bzw. zu wölben, wie es in Fig. 11 dargestellt ist. Eine Bombierung ist vorteilhaft, da dann der gesamte Randbereich aufliegt.In Fig. 9 'an Ausfürungsbeispiel is shown in which the turntable 110 is cambered. It also be @ te @ t the option of not just the surface 10 cl: to be cambered over rotary table top 110, but there is also the option of to camber or curve the mold plate 6, as shown in FIG. 11. A crowning is advantageous because the entire edge area then rests on it.
Die Erhebungen 4 stehen vorzugsweise im rechten Winkel zu der jeweiligen Form- der Oberfläche 10.The elevations 4 are preferably at right angles to the respective Shape of the surface 10.
In Fig. 10 ist ein Ausführungsbeispiel gez"eigt, ~bei dem die Erhebungen 4 nicht nur im Randbereich des Geleges liegen, sondern im Inneren ebenfalls, so daß ein Durchtrittsquerschnitt 24 frei bleibt -von gelegten Fäden. Hierbei müßte das Gelege um die inneren Erhebungen 4 herumgeführt werden, was aber möglich ist,. wie es in Fig. 10 dargestellt ist.In FIG. 10, an exemplary embodiment is shown in which the elevations 4 are not only in the edge area of the fabric, but also inside, see above that a passage cross section 24 remains free from laid threads. Here would have to the scrim can be led around the inner elevations 4, but this is possible. as shown in FIG.
In diesem Fall weichen die Faserstränge oder Fäden 20 von ihrer unidirektionalen Lage in diesem Bereich ab. In Fig 10 sind zwei Lagenbildungen gezeigt. Soll der Durchtrittsquerschnitt 24 oder das Loch stärker umschlossen werden, müßten noch mehr Lagen aufgebracht werden.In this case, the fiber strands or threads 20 deviate from their unidirectional one Location in this area. In Fig. 10 two layer formations are shown. Should he Passage cross-section 24 or the hole would still have to be more closely enclosed more layers can be applied.
Das erfindungsgemäße Verstärkungsfasergelege vermeidet alle Nachteile vorbekannter Gelege oder Vers't"irkun<ysfarE#i'anord nungen, wie Gewebe, Gewirke oder bahnförmige Gelege und ermöglicht zudem noch bauteilspezifische partielle Verstärkungen, wie es bereits beschrieben ist durch Doppellegungen oder auch durch gesteuerte Abstandsverringerung der Faserstränge.The reinforcing fiber fabric according to the invention avoids all disadvantages of previously known scrims or versatility, such as woven fabrics, knitted fabrics or web-shaped fabrics and also enables component-specific partial reinforcements, as already described by double laying or by controlled spacing reduction the fiber strands.
Außerdem kanndurchHinzufügen von festigkeits- und steifigkeitsvergrößernde Kohlefasermaterialien eine Verstärkung des Geleges erzielt werden. Es ist somit in sich geschlossenes Vorprodukt geschaffen, das auch einen Masseneinsatz ermöglicht, insbesondere einen Masseneinsatz von Faserverbundwerkstoffen in vielen Bereichen. Höhere Festigkeit, größere Steifigkeit, niedrigere Strukturgewichte, kleinere Fertigungstoleranzen, geringerer manueller Aufwand, dies alles kann mit dem erfindungsgemäßen Gelege allein und durch die richtige Wahl und Anwendung der Verstärkungsfasern und Ihrer materialgerechten Verarbeitungsverfahren ermöglicht werden mit relativ einfachen Mitteln, wie die dargestellte Vorrichtung zeigt.In addition, by adding strength and stiffness enhancers Carbon fiber materials a reinforcement of the fabric can be achieved. So it is self-contained Pre-product created that also has a mass use enables, in particular, a mass use of fiber composites in many Areas. Higher strength, greater rigidity, lower structural weights, Smaller manufacturing tolerances, less manual effort, all of this can be done with the inventive scrim alone and through the correct choice and application of the Reinforcement fibers and your material-appropriate processing method are made with relatively simple means, as the device shown shows.
Wie bereits erwähnt, ist die Ausbildung sowohl des Geleges, als auch der Vorrichtung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann das Raster, indem die Erhebungen 4 stehen, veränderbar sein und beliebig gewählt werden, auch hinsichtlich seiner Größe, statt des Fadenführers 3 kann sich auch der Arbeitstisch bewegen bzw. unter dem translatorisch hin- und herlaufenden Fadenführer verfahrbar sein, genauso wie die Möglichkeit besteht, den Fadenführer auf einem Laufkranz anzuordnen, so daß die Winkelverstellung durch Verschwenkung der Lagerung und Bewegungsrichtung des Fadenführers vorgenommen werden kann. Auch die Ausbildung der Steuerung ist variierbar, vorzugsweise wird eine numerische Steuerung gewählt (NC).As already mentioned, the training is both clutch and the device is not limited to the illustrated embodiments. So the grid in which the elevations 4 are located can be changeable and selected as desired be, also with regard to its size, instead of the thread guide 3 can also move the work table or under the translationally to and fro thread guide be movable, just as there is the possibility of the thread guide on a To arrange the running ring, so that the angle adjustment by pivoting the storage and direction of movement of the thread guide can be made. The training too the control can be varied, preferably a numerical control is selected (NC).
Auch die Nachverarbeitung des Geleges ist variierbar. Es wird vorzugsweise zunächst getränkt in einem Harzbad, und zwar-vor der Einlegung in eine Preßform, ggf. erst noch durch ein Quetschwalzenpaar geführt zur Abquetschung überflüssigen Harzmaterials und dann in eine Form gebracht, in der das Bauteil unter Druck und Hitze formgepreßt wird. Innerhalb dieses Materials liegt dann das in sich geschlosene Gelege 2. - L e e r s e i t eThe post-processing of the scrim can also be varied. It will preferably first soaked in a resin bath, namely - before placing it in a mold, if necessary, first guided by a pair of squeeze rollers for squeezing superfluous Resin material and then brought into a mold in which the component is under pressure and Heat compression molding. Within this material lies what is self-contained Clutch 2.- L e r s e i t e
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