DE4028583C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fa­ serverbundhohlkörpers nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, wie es aus der DE-PS 36 30 594 als bekannt hervorgeht.

Bei dem gattungsgemäß zugrunde gelegten Verfahren werden mit aushärtbarem Kunststoff getränkte Fasern kreuzweise um einen länglichen, formgebenden Wickelkörper gewickelt. Zur Ausbildung von vom späteren Faserverbund-Hohlkörper abragenden Laschen, Lappen, Flanschen oder dgl. - im folgenden Laschen genannt - wird nach dem Wickeln der Fasern am Hohlkörper im Bereich der zu formenden Lasche die Lasche durch Schnitte freigelegt und formend freigestellt. Zum Schluß wird das genannte Teil ausge­ härtet.

Dieses Verfahren ist jedoch, da nur mit einer einzigen Faser gewickelt wird, sehr zeit- und damit kostenintensiv. Des­ weiteren bilden sich beim Aufstellen der Laschen, bedingt durch die nunmehr unterschiedlichen Radien der zuvor mit der Faser gewickelten Faserlagen, in deren Krümmungen Wölbungen bzw. Falten der einzelnen Faserlagen aus, die einen innigen Kontakt der Einzellagen verhindern bzw. beseitigen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, das zugrunde gelegte Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, daß ein damit hergestellter Faserverbund-Hohlkörper mit Laschen im Wurzelbe­ reich der Laschen faltenfrei gefertigt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Ver­ fahrensschritten des Anspruches 1 gelöst. Durch das der Laschenform und dem Laschenort entsprechende Einschneiden der Prepreg-Bahn, bzw. einem vorgetränkten und/oder mit auf­ schmelzbaren Fasern versehenen Fasergelege, unmittelbar vor dem Auflaufen auf den Wickelkörper kann jeder Laschenfreischnitt einer jeden Prepregwicklung einzeln und bereits beim Wickeln an seiner entsprechenden am Wickelkörper angeordneten Stütze - Laschenstütze - bzw. an dem vorherigen Laschenfreischnitt schichtenweise aufgestellt und faltenfrei angedrückt werden. Da diese Bearbeitungsschritte innerhalb eines Arbeitsschrittes und mit Prepreg-Bahnen ausgeführt werden, wird gegenüber der Fa­ denwickeltechnik noch in vorteilhafter Weise die Fertigungszeit verringert.

In der einzigen Zeichnung ist anhand einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens beginnend von der Vorratsrolle 1 des Fasergeleges 2, das nach einer Benetzung mit einem aus­ härtbaren Kunststoff die Prepreg-Bahn 16 bildet, bis hin zu dem in Produktion befindlichen Faserverbund-Hohlkörper, hier ein Kragträger zur Aufhängung von Motor oder Getriebe im Kraft­ fahrzeug, dargestellt. Das Fasergelege 2, das aus mehreren vorgefertigten, multidirektonal verlaufenden Fasern hergestellt und auf der Vorratsrolle 1 aufgewickelt ist, wird in Richtung des zu produzierenden Produktes abgezogen. Über die erste Umlenkrolle 3 wird das Fasergelege 2 der Benetzungsanlage, hier eine Wanne 5, die die aushärtbare Kunststoffmasse 14 enthält und einer darin gehalterten Benetzungsrolle 11, die die Bahn wieder nach oben in Richtung der zweiten Umlenkrolle 3′ umlenkt, zugeführt. Die zweite Umlenkrolle 3′ übergibt die nunmehr mit dem Kunststoff benetzte Prepreg-Bahn 16 der Schneideeinheit 4. Diese Schneideeinheit 4 hat einen bekannten Abstand A zu der Auflauflinie 15 (hier strichpunktiert darge­ stellt) , entlang der die Prepreg-Bahn 16 auf dem Wickelkörper 6 des zu fertigenden Produktes aufläuft. Mit der Schneide­ einheit 4 wird die Prepreg-Bahn 16 entsprechend der jeweiligen Lage und Kontur der jeweiligen Lasche 9 entsprechend geschnit­ ten. Der ehemalige Verlauf der Prepreg-Bahnseite 12, 12′ ist punktiert dargestellt. Nach der Schneideeinheit 4 gelangt die Bahn 16 hin zu dem Formkern 10, der für jede Lasche 9 je eine der aufgestellten Laschenform entsprechende und bereits während des Wickelns abragende Stütze - Laschenstütze 7 - zur Form­ gebung und Halterung der Lasche 9 aufweist. Beim Fertigen des Faserverbund-Hohlkörpers dreht sich der Formkern 10 um seine Drehachse 13, wobei sich über dem Formkern 10 der Wickelkörper 6 aus den zugeschnittenen Prepreg-Bahnen 16 aufgewickelt. Bei diesem Aufwickeln wird jeder zuvor von der Schneideinheit 4 ge­ schnittene Laschenfreischnitt gesondert aufgestellt und mittels der Andrückeinheit 8 auf die zugehörige Laschenstütze 7 bzw. auf die dort bereits abgelegten Laschenfreischnitte für die Lasche 9 faltenfrei angedrückt. Auf diese Art steht jede der Prepreg-Bahnen, insbesondere auch in dem Wurzelbereich der Laschen 9, mit der zuvor und danach gewickelten Prepreg-Bahn vollständig in Verbindung. In einigen Fällen ist es, um Ver­ schmutzungen zu verringern oder um auf die Wanne 5 verzichten zu können, sinnvoll, anstelle der Benetzung mit aushärtbarem Kunststoff Fasergelege zu verwenden, die mit dem Kunststoff vorgetränkt sind, oder die mit aufschmelzbaren Kunststofffasern versehen sind und die unter Wärmezufuhr durch Andrücken zum Wickelkörper 6 konsolidiert werden. Daraus ergeben sich sehr gute Eigenschaften bei verschiedenen Beanspruchungen des Produktes. In besonderer Weise hat es sich herausgestellt, daß hierdurch die Konstruktion der verschiedenen Produkte dem jeweiligen Idealfall bezüglich der Geometrie ausgebildet werden kann, ohne daß sonstige, bisher auftretende Komplikationen berücksichtigt werden müssen. Desweiteren kann eine Anlage, die nach diesem Verfahren arbeitet, weitgehend automatisiert werden, so z. B. indem die Schneideeinheit 4 als von einem Industrie­ roboter gesteuerter Laser, Wasserstrahl oder dgl. ausgebildet ist. Natürlich ist bei der Steuerung der Schneideeinheit 4 zu beachten, daß die Wandstärke des Wickelkörpers 6 und damit auch sein Umfang pro Umdrehung zunimmt. Ist die endgültige Wand­ stärke bzw. die beabsichtigte Wandstärke des Faserverbund- Hohlkörpers erreicht, wird die Prepreg-Bahn 16 quer zu ihrer Transportrichtung geschnitten, der gewickelte Hohlkörper ge­ härtet und anschließend der Formkern 10 entfernt.

Gute Basisstoffe für die Fasergelege 2 bzw. Prepreg-Bahnen 16 sind hierbei Glas-, Kohlenstoff- und/oder Aramitfasern, während der Formkern 10 günstigerweise aus gefüllten oder ungefüllten Kunststoffen sowie Metallen gefertigt ist.

Claims (1)

1. Verfahren zum Herstellen eines Faserverbund-Hohlkörpers aus gewickelten, in mehreren Richtungen verlaufenden, in eine aushärt- oder aufschmelzbare Kunststoffmasse eingelagerten Fasern, mit wenigstens einer unterbrechungsfrei in den Faser­ verbund integrierten, vom Faserverbund-Hohlträger abragenden Lasche, Lappen, Flansche oder dgl., bei welchem Verfahren auf einem Wickelkörper ein kunststoffgetränkter und in Umfangsrichtung geschlossener Wickelmantel hergestellt, durch Schnitte die Lasche freigelegt und aufgestellt und der fertige geformte Rohling des Faser­ verbund-Hohlkörpers ausgehärtet wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   • a) zum Wickeln des Wickelmantels werden mehrere La­ gen wenigstens einer Prepreg-Bahn (16) mit bahn­ gebundenen, sich kreuzenden Scharen von parallel laufenden Fasern übereinander gewickelt;
   • b) der Formkern (10) enthält für die oder für jede Lasche (9) je eine der aufgestellten Laschenform entsprechende bereits während des Wickelns abra­ gende Stütze (Laschenstütze 7) zur Formgebung und Halterung der Lasche (9);
   • c) unmittelbar nach dem Auflaufen der Prepreg-Bahn (16) auf den Formkern (10) - bzw. den sich bildenden Wickelkörper (6) wird - für jede Bahn­ lage gesondert - jeweils ein der Lage und Kontur der jeweiligen Lasche (9) entsprechender Schnitt in die Prepreg-Bahn (16) angebracht;
   • d) bei jedem Umlauf des Formkerns (10) und für jede Lasche (9) wird der jeweilige Laschen-Freischnitt gesondert aufgestellt und auf die zugehörige Stütze (Laschenstütze 7) bzw. auf die dort bereits abgelegten Prepreg-Lagen für die Lasche (9) faltenfrei angedrückt.