EP2637841A1 - Method and device for producing a three-dimensional preform during the production of fiber-reinforced molded parts - Google Patents

Method and device for producing a three-dimensional preform during the production of fiber-reinforced molded parts

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Publication number
EP2637841A1
EP2637841A1 EP11779464.4A EP11779464A EP2637841A1 EP 2637841 A1 EP2637841 A1 EP 2637841A1 EP 11779464 A EP11779464 A EP 11779464A EP 2637841 A1 EP2637841 A1 EP 2637841A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fiber fabric
draping
fabric stack
mold
shell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11779464.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Graf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Original Assignee
Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau filed Critical Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Publication of EP2637841A1 publication Critical patent/EP2637841A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B11/00Making preforms
    • B29B11/14Making preforms characterised by structure or composition
    • B29B11/16Making preforms characterised by structure or composition comprising fillers or reinforcement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/22Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure
    • B29C70/222Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure the structure being shaped to form a three dimensional configuration

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a three-dimensional preform in the course of the production of fiber-reinforced molded parts according to the preamble of patent claim 1 and an apparatus for producing a three-dimensional preform in the course of the production of
  • a first process step semi-finished fiber products are produced.
  • multi-layered fabrics or fiber fabrics are usually combined in 2D, ie substantially in one plane, so that the semifinished fiber product essentially already has the necessary outer contours and in some cases even special layers or layer thicknesses.
  • a binder is introduced into the parting lines of the scrim, which leads after its activation and curing to a fixation of the layers to each other and the draped 3D contour.
  • Layers then transferred into a forming tool and usually under pressure by closing the forming tool so far approximated the contour of the subsequent molding and hardened by activating the binder (heating and cooling), so that the semi-finished fiber endkonturnah inserted into a tool of a press for performing the RTM process itself can be.
  • the semifinished fiber product is still cut or punched at predetermined locations in order to obtain an even more precise contour.
  • the fiber-reinforced plastic component can be removed from the mold.
  • Semi-finished fiber is the basis for success in the production of a plastic component. It has been found that the prior art describes a variety of ways to produce a preform, but usually exhausted in the manual or automated production of the most flat fiber fabric stack, which in a press finally from its 2D shape into a 3D shape is transferred. This can be done in a pre-fixed (eg sewn) or even in a flexible state. The aim is to obtain a preform after shaping that is rigid enough to be fully automated and reliable in the tool of an RTM press can be inserted or can be transported and stacked until further use. For the production, transformation and fixation of the preform, there are a variety of possibilities in the relevant prior art, such as
  • EP 0 620 091 B1 The process disclosed in this patent has been proven, but shows a variety of process steps to produce a three-dimensional preform.
  • the object of the invention is to specify a method and a device with which three-dimensional preforms can be produced more quickly and more easily from two-dimensional fiber fabric stacks than in the prior art. Furthermore, it should be possible to produce highly complex preforms with significantly better precision to produce converted fiber fabric stack, which in particular the
  • Fibrous tissue stack concerns so that wrinkling and distortion can be successfully prevented.
  • the solution of the problem consists for the method according to the characterizing features of claim 1 in that a fiber fabric stack between a draping and a mold shell is placed or formed there, that then at least one Drapiertechnikzeug is extended from the draping and thereby at least partially into the fiber fabric stack in the Mold shell brings in up to the fiber fabric pile by means of this
  • Draping tool is pressed to the shell mold and fixed there,
  • Flow behavior of the fiber fabric stack results.
  • the flow behavior is dimensioned so that wrinkles and / or cracks are avoided during the introduction of the fiber fabric stack in the mold shell.
  • the following draping tools are selected from the first draping tool in the direction of the outer or inner contour, in order to enable subsequent flow of these contours, that is, the sides.
  • the solution of the task for the device is according to the features of claim 15 in that in the draping device at least two
  • Fiber cloth stack proposed, wherein means for introducing hot and / or cold air are arranged in the fiber fabric stack in the shell mold. Alternatively or cumulatively, in the mold shell as
  • Temperature elements Peltier elements for heating and / or cooling of the fiber fabric stack and / or the supplied air to be arranged.
  • the method and apparatus are used for 3D deformation of multilayer 2D blanks of fiber webs.
  • 3D deformation of multilayer 2D blanks of fiber webs are the following
  • Fiber webs or webs are unwound from a roll and, as required, made up of a plurality of different webs or lay-ups, shapes and sizes to make a fiber web stack. It may be necessary to adjust the external and, if necessary,
  • the pattern is generated from a development of the preform or the final component.
  • the created fiber fabric stack is then deposited on the support table of the draping device. Alternatively, it can also be provided to produce the fiber fabric stack from individual or pre-composed fiber fabrics directly on the support table.
  • a binder material is sprinkled, applied or sprayed between the individual layers. Subsequently, the shell mold is pivoted or moved over the fiber fabric stack.
  • the individual kinematics of components such as the shell mold is not the focus of the solution according to the invention, but rather the overall concept, which causes the upper shell mold to swing over the fiber fabric stack.
  • the two main components Drapiervorraum and form shell could also be arranged to each other movable at a distance. Then the draping tools are moved from bottom to top around the
  • This is preferably carried out under NC control and has an order and speed of the draping tools matched to the fiber fabric stack or the shell mold.
  • Fiber fabric stack and the support table or the Drapierwerkmaschineen provide an intermediate band.
  • the intermediate band can be a drapable textile layer or a plastic band, which can preferably be held taut by means of a pulling device via deflection rollers, in particular during the introduction of the fiber tissue stack into the shell mold.
  • Drape tools when retracting the Drapierwerkmaschinee held in the shell mold between the intermediate belt and the Drapierwerkmaschineen so that the fiber fabric stack remains as stable as possible in itself.
  • the mold shell Before, during or after the pivoting operation of the draping device with the mold shell, the mold shell can be heated to activate the binder or a resin layer for bonding within the fiber fabric stack.
  • a thermoplastic binder material for example, for heating (liquefaction of the binder) and then cooled (solidification of the binder).
  • Fiber cloth stack can retract the drapery tools back into the support table and the drapery device is returned to one
  • the intermediate belt can be relaxed depending on the requirement.
  • the mold shell is also pivoted again for the next forming process in the direction of the draping device. And the next one
  • Forming process can begin.
  • Transports to use preferably using several shells in the system use.
  • Draping device are placed, followed by a mold shell is moved so in a receiving position that the fiber fabric stack is between the support table and the shell mold, then at least one Drapiertechnikzeug is extended from the support table substantially against the weight and thereby the fiber fabric stack is at least partially introduced into the shell mold that after insertion into the mold shell the draping device
  • Receiving position for receiving a further fiber fabric stack is pivoted and that the mold shell of the draping device is pivoted after removal or delivery of the at least partially cured preform in the receiving position.
  • the fiber fabric stack can be fixed stress-relieved or with a specifically defined tension.
  • the fiber fabric stack is flat on the
  • one or more locating punches will extend and pinch the fibrous tissue stack at the location where no displacements are to take place, after which foam draping tools finally terminate
  • Foam moldings are designed so that is not clamped on the side walls of the shell of the fiber fabric pile, but is free to move and can slide from the sides as desired. after the
  • friction means or, for example, just foams are arranged on the side of the shell mold at predetermined locations. He comes
  • Forming be controlled precisely. Depending on the complexity of the component can be described with the above
  • Draping tools and / or Fixierstempeln be carried out step by step.
  • the resulting relative movements between Drapierwerkmaschine and fiber fabric stack can be kept away from the fiber fabric stack and thereby undesirable
  • the intermediate band is specifically stretched and relaxed, for example, with traction devices. So can, for. B. when pulling back the Drapiertechnikmaschinee, the voltage can be reduced or switched off to avoid contact pressure at the deflection. The mold tips can finally over as foam form body
  • the support table is in the form of a matrix with this
  • Drape tools provided, either as a draping tool or
  • Fixierstempel can act. In connection with flexible foam moldings as a shaping tip on the draping tools, preferably with undersize relative to the contour, which only after contact with the face
  • stiffening of the fiber fabric stack it is also possible for the stiffening of the fiber fabric stack to fix these at least partially by means of seams to be introduced. This is particularly useful when individual layers, storage packages and / or the
  • Fiber fabric stack itself formed according to the outer and / or the inner contour of the preform and then cut.
  • a curable binder is introduced between at least two layers of the fiber fabric stack during the folding, wherein accordingly the fiber fabric stack consists of at least two layers and
  • At least one layer is cut from a roll.
  • An optional intermediate band may be arranged between the fiber fabric stack and the shell mold and / or the draping device.
  • a mold shell preferably has means for the introduction of hot and / or cold air in the fiber fabric stack, for example, from at least one Peltier element for heating and / or for cooling the
  • Fiber tissue stack can exist.
  • the shape tip can essentially adapt to the contour of the mold shell present at the contact surface when expanding from the first to the second contact surface.
  • a mold tip is used, which is made larger in its cross section on the side of the fiber fabric stack than on the side of the draping device.
  • the mold tip is designed as a fluid-changeable membrane.
  • a mold tip proportionally of foam and a material harder with respect to the foam can be used.
  • a first contact surface is formed when the shape of the tip
  • the second contact surface is formed when the fiber fabric stack is pushed by the shaping tip in the direction of the shell mold, wherein the contact surface may increase or remain constant during the displacement under certain circumstances.
  • the consequence that the mold tip is deformed. It forms a third contact surface, which arises only by the deformation of the mold tip and must be greater than or equal to the second contact surface before entering the
  • the shaping tip should therefore essentially assume the geometry of the component contour to be formed, wherein the undeformed shape of the molding tip, at least on the side surfaces (from the outer end in the direction
  • Draping device is made smaller in cross-section, so that when driving in the direction of the shell shape of the fiber fabric stack is not clamped between the mold tip side and the shell mold.
  • the shape tip should be at the for Mold shell corresponding surfaces smaller radii of curvature
  • the mold tip will be partly or almost completely applied to the mold shell by elastic and reversible deformation and the fiber fabric stack will be pinched.
  • the shaping tip can be embodied as an inflatable membrane or be adjustable with respect to its elastic deformability with other fluids. Also can thus adjust the contact pressure and / or even the temperature entry in the fiber fabric stack. Finally, the shaping tip can also be made of foam only partially and the remaining region made of a material harder than the foam.
  • Draping tool the subsequent extending Drapierwerkmaschinegnee from the fixing point in the direction of the outer or the inner contour
  • the actuators for moving the draping tools can be designed as a pressure or travel-controllable linear drive
  • Figure 1 shows a device for the production of preform lingen, consisting of a draping device with a support table and an associated shell mold in the receiving position, wherein the
  • Fiber fabric stack already finished formed on the support table for forming is ready
  • Figure 2 shows the deformation of the fiber fabric stack through the
  • Draping device in the receiving position for receiving a new fiber fabric stack, wherein an industrial robot for
  • Figure 5 shows another embodiment with a rotation angle to the
  • Draping device respectively the shell mold
  • Figure 6 is a plan view of a support table with the example
  • Figure 7 is an enlarged schematic sectional view through the
  • FIG. 8 shows the draping device according to FIG.
  • FIG. 9 the draping device according to FIG. 8 with extended one
  • Draping tools and deformed drapery tips for applying a contact pressure also laterally of the drape tips in a recess of the shell mold;
  • FIG. 10 shows, in a further exemplary embodiment, a draping device with drapery tips which can be changed in size by means of fluids;
  • Figure 1 1 is a further enlarged view of a Drapiertechnikmaschinees and a corresponding shape in a shell depression with a flexible abutment of the shell mold for fixing the fiber tissue stack in the middle of the recess during the
  • FIG. 12 shows the exemplary result after introduction of the
  • FIGS. 13 to 15 show an example of a varied drive
  • Draping tools with mold tips adapted to the mold shell Draping tools with mold tips adapted to the mold shell.
  • the figures show a device which is also used to carry out the
  • An exemplary apparatus 1 for the production of preforms 6 according to Figure 1 consists of a drapery device 2 with a support table 4 and an associated shell mold 5.
  • the fiber fabric stack 3 is already finished on the support table 4 ready for reshaping.
  • the draping tools 8 are in a retracted state within respectively below the support table 4, on which the fiber fabric stack 3 comes to rest due to the weight N, shown.
  • a particularly advantageous variant is located between the
  • Fiber fabric stack 3 and the support table 4 an intermediate band 7.
  • Das Intermediate belt 7 has the task here, between the Drapiertechnikmaschineen 8 as a connecting force introduction element for the transformation of
  • Fiber cloth stack 3 to serve and is for this reason also preferably via a traction device 9 tensioned and guided, for example via deflection rollers 13.
  • the draping tools 8 in the draping device 2 usually consist of linear conveyors, in this case piston-cylinder arrangements 15, which make it possible to adjust the ends of the form-fitting 5 respectively corresponding to the contour of the preform 6
  • the draping tools 8 can have flexible pressure elements, for example foams, which are preferably adapted in sections to the shape shell 5 or to the area of the shell 5 to which it is to be draped.
  • the printing elements have special shapes which, when pressed by the piston-cylinder assemblies 15, take on their shape
  • the draping device 2 is preferably arranged movably on a frame 10 fixedly connected to the floor via a pivot axis 12. Also, the shell mold 5 has a connection to the pivot axis 12 via a holder 1 1, so that the shell mold 5 and the draping device 2 are arranged synchronously about the pivot axis 12 pivotally.
  • Draping tools 8 by means of the piston cylinder assemblies 15, preferably against the weight N, extended from the support table 4 and press the fiber fabric stack 3 in the mold shell 5.
  • Intermediate belt 7 bridges possibly existing distances between the individual Drapierwerkmaschineen 8 and also ensures a backing of the smallest fiber fabric stack shares. At the same time, the intermediate band 7 useful due to the cleaning problem. However, the intermediate belt 7 can also be used in the sense of a conveyor belt for transporting the fiber fabric stack 3 out of and into the device 1 or onto the draping device 2.
  • Forming shell 5 is introduced, according to Figure 3, the pivoting about a pivot angle ⁇ of the entire device 1 (Drapiervorraum 2 with shell 5) to the frame 10, respectively the pivot axis 12, carried out from the receiving position to a curing and / or Auslegeposition.
  • the fiber fabric stack 3 is still fixed in the mold shell 5 by the draping device 2, whereby during the
  • the curing of the existing binder can be carried out partially or completely.
  • the draping device 2 it would also be conceivable for the draping device 2 to already start again after reaching a position of the form shell 5 in which the fiber fabric stack 3 is neatly draped and is held automatically in its position by the weight force N
  • Figure 5 shows a further embodiment in a before-after comparison, as with a rotation angle ⁇ rotation is performed so that after the draping ( Figure 5 left) with the shell mold 5 above the shell mold 5 is rotated by 180 ° and now below the Supporting table 4 is located, wherein during the rotation, the draping tools 8 extended the
  • Pivoting or turning by 180 ° represents the most advantageous solution, and there may be applications which may also require a smaller swing angle ⁇ . It should be emphasized, of course, that after pivoting the weight N the fiber fabric stack 3 is no longer on the
  • Draping device 2 or the support table 4, presses, but in the mold shell. 5
  • FIGS. 1 to 5 Even if the variant envisaged in FIGS. 1 to 5 appears to be the simplest and most uncomplicated, it may be necessary, for example, at higher production speeds to use a plurality of shell molds 5, which alternate with the reception of a fiber fabric stack 3 for partial or complete curing.
  • the shell molds 5 could also be provided as individually movable carrier shells, which drive in a separate curing device to complete the curing or even as a carrier to the transfer to a molding press for
  • the fixation can be done not only by heating the shell molds 5 and possibly also by cooling the same, but there are also other common
  • Auflagetisch 4 adjacent layer (a fabric or jelly) of the fiber fabric stack 3 is carried out substantially flat and continuous. Between at least two layers of the fiber fabric stack 3, at least partially, a curable binder can be introduced during the folding or already before.
  • FIG. 6 shows a plan view of a support table 4 with a possible variant of draping tools 8 and the optional intermediate belt 7 shown by dashed lines.
  • FIG. 7 shows, independently of an optionally occurring rotation of the
  • Draping device Possibilities for improved forming of
  • the optional intermediate band 7 for performing the draping highly recommended is, so that the fiber fabric stack 3 does not slip uncontrollably in the wells respectively in the contour of the shell mold 5 into it.
  • FIGS. 7 to 15 the illustration of the optional intermediate belt 7 has been dispensed with.
  • Fibrous pile 3 can be spent in a 3D contour. This should not get inadmissible train on the fiber fabric stack 3, otherwise the
  • Fiber fabric stack 3 in the shell mold 5 it is therefore important that parts of the fiber fabric stack 3 can flow almost free of tension.
  • a fixed point which may for example lie on a plane which is closest to the support table 4 or, on the contrary, can first be started with a deeper contour of the mold shell 5, which possibly causes the most retraction effects in the fiber fabric stack 3 becomes. If the fiber fabric stack 3, as shown in FIG. 7, is fixed at one point, in the middle of FIG. 7 with a fixing punch 17, follow in a predetermined sequence, preferably adjacent,
  • the draping tools 8 may have mold tips 16 which have and preferably have flexible properties
  • FIG. 8 now press the Drapiertechnikmaschinee 8 with the mold tips 16 a portion of the fiber fabric stack 3 in the recess of the mold shell 5.
  • the mold tips 16 are preferably designed as foam moldings so that on the lateral walls of the shell mold 5 of the fiber fabric stack 3 during retraction into the Contour is not clamped, but can slide freely.
  • parts of the fiber fabric stack 3 left and right are drawn into the contour.
  • the retracted areas of the fiber fabric stack 3 are visible on the edge of the support table 4 and are marked in their length with an E and in their feed direction with arrows.
  • FIG. 9 shows the advantage of flexible mold tips 16
  • Draping tools 8 When the drapery tools 8 are at the bottom of the contour the mold shell 5 impinge, a contact pressure on the
  • Piston cylinder assemblies 15 constructed and the mold tip 16 deforms, thereby avoiding the side and thus also pressed the fiber fabric stack 3 against the wall sections or other 3D contours of the shell mold 5.
  • this final state of the fiber fabric stack 3 is now held and activated, for example, a binder.
  • the resulting preform ling 6 easy to demold, the mold shell 5 to move up and remove the preform 6 from the drapery device 2.
  • the Fixierstempel 17 could this serve as a lifting device or ejector.
  • the rotation of the draping device 2 could for example take place without the shell mold 5 and used as "ejection" of the preform 6 lings.
  • Figures 1 1 and 12 show additional alternatives in the forming by means of a shell mold 5, in which a foam is embedded as an abutment 19 in a recess of the shell mold 5. This is useful if the fixed point should lie in the depression. This creates when retracting the mold tip 16 already has a back pressure, which prevents the
  • Fiber fabric stack 3 shifts uncontrollably at this point.
  • the abutment 19 is considered as a kind of compliant element of the form 5 switching. It also arises here the circumstance that by fixing to the first entering in contact point of the fiber fabric stack 3, this is forced to flow into the contour of the shell mold 5 or the portion of the contour, as well as the contour edges of the shell mold 5 only at the end of the extension process of the Drapiertechnikmaschinees 8 come into contact with the mold tip 16 ,
  • the counter-bearing 19 ' is designed so that it can muster in a relaxed form (when entering the Drapierwerkmaschinees 8 in the shell 5) enough back pressure for fixing the fiber fabric stack 3 during retraction, but at the latest at the end of retraction not too much pressure on the Fibrous pile 3 applies so that it is not damaged.
  • Fiber composite material 3) can be carried out step by step with the basic concept described above individual draping with individually controllable Drapiertechnikmaschineen 8. With an intermediate band 7 (foil and / or, textile), the resulting relative movements between
  • Draping tool 8 and fiber fabric stack 3 kept away from the fiber fabric stack 3 and thereby cracks or shifts within the
  • Fiber fabric stack 3 can be avoided.
  • the intermediate belt 7 can be tensioned and relaxed with a pulling device 9 targeted.
  • the voltage is switched off in order to avoid contact pressure at the deflection points.
  • FIGS. 13 to 15 again show an exemplary sequence of an advantageous forming of a fiber fabric stack 3
  • the fiber fabric stack 3 is fixed in the center by extending the central fixing punch 17 and pressing the fiber cloth stack 3 against the shell 5. However, this can also be carried out, for example, with a depression in the contour. Subsequently, in FIG. 14 the left Drapiertechnikmaschine 8 in the contour of the shell mold 5, so that the fiber fabric stack 3 is pressed into the left contour.
  • the fiber fabric stack 3 can flow from left to right until the contact between the mold tip 16 (left tool, right side) and the mold shell 5 occurs. Subsequently, the same is done with the right Drapiertechnikmaschine 8 ( Figure 15) and finally the pressure through the actuators so strong that deform the mold tips 16 and the fiber fabric stack 3 also to the
  • the contour of the shell 5 is as strong as possible and also reshaped as much as necessary.

Abstract

The invention relates to a method and a device for producing a three-dimensional perform during the production of fiber-reinforced molded parts. The method is carried out using a device (1) which comprises at least one draping device (2) for a fiber fabric staple (3) and a shell mold (5) for forming the preform (6) from the fiber fabric staple (3) by means of the draping device (2). The method is characterized by carrying out the following steps: a fiber fabric staple (3) is placed or formed between the draping device (2) and the shell mold (5); at least one draping tool (8) is then deployed from the draping device (2), thereby at least partly introducing the fiber fabric staple (3) into the shell mold (5) until the fiber fabric staple (3) is pressed against the shell mold (5) by means of the draping tool (8) and immobilized there; and then additional draping tools (8) are deployed in a predetermined order either individually or conjointly from the draping device (2) towards the shell mold (5), the order resulting from the flow properties of the fiber fabric staple (3).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Vorformlings im Zuge der Herstellung von faserverstärkten Formteilen  Method and device for producing a three-dimensional preform in the course of the production of fiber-reinforced molded parts
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Vorformlings im Zuge der Herstellung von faserverstärkten Formteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Vorformlings im Zuge der Herstellung von The invention relates to a method for producing a three-dimensional preform in the course of the production of fiber-reinforced molded parts according to the preamble of patent claim 1 and an apparatus for producing a three-dimensional preform in the course of the production of
faserverstärkten Formteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 15. Im Zuge der Herstellung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen, auch fiber-reinforced molded parts according to the preamble of claim 15. In the course of the production of fiber-reinforced plastic components, too
Faserverbundbauteile genannt, ist insbesondere als industrielle Verwendung das Resin-Transfer-Moulding-Verfahren (im Folgenden kurz RTM-Verfahren genannt) gängige Praxis. Der gesamte Herstellungsprozess bis zum Erhalt eines verwendungsfähigen Kunststoffbauteiles besteht aus mehreren  Called fiber composite components, in particular as an industrial use, the resin transfer molding process (hereinafter abbreviated RTM method) common practice. The entire manufacturing process to obtain a usable plastic component consists of several
nacheinander ablaufenden Einzelprozessen: In einem ersten Verfahrensschritt werden Faserhalbzeuge hergestellt. In diesem Preform-Prozess werden in der Regel mehrschichtige Gewebe oder Fasergelege üblicherweise in 2D, also im Wesentlichen in einer Ebene, zusammengefügt, sodass 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 Gelege 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 successive individual processes: In a first process step semi-finished fiber products are produced. In this preforming process, multi-layered fabrics or fiber fabrics are usually combined in 2D, ie substantially in one plane, 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 lines of the scrim, which leads after its activation and curing to a fixation of the layers to each other and the draped 3D contour. For the preform process these are
Schichten 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, sodass das Faserhalbzeug endkonturnah in ein Werkzeug einer Presse zur Durchführung des RTM-Verfahrens selbst eingelegt werden kann. Je nach Bedarf wird das Faserhalbzeug noch nachgeschnitten oder an vorgegebenen Stellen ausgestanzt, um eine noch präzisere Kontur zu erhalten. Nach dem Einlegen des Faserhalbzeugs in das Werkzeug werden die Layers then transferred into a forming tool and usually under pressure by closing the forming tool so far approximated the contour of the subsequent molding and hardened by activating the binder (heating and cooling), so that the semi-finished fiber endkonturnah inserted into a tool of a press for performing the RTM process itself can be. Depending on requirements, the semifinished fiber product is still cut or punched at predetermined locations in order to obtain an even more precise contour. After inserting the semifinished fiber in the tool, the
Werkzeughälften geschlossen und das notwendige Harz in die Kavität des Werkzeuges injiziert, wobei das Harz die Faserstruktur des Faserhalbzeuges imprägniert, die Fasern einschließt und fest in die Matrix einbindet. Nach dem Aushärten des Harzes kann das faserverstärkte Kunststoffbauteil entformt werden. Closed mold halves and injected the necessary resin into the cavity of the tool, wherein the resin impregnates the fiber structure of the semi-finished fiber, which includes fibers and binds firmly 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 In addition to the RTM process itself, already laying the production of a
Faserhalbzeuges 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, die sich aber in der Regel in der manuellen oder automatisierten Herstellung eines möglichst ebenen Fasergewebestapels erschöpfen, das in einer Presse schließlich aus seiner 2D-Form in eine 3D-Form überführt wird. Dies kann in einem vorfixiertem (z. B. genäht) oder noch in einem flexiblen Zustand durchgeführt werden. Das Ziel ist es nach der Formgebung einen Vorformling zu erhalten, der biegesteif genug ist, um vollständig automatisiert und prozesssicher in das Werkzeug einer RTM-Presse eingelegt werden zu können oder auch bis zur weiteren Verwendung transportiert und abgestapelt werden kann. Zur Herstellung, Umformung und Fixierung des Vorformlings gibt es eine Vielzahl an Möglichkeiten im einschlägigen Stand der Technik, wie Semi-finished fiber is the basis for success in the production of a plastic component. It has been found that the prior art describes a variety of ways to produce a preform, but usually exhausted in the manual or automated production of the most flat fiber fabric stack, which in a press finally from its 2D shape into a 3D shape is transferred. This can be done in a pre-fixed (eg sewn) or even in a flexible state. The aim is to obtain a preform after shaping that is rigid enough to be fully automated and reliable in the tool of an RTM press can be inserted or can be transported and stacked until further use. For the production, transformation and fixation of the preform, there are a variety of possibilities in the relevant prior art, such as
beispielsweise EP 0 620 091 B1 . Das in diesem Patent offenbarte Verfahren hat sich bewährt, zeigt aber eine Vielzahl an Verfahrensschritten, um einen dreidimensionalen Vorformling herzustellen. For example, EP 0 620 091 B1. The process disclosed in this patent has been proven, but shows a variety of process steps to produce a three-dimensional preform.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem gegenüber dem Stand der Technik schneller und einfacher aus zweidimensionalen Fasergewebestapeln dreidimensionale Vorformlinge hergestellt werden können. Weiter soll es möglich sein, hochkomplexe Vorformlinge mit einer deutlich besseren Präzision des umgeformten Fasergewebestapels herzustellen, was insbesondere die The object of the invention is to specify a method and a device with which three-dimensional preforms can be produced more quickly and more easily from two-dimensional fiber fabric stacks than in the prior art. Furthermore, it should be possible to produce highly complex preforms with significantly better precision to produce converted fiber fabric stack, which in particular the
Faserorientierung und die Regelmäßigkeit des verwendeten Fiber orientation and the regularity of the used
Fasergewebestapels betrifft, sodass auch eine Faltenbildung und ein Verzug erfolgreich verhindert werden kann. Vorzugsweise soll eine ursprünglich im Wesentlichen 2D-Form zu einem dreidimensionalen Vorformling zur Fibrous tissue stack concerns, so that wrinkling and distortion can be successfully prevented. Preferably, an originally substantially 2D shape to a three-dimensional preform to
Verwendung in einem RTM-Prozess umgeformt werden können. Use in an RTM process can be reshaped.
Die Lösung der Aufgabe besteht für das Verfahren nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 darin, dass ein Fasergewebestapel zwischen einer Drapiervorrichtung und eine Formschale platziert oder dort gebildet wird, dass anschließend zumindest ein Drapierwerkzeug aus der Drapiervorrichtung ausgefahren wird und dabei den Fasergewebestapel zumindest teilweise in die Formschale einbringt bis der Fasergewebestapel mittels dieses The solution of the problem consists for the method according to the characterizing features of claim 1 in that a fiber fabric stack between a draping and a mold shell is placed or formed there, that then at least one Drapierwerkzeug is extended from the draping and thereby at least partially into the fiber fabric stack in the Mold shell brings in up to the fiber fabric pile by means of this
Drapierwerkzeugs an die Formschale gedrückt und dort fixiert wird, Draping tool is pressed to the shell mold and fixed there,
dass anschließend in vorgegebener Reihenfolge weitere Drapierwerkzeuge einzeln oder zusammen aus der Drapiervorrichtung in Richtung der that then in a predetermined order other draping tools individually or together from the draping in the direction of
Formschale verfahren werden, wobei sich die Reihenfolge aus dem Form shell are moved, with the order of the
Fließverhalten des Fasergewebestapels ergibt. Vorzugsweise wird das Fließverhalten dabei so bemessen, dass Falten und/oder Risse während des Einbringens des Fasergewebestapels in die Formschale vermieden werden. Flow behavior of the fiber fabric stack results. Preferably, the flow behavior is dimensioned so that wrinkles and / or cracks are avoided during the introduction of the fiber fabric stack in the mold shell.
Insbesondere werden nach dem ersten Drapierwerkzeug die nachfolgenden Drapierwerkzeuge von dem ersten Drapierwerkzeug aus in Richtung der Außen- oder der Innenkontur ausgewählt, um ein Nachfließen von diesen Konturen, also den Seiten zu ermöglichen. Die Lösung der Aufgabe für die Vorrichtung besteht nach den Merkmalen des Anspruches 15 darin, dass in der Drapiervorrichtung zumindest zwei In particular, after the first draping tool, the following draping tools are selected from the first draping tool in the direction of the outer or inner contour, in order to enable subsequent flow of these contours, that is, the sides. The solution of the task for the device is according to the features of claim 15 in that in the draping device at least two
voneinander unabhängig ansteuerbare Drapierwerkzeuge angeordnet sind. Weiter wird eine Formschale zur Beheizung und/oder Kühlung eines independently controllable Drapierwerkzeuge are arranged. Next is a mold shell for heating and / or cooling of a
Fasergewebestapels vorgeschlagen, wobei in der Formschale Mittel zur Einleitung von Heiß- und/oder Kaltluft in den Fasergewebestapel angeordnet sind. Alternativ oder kumulativ hierzu können in der Formschale als Fiber cloth stack proposed, wherein means for introducing hot and / or cold air are arranged in the fiber fabric stack in the shell mold. Alternatively or cumulatively, in the mold shell as
Temperaturelemente Peltierelemente zur Beheizung und/oder zur Kühlung des Fasergewebestapels und/oder der zuzuführenden Luft angeordnet sein. Temperature elements Peltier elements for heating and / or cooling of the fiber fabric stack and / or the supplied air to be arranged.
In vorteilhafter Weise ist es nun möglich, mit dem erfindungsgemäßen Advantageously, it is now possible with the invention
Verfahren und einer hierzu geeigneten aber auch eigenständig verwendbaren Vorrichtung, an einen Vorform ling angepasste Fasergewebestapel aus einem im Wesentlichen ebenem Zustand (2D) in eine dreidimensionale Form umzuformen und zu fixieren. Insbesondere ist von Vorteil, dass die Umformung schonend durchgeführt werden kann und Knicke, Falten und Stauchungen oder Verwerfungen des Fasergewebestapels während der Umformung vermieden werden können. Gleichwohl ist es auch möglich, komplexe Geometrien herzustellen, die mit den bisherigen aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen nur durch erhöhten maschinen- und anlagentechnischen Aufwand durchführbar waren und dazu auch noch einen höheren Zeitaufwand erforderten. Method and a suitable but also independently usable device adapted to form a Vorform ling fiber fabric stack from a substantially planar state (2D) in a three-dimensional shape and fix. In particular, it is advantageous that the deformation can be carried out gently and kinks, wrinkles and compressions or distortions of the fiber fabric stack during the forming can be avoided. However, it is also possible to produce complex geometries that were feasible with the previous known from the prior art embodiments only by increased mechanical and plant engineering effort and this also required a higher amount of time.
Das Verfahren und die Vorrichtung dienen zur 3D-Verformung von mehrlagigen 2D-Zuschnitten von Fasergeweben. Hierbei sind die folgenden  The method and apparatus are used for 3D deformation of multilayer 2D blanks of fiber webs. Here are the following
Verfahrensschritte vorgesehen: Es werden Fasergewebe oder -gelege von einer Rolle abgewickelt und je nach Bedarf aus mehreren verschiedenen Geweben oder Gelegen, Formen und Größen zu einem Fasergewebestapel zusammengelegt. Dabei kann es notwendig sein, die Außen- und ggf.  Process steps are provided: fiber webs or webs are unwound from a roll and, as required, made up of a plurality of different webs or lay-ups, shapes and sizes to make a fiber web stack. It may be necessary to adjust the external and, if necessary,
Innenkontur entsprechend einem Schnittmuster des Vorformlings respektive des Kunststoffformteils zu bearbeiten oder zuzuschneiden. Das Schnittmuster wird dabei aus einer Abwicklung des Vorformlings oder des Endbauteils erzeugt. Vorzugsweise wird dann der erstellte Fasergewebestapel auf dem Auflagetisch der Drapiervorrichtung abgelegt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, den Fasergewebestapel aus einzelnen oder bereits vorkomponierten Fasergeweben direkt auf dem Auflagetisch herzustellen. Inner contour corresponding to a pattern of the preform respectively of the plastic molding to edit or cut. The pattern is generated from a development of the preform or the final component. Preferably, the created fiber fabric stack is then deposited on the support table of the draping device. Alternatively, it can also be provided to produce the fiber fabric stack from individual or pre-composed fiber fabrics directly on the support table.
Zwischen die einzelnen Lagen wird ggf. ein Bindermaterial aufgestreut, aufgetragen oder eingesprüht. Anschließend wird die Formschale über den Fasergewebestapel geschwenkt oder verfahren. Es ist offensichtlich, dass die Einzelkinematik von Bauteilen wie der Formschale nicht im Vordergrund der erfindungsgemäßen Lösung steht, sondern eher das Gesamtkonzept, was das Einschwenken der oberen Formschale über den Fasergewebestapel bedingt. Natürlich könnten die beiden Hauptbauteile Drapiervorrichtung und Formschale auch zueinander im Abstand verfahrbar angeordnet sein. Anschließend werden die Drapierwerkzeuge von unten nach oben verfahren um den If necessary, a binder material is sprinkled, applied or sprayed between the individual layers. Subsequently, the shell mold is pivoted or moved over the fiber fabric stack. It is obvious that the individual kinematics of components such as the shell mold is not the focus of the solution according to the invention, but rather the overall concept, which causes the upper shell mold to swing over the fiber fabric stack. Of course, the two main components Drapiervorrichtung and form shell could also be arranged to each other movable at a distance. Then the draping tools are moved from bottom to top around the
Fasergewebestapel in die Formschale zu bewegen oder zu drücken. To move or push fiber fabric pile into the shell mold.
Vorzugsweise wird dies NC-gesteuert durchgeführt und weist eine auf den Fasergewebestapel bzw. die Formschale abgestimmte Reihenfolge und Geschwindigkeit der Drapierwerkzeuge auf. This is preferably carried out under NC control and has an order and speed of the draping tools matched to the fiber fabric stack or the shell mold.
Um Verschmutzungen oder ein Verziehen des Fasergewebestapels zu vermeiden oder um ein optimiertes Einformen des Fasergewebestapels in die Formschale zu gewährleisten, wäre es von Vorteil, zwischen dem To avoid soiling or distortion of the fiber fabric stack or to ensure an optimized molding of the fiber fabric stack in the shell mold, it would be advantageous to between the
Fasergewebestapel und dem Auflagetisch respektive den Drapierwerkzeugen ein Zwischenband vorzusehen. Das Zwischenband kann eine drapierfähige Textillage oder ein Kunststoffband sein, das sich vorzugsweise mit einer Zugvorrichtung über Umlenkrollen gespannt halten lässt, insbesondere während des Einbringens des Fasergewebestapels in die Formschale. Durch ein derartiges Zwischenband können größere Abstände zwischen den Drapierwerkzeugen ermöglicht werden. Dazu kommt, dass eventuell auftretende Relativbewegungen zwischen Fasergewebestapel und Fiber fabric stack and the support table or the Drapierwerkzeugen provide an intermediate band. The intermediate band can be a drapable textile layer or a plastic band, which can preferably be held taut by means of a pulling device via deflection rollers, in particular during the introduction of the fiber tissue stack into the shell mold. By such an intermediate band larger distances between the Drape tools are enabled. In addition comes that possibly occurring relative movements between fiber fabric pile and
Drapierwerkzeugen beim Einfahren der Drapierwerkzeuge in die Formschale zwischen dem Zwischenband und den Drapierwerkzeugen stattfinden, sodass der Fasergewebestapel in sich selbst möglichst stabil bleibt. Drape tools when retracting the Drapierwerkzeuge held in the shell mold between the intermediate belt and the Drapierwerkzeugen so that the fiber fabric stack remains as stable as possible in itself.
Vor, während oder nach erfolgtem Schwenkvorgang der Drapiervorrichtung mit der Formschale kann die Formschale beheizt werden, um den Binder oder eine Harzschicht zum Verkleben innerhalb des Fasergewebestapels zu aktivieren. Bei Verwendung eines thermoplastischen Bindematerials wird beispielsweise zur Beheizung (Verflüssigung des Binders) auch noch anschließend gekühlt (Verfestigung des Binders). Bereits während einer Teilaushärtung des Before, during or after the pivoting operation of the draping device with the mold shell, the mold shell can be heated to activate the binder or a resin layer for bonding within the fiber fabric stack. When using a thermoplastic binder material, for example, for heating (liquefaction of the binder) and then cooled (solidification of the binder). Already during partial hardening of the
Fasergewebestapels können die Drapierwerkzeuge wieder in den Auflagetisch einfahren und die Drapiervorrichtung wird wieder zurück in eine Fiber cloth stack can retract the drapery tools back into the support table and the drapery device is returned to one
Aufnahmeposition verschwenkt, damit der Auflagetisch einen neuen Pickup position pivoted so that the support table a new
Fasergewebestapel aufnehmen kann. Während des Vorganges kann das Zwischenband je nach Anforderung entspannt werden. Nach Entnahme des Vorformlings aus der Formschale durch eine Hand oder einen Industrieroboter wird die Formschale ebenfalls wieder für den nächsten Umformvorgang in Richtung der Drapiervorrichtung verschwenkt. Und der nächste  Can accommodate fiber fabric pile. During the process, the intermediate belt can be relaxed depending on the requirement. After removal of the preform from the shell mold by a hand or an industrial robot, the mold shell is also pivoted again for the next forming process in the direction of the draping device. And the next one
Umformvorgang kann beginnen. Forming process can begin.
Natürlich wäre es denkbar, die Formschale in das Gesamtkonzept der Anlage einzubinden und als Formenträger und als Zwischenlager während des Of course, it would be conceivable to incorporate the shell into the overall concept of the plant and as a mold carrier and as an intermediate storage during the
Transports zu verwenden, wobei vorzugsweise mehrere Formschalen in der Anlage Verwendung finden. Transports to use, preferably using several shells in the system use.
In einer Erweiterung können für sehr komplexe Fasergewebestapel diese auf einem Auflagetisch einer in einer Aufnahmeposition stehenden In an extension, for very complex fiber fabric stacks, these can be placed on a support table in a receiving position
Drapiervorrichtung platziert werden, wobei anschließend eine Formschale derart in eine Aufnahmeposition verfahren wird, dass sich der Fasergewebestapel zwischen dem Auflagetisch und der Formschale befindet, dass anschließend zumindest ein Drapierwerkzeug aus dem Auflagetisch im Wesentlichen entgegen der Gewichtskraft ausgefahren wird und dabei der Fasergewebestapel zumindest teilweise in die Formschale eingebracht wird, dass nach dem Einbringen in die Formschale die Drapiervorrichtung Draping device are placed, followed by a mold shell is moved so in a receiving position that the fiber fabric stack is between the support table and the shell mold, then at least one Drapierwerkzeug is extended from the support table substantially against the weight and thereby the fiber fabric stack is at least partially introduced into the shell mold that after insertion into the mold shell the draping device
zusammen mit der Formschale um einen Schwenkwinkel α derart verschwenkt wird, is pivoted together with the mold shell by a pivot angle α such
dass das Fasergewebestapel aufgrund der Gewichtskraft in der Formschale verbleibt, dass anschließend die Drapiervorrichtung wieder in die that the fiber fabric stack remains due to the weight in the mold shell, then that the draping back into the
Aufnahmeposition zur Aufnahme eines weiteren Fasergewebestapels verschwenkt wird und dass die Formschale der Drapiervorrichtung nach Entnahme oder Abgabe des zumindest teilweise ausgehärteten Vorformlings in die Aufnahmeposition verschwenkt wird. Receiving position for receiving a further fiber fabric stack is pivoted and that the mold shell of the draping device is pivoted after removal or delivery of the at least partially cured preform in the receiving position.
Um die Umformung des Fasergewebestapels in eine Kavitäten aufweisende Formschale zu verbessern, müssen folgende Punkte dringend beachtet werden: In order to improve the transformation of the fiber fabric stack into a cavity-containing mold shell, the following points must be observed urgently:
- es darf kein unzulässiger Zug auf den Fasergewebestapel gelangen, da sich sonst die Struktur (Faserorientierung und Regelmäßigkeit) verziehen könnte oder der Fasergewebestapel Risse bekommt.  - no undue tension should be allowed on the fiber pile, as otherwise the structure (fiber orientation and regularity) could warp or the fiber pile becomes cracked.
- Es dürfen keine Faltenbildung oder Überwerfungen beim Drapieren des Fasergewebestapels in Bauteilvertiefungen entstehen.  - There should be no wrinkling or jolts when draping the fiber fabric stack in component recesses.
- Nach Wunsch kann der Fasergewebestapel spannungsarm oder mit einer gezielt definierten Spannung fixiert werden.  - If desired, the fiber fabric stack can be fixed stress-relieved or with a specifically defined tension.
Um dieses zu erreichen wird der Fasergewebestapel flächig auf den To achieve this, the fiber fabric stack is flat on the
Auflagetisch abgelegt. Ggf. ist eine zusätzliche Drapierunterlage z.B. Placed on the support table. Possibly. is an additional drape pad, e.g.
einer Zwischenfolie oder eines gespannten Textils zwischen den Drapierwerkzeugen und dem Fasergewebestapel notwendig, um eine gleitfreudige Unterlage zu schaffen. an intermediate foil or a tensioned textile between the Drapery tools and the fiber fabric stack necessary to create a slippery surface.
Vorzugsweise fährt einer oder mehrere Fixierstempel aus und klemmt den Fasergewebestapel an der Stelle, wo keine Verschiebungen stattfinden sollen, wonach schließlich Drapierwerkzeuge aus Schaumstoff den Preferably, one or more locating punches will extend and pinch the fibrous tissue stack at the location where no displacements are to take place, after which foam draping tools finally terminate
Fasergewebestapel in die Vertiefungen drücken. Die Formspitzen aus Press fibrous tissue stacks into the wells. The form tips off
Schaumstoffformteilen sind so beschaffen, dass an den seitlichen Wänden zur Formschale der Fasergewebestapel nicht geklemmt wird, sondern frei beweglich ist und beliebig von den Seiten nachgleiten kann. Nachdem dieFoam moldings are designed so that is not clamped on the side walls of the shell of the fiber fabric pile, but is free to move and can slide from the sides as desired. after the
Drapierwerkzeuge auf dem Boden auftreffen, wird ein Anpressdruck aufgebaut und der ausreichend harte aber flexible Kunststoff verformt sich, wodurch dieser zur Seite ausweicht und somit auch das Gelege respektive den Draping tools hit the ground, a contact pressure is built up and the sufficiently hard but flexible plastic deforms, causing it to dodge to the side and thus also the scrim respectively the
Fasergewebestapel gegen die Wandsektionen oder äquivalenten 3D-Konturen presst. In diesem Endzustand kann nun der Binder bereits mittels Fiber fabric pile against the wall sections or equivalent 3D contours presses. In this final state, the binder can now by means of
Temperatureinwirkung aktiviert und der Fasergewebestapel in der Formschale fixiert werden. Nach der Drehung oder einer Fixierung werden die  Temperature action activated and fixed the fiber fabric stack in the shell mold. After rotation or fixation, the
Drapierwerkzeuge wieder zurückgezogen. Ggf. kann zur Vermeidung von Faserverschiebungen, vor dem Zurückziehen, der Schaumstoff durch Anlegen von Unterdruck oder Vakuum weiter geschrumpft werden. Dies bedingt natürlich eine geschlossene Schaumstoff-Oberfläche. Um das Fließverhalten des Fasergewebestapels während des Einbettens in die Formschale weiter zu verbessern, ist es auch denkbar, dass auf der Seite der Formschale an vorgegebenen Stellen, vorzugsweise Vertiefungen, Reibungsmittel oder beispielsweise einfach nur Schaumstoffe angeordnet sind. Kommt der Draping tools withdrawn again. Possibly. can be further shrunk by applying vacuum or vacuum to avoid fiber shifts, before retraction, the foam. Of course, this requires a closed foam surface. In order to further improve the flow behavior of the fiber fabric stack during embedding in the shell mold, it is also conceivable that on the side of the shell mold at predetermined locations, preferably depressions, friction means or, for example, just foams are arranged. He comes
Fasergewebestapel mit diesem in Kontakt, wird er dort geklemmt und das Flies- oder Rutschverhalten wird verringert oder ausgeschaltet. Über den Druck der korrespondierenden Fixierstempel oder Drapierwerkzeuge kann die Fiber fabric stack in contact with this, it is clamped there and the flow or slip behavior is reduced or eliminated. About the pressure of the corresponding Fixierstempel or Drapierwerkzeuge can
Umformung genau gesteuert werden. Je nach Komplexität des Bauteils können mit dem oben beschriebenen Forming be controlled precisely. Depending on the complexity of the component can be described with the above
Grundkonzept einzelne Drapierschritte mit einzeln steuerbaren Basic concept individual draping steps with individually controllable
Drapierwerkzeugen und/oder Fixierstempeln schrittweise durchgeführt werden. Mit einem Zwischenband aus Folie oder Textil können die sich ergebenden Relativbewegungen zwischen Drapierwerkzeug und Fasergewebestapel vom Fasergewebestapel ferngehalten und dadurch unerwünschte Draping tools and / or Fixierstempeln be carried out step by step. With an intermediate band made of film or textile, the resulting relative movements between Drapierwerkzeug and fiber fabric stack can be kept away from the fiber fabric stack and thereby undesirable
Faserverschiebungen vermieden werden. Hierzu wird das Zwischenband beispielsweise mit Zugvorrichtungen gezielt gespannt und entspannt. So kann, z. B. beim Zurückziehen der Drapierwerkzeuge, die Spannung verringert oder abgeschaltet werden, um Anpresskraft an den Umlenkstellen zu vermeiden. Die Formspitzen können schließlich als Schaumstoffform körper über Fiber shifts are avoided. For this purpose, the intermediate band is specifically stretched and relaxed, for example, with traction devices. So can, for. B. when pulling back the Drapierwerkzeuge, the voltage can be reduced or switched off to avoid contact pressure at the deflection. The mold tips can finally over as foam form body
Unterdruck oder Vakuum oder auch entgegengesetzt mittels Druckluft in ihrer Form änderbar ausgeführt sein. Vacuum or vacuum or oppositely executed by means of compressed air in their form changeable.
Es ergeben sich also hinsichtlich der Ansteuerbarkeit folgende Vorteile: In terms of controllability, the following advantages result:
Angepasst an die Umformkontur respektive die Formschale können die Adapted to the forming contour or the mold shell, the
Drapierwerkzeuge oder die Fixierstempel in vorteilhafter und beliebiger Draping tools or fixing punches in advantageous and arbitrary
Reihenfolge angesteuert werden, um von innen nach außen (zu den Order to be driven from the inside out (to the
Randbereichen) den Fasergewebestapel zu drapieren und Verspannungen zu vermeiden. Hierzu kann mittels moderner Simulationsprogramme ein Edge areas) to drape the fiber fabric pile and to avoid tension. This can be done using modern simulation programs
entsprechender Modus gefunden werden, der eine optimale Verschiebung oder Umformung von 2D-Schichten auf eine dreidimensionale Kontur ermöglicht. Vorzugsweise ist der Auflagetisch hierzu in Form einer Matrix mit corresponding mode can be found, which allows an optimal shift or transformation of 2D layers to a three-dimensional contour. Preferably, the support table is in the form of a matrix with this
Drapierwerkzeugen versehen, die wahlweise als Drapierwerkzeug oder Drape tools provided, either as a draping tool or
Fixierstempel wirken können. In Verbindung mit flexiblen Schaumstoffformteilen als Formspitze an den Drapierwerkzeugen, vorzugsweise mit Untermaß gegenüber der Kontur, die sich erst nach stirnseitigem Kontakt mit der  Fixierstempel can act. In connection with flexible foam moldings as a shaping tip on the draping tools, preferably with undersize relative to the contour, which only after contact with the face
Vertiefung der Formschale nach außen verformen und den Fasergewebestapel an die Vertiefungswände anpressen, ergibt sich die Möglichkeit nahezu jede 3D-Kontur anzufahren. Deformation of the mold shell outward deform and the fiber fabric stack Press on the well walls, the possibility arises to approach almost any 3D contour.
Auch ist es möglich, für die Versteifung des Fasergewebestapels diesen zumindest teilweise mittels einzubringender Nähte zu fixieren. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn Einzellagen, Lagerpakete und/oder der It is also possible for the stiffening of the fiber fabric stack to fix these at least partially by means of seams to be introduced. This is particularly useful when individual layers, storage packages and / or the
Fasergewebestapel selbst entsprechend der Außen- und/oder der Innenkontur des Vorformlings gebildet und anschließend zugeschnitten wird. Zur Fixierung ist es auch notwendig, dass zwischen zumindest zwei Schichten des Fasergewebestapels während des Zusammenlegens zumindest teilweise ein aushärtbares Bindemittel eingebracht wird, wobei dementsprechend der Fasergewebestapel aus zumindest zwei Schichten besteht und Fiber fabric stack itself formed according to the outer and / or the inner contour of the preform and then cut. For fixing, it is also necessary that at least partially a curable binder is introduced between at least two layers of the fiber fabric stack during the folding, wherein accordingly the fiber fabric stack consists of at least two layers and
zusammengelegt wird. Vorzugsweise wird zumindest eine Schicht von einer Rolle abgeschnitten. is merged. Preferably, at least one layer is cut from a roll.
Um ein besseres Ergebnis bei der Umformung zu erzielen, wäre es von Vorteil als Zwischenband ein, vorzugsweise gleitfreudiges, Kunststoffband oder ein, vorzugsweise gleitfreudiges, Textiltuch zu verwenden. In order to achieve a better result in the forming, it would be advantageous to use as an intermediate band, preferably slippery, plastic band or a, preferably slippery, textile cloth.
Ein optionales Zwischenband kann zwischen dem Fasergewebestapel und der Formschale und/oder der Drapiervorrichtung angeordnet sein. An optional intermediate band may be arranged between the fiber fabric stack and the shell mold and / or the draping device.
Eine Formschale weist vorzugsweise Mittel zur Einleitung von Heiß- und/oder Kaltluft in den Fasergewebestapel auf, die beispielsweise auch aus zumindest einem Peltierelement zur Beheizung und/oder zur Kühlung des A mold shell preferably has means for the introduction of hot and / or cold air in the fiber fabric stack, for example, from at least one Peltier element for heating and / or for cooling the
Fasergewebestapels bestehen können. Fiber tissue stack can exist.
In vorteilhafter Weise kann bei dem Verfahren durch die sich vergrößernde Kontaktfläche der Fasergewebestapel zumindest teilweise mehr an die Kontur der Formschale angedrückt werden, wobei das schonend und unter möglichen Nachzieheffekten für den Fasergewebestapel durchgeführt wird. Dabei kann sich die Formspitze im Wesentlichen bei Erweiterung von der ersten zur zweiten Kontaktfläche an die bei der Kontaktfläche vorliegende Kontur der Formschale anpassen. Vorzugsweise wird dabei eine Formspitze verwendet, die in ihrem Querschnitt auf Seite des Fasergewebestapels größer ausgeführt ist als auf der Seite der Drapiervorrichtung. Besonders bevorzugt wird die Formspitze als eine mittels Fluiden veränderbare Membrane ausgeführt. Advantageously, in the method by the increasing contact surface of the fiber fabric stack at least partially more to the contour the mold shell are pressed, which is carried out gently and under possible Nachzieheffekten for the fiber fabric stack. In this case, the shape tip can essentially adapt to the contour of the mold shell present at the contact surface when expanding from the first to the second contact surface. Preferably, a mold tip is used, which is made larger in its cross section on the side of the fiber fabric stack than on the side of the draping device. Particularly preferably, the mold tip is designed as a fluid-changeable membrane.
Alternativ, ggf. auch kumulativ, kann eine Formspitze anteilig aus Schaumstoff und ein gegenüber dem Schaumstoff härteres Material Verwendung finden. Alternatively, if necessary, cumulatively, a mold tip proportionally of foam and a material harder with respect to the foam can be used.
Unter den Kontaktflächen versteht die Erfindung folgende Zusammenhänge: Eine erste Kontaktfläche bildet sich aus, wenn die Formspitze den Under the contact surfaces, the invention understands the following relationships: A first contact surface is formed when the shape of the tip
Fasergewebestapel berührt. Die zweite Kontaktfläche bildet sich aus, wenn der Fasergewebestapel durch die Formspitze in Richtung der Formschale geschoben wird, wobei die Kontaktfläche sich unter Umständen während des Verschiebens vergrößern oder auch gleichbleiben kann. Nach Kontakt der Formspitze mit der Formschale und dazwischenliegendem Fasergewebestapel ergibt sich bei stärkerem Anpressdruck durch die Stellglieder die Konsequenz, dass die Formspitze verformt wird. Es bildet sich eine dritte Kontaktfläche aus, die nur durch die Verformung der Formspitze entsteht und größer oder gleich sein muss als die zweite Kontaktfläche vor dem Eintritt in die Fiber fabric pile touched. The second contact surface is formed when the fiber fabric stack is pushed by the shaping tip in the direction of the shell mold, wherein the contact surface may increase or remain constant during the displacement under certain circumstances. After contact of the mold tip with the shell mold and intervening fiber fabric stack resulting in greater contact pressure by the actuators, the consequence that the mold tip is deformed. It forms a third contact surface, which arises only by the deformation of the mold tip and must be greater than or equal to the second contact surface before entering the
Verformungsphase. Die Formspitze sollte also im Wesentlichen die Geometrie der auszuformenden Bauteilkontur annehmen, wobei die unverformte Form der Formspitze, zumindest an den Seitenflächen (vom äußeren Ende in Richtung Deformation phase. The shaping tip should therefore essentially assume the geometry of the component contour to be formed, wherein the undeformed shape of the molding tip, at least on the side surfaces (from the outer end in the direction
Drapiervorrichtung) im Querschnitt kleiner ausgeführt ist, damit beim Einfahren in Richtung Formschale der Fasergewebestapel nicht zwischen der Formspitze seitlich und der Formschale geklemmt wird. Die Formspitze sollte an den zur Formschale korrespondierenden Flächen kleinere Krümmungsradien Draping device) is made smaller in cross-section, so that when driving in the direction of the shell shape of the fiber fabric stack is not clamped between the mold tip side and the shell mold. The shape tip should be at the for Mold shell corresponding surfaces smaller radii of curvature
aufweisen als die Formschale selbst. Bei zunehmendem Anpressdruck wird die Formspitze sich durch eine elastische und reversible Verformung teilweise oder nahezu vollständig an die Formschale anlegen und den Fasergewebestapel einklemmen. As the mold shell itself increases, the mold tip will be partly or almost completely applied to the mold shell by elastic and reversible deformation and the fiber fabric stack will be pinched.
Die Formspitze kann als aufblasbare Membrane ausgeführt sein oder mit anderen Fluiden hinsichtlich ihrer elastischen Verformbarkeit einstellbar sein. Auch lässt sich damit der Anpressdruck und/oder sogar der Temperatureintrag in den Fasergewebestapel einstellen. Die Formspitze kann schließlich auch nur partiell aus Schaumstoff ausgeführt und der restliche Bereich aus einem gegenüber dem Schaumstoff härteren Werkstoff hergestellt sein. The shaping tip can be embodied as an inflatable membrane or be adjustable with respect to its elastic deformability with other fluids. Also can thus adjust the contact pressure and / or even the temperature entry in the fiber fabric stack. Finally, the shaping tip can also be made of foam only partially and the remaining region made of a material harder than the foam.
Es wäre auch von Vorteil, wenn nach dem Setzen des ersten It would also be beneficial if after setting the first
Drapierwerkzeugs die nachfolgend ausfahrenden Drapierwerkzeuge von dem Fixierpunkt der Reihe nach in Richtung Außen- oder der Innenkontur Draping tool, the subsequent extending Drapierwerkzeuge from the fixing point in the direction of the outer or the inner contour
verwendet werden. be used.
Vorzugsweise können die Stellglieder zum Verfahren der Drapierwerkzeuge als druck- oder wegsteuerbare Linearantrieb ausgeführt werden Preferably, the actuators for moving the draping tools can be designed as a pressure or travel-controllable linear drive
(Kolbenzylinderanordnungen oder Spindelantriebe). (Piston cylinder arrangements or spindle drives).
Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen, welche einzeln oder in Further advantageous measures and embodiments of the subject matter of the invention will become apparent from the subclaims, which individually or in
Kombination miteinander einsetzbar sind, und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor. Die folgenden Darstellungen sind nicht direkt als Combination can be used together, and the following description with the drawing. The following representations are not directly as
Einzelfalllösungen anzusehen, sondern enthalten in Teilen auch allgemeine Hinweise und Aufgabenlösungen. Es zeigen schematisch: Figur 1 eine Vorrichtung zur Herstellung von Vorform lingen, bestehend aus einer Drapiervorrichtung mit einem Auflagetisch und einer zugehörigen Formschale in Aufnahmeposition, wobei derTo look at individual case solutions, but also contain in parts and general instructions and task solutions. They show schematically: Figure 1 shows a device for the production of preform lingen, consisting of a draping device with a support table and an associated shell mold in the receiving position, wherein the
Fasergewebestapel bereits fertig ausgebildet auf dem Auflagetisch zur Umformung bereit liegt; Fiber fabric stack already finished formed on the support table for forming is ready;
Figur 2 die Umformung des Fasergewebestapels durch die  Figure 2 shows the deformation of the fiber fabric stack through the
Drapierwerkzeuge der Drapiervorrichtung nach Figur 1 ; Figur 3 das Verschwenken (um einen Schwenkwinkel a) der gesamten  Draping tools of the draping device of Figure 1; Figure 3 shows the pivoting (by a pivoting angle a) of the entire
Vorrichtung (Drapiervorrichtung mit Formschale) um einen Rahmen aus der Aufnahmeposition in eine Aushärte- und/oder  Device (Drape device with shell mold) to a frame from the receiving position in a curing and / or
Ausgebeposition;  Dispensing position;
Figur 4 das Zurückschwenken (um einen Schwenkwinkel a) der Figure 4, the pivoting back (by a pivot angle a) of
Drapiervorrichtung in die Aufnahmeposition zur Aufnahme eines neuen Fasergewebestapels, wobei ein Industrieroboter zur  Draping device in the receiving position for receiving a new fiber fabric stack, wherein an industrial robot for
Aufnahme des Vorformlings aus der Formschale heraus und zur Receiving the preform from the shell mold and the
Weitergabe des Vorformlings an einen Stapel oder an einePassing the preform to a stack or to a
Formpresse bereit steht; Molding press is ready;
Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Drehwinkel um die Figure 5 shows another embodiment with a rotation angle to the
Drapiervorrichtung respektive die Formschale herum;  Draping device respectively the shell mold;
Figur 6 eine Draufsicht auf einen Auflagetisch mit den beispielhaften Figure 6 is a plan view of a support table with the example
Drapierwerkzeugen;  Drapierwerkzeugen;
Figur 7 eine vergrößerte schematische Schnittansicht durch den Figure 7 is an enlarged schematic sectional view through the
Auflagetisch der Drapiervorrichtung mit einem zusätzlichen Pad of the draping device with an additional
Fixierstempel zwischen zwei Drapierwerkzeugen mit und einem noch ursprünglichen Fasergewebestapel in einer im Wesentlichen ebenen Grundform; Fixing punches between two Drapierwerkzeugen with and a still original fiber fabric stack in a substantially planar basic form;
Figur 8 die Drapiervorrichtung nach Figur 7 mit ausgefahrenen FIG. 8 shows the draping device according to FIG
Drapierwerkzeugen und in Eingriff stehenden Drapierspitzen am tiefsten Bereich der Formschale; Figur 9 die Drapiervorrichtung nach Figur 8 mit ausgefahrenenDraping tools and engaging drapery tips at the lowest area of the shell; FIG. 9 the draping device according to FIG. 8 with extended one
Drapierwerkzeugen und verformten Drapierspitzen zur Aufbringung eines Anpressdruckes auch seitlich der Drapierspitzen in einer Vertiefung der Formschale; Draping tools and deformed drapery tips for applying a contact pressure also laterally of the drape tips in a recess of the shell mold;
Figur 10 in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Drapiervorrichtung mit mittels Fluiden in ihrer Größe veränderbaren Drapierspitzen; FIG. 10 shows, in a further exemplary embodiment, a draping device with drapery tips which can be changed in size by means of fluids;
Figur 1 1 eine nochmals vergrößerte Darstellung eines Drapierwerkzeuges und einer in einer Formschale korrespondierenden Vertiefung mit einem flexiblem Gegenlager der Formschale zur Fixierung des Fasergewebestapels in der Mitte der Vertiefung während des Figure 1 1 is a further enlarged view of a Drapierwerkzeuges and a corresponding shape in a shell depression with a flexible abutment of the shell mold for fixing the fiber tissue stack in the middle of the recess during the
Einbringens des Fasergewebestapels in die Formschale;Introducing the fiber tissue stack into the shell mold;
Figur 12 das beispielhafte Ergebnis nach dem Einbringen des FIG. 12 shows the exemplary result after introduction of the
Fasergewebestapels in die Formschale nach Figur 1 1 ; und die Fiber tissue stack in the mold shell of Figure 1 1; and the
Figur 13 bis 15 zeigen ein Beispiel für eine variierte Ansteuerung mehrere FIGS. 13 to 15 show an example of a varied drive
Drapierwerkzeuge mit an die Formschale angepassten Formspitzen.  Draping tools with mold tips adapted to the mold shell.
Die Figuren zeigen eine Vorrichtung, die auch zur Durchführung des The figures show a device which is also used to carry out the
Verfahrens geeignet ist, aber auch eigenständig ausgeführt und betrieben werden kann. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Method is suitable, but can also be executed and operated independently. Here, the same reference numerals designate the same or similar components.
Eine beispielhafte Vorrichtung 1 zur Herstellung von Vorformlingen 6 besteht nach Figur 1 aus einer Drapiervorrichtung 2 mit einem Auflagetisch 4 und einer zugehörigen Formschale 5. In vorliegendem Fall liegt der Fasergewebestapel 3 bereits fertig ausgebildet auf dem Auflagetisch 4 zur Umformung bereit. Die Drapierwerkzeuge 8 sind dabei in einem eingefahrenen Zustand innerhalb respektive unterhalb des Auflagetisches 4, auf dem der Fasergewebestapel 3 aufgrund der Gewichtskraft N ruhig zu liegen kommt, dargestellt. In einer besonders vorteilhaften Variante befindet sich zwischen dem An exemplary apparatus 1 for the production of preforms 6 according to Figure 1 consists of a drapery device 2 with a support table 4 and an associated shell mold 5. In the present case, the fiber fabric stack 3 is already finished on the support table 4 ready for reshaping. The draping tools 8 are in a retracted state within respectively below the support table 4, on which the fiber fabric stack 3 comes to rest due to the weight N, shown. In a particularly advantageous variant is located between the
Fasergewebestapel 3 und dem Auflagetisch 4 ein Zwischenband 7. Das Zwischenband 7 hat hier die Aufgabe, zwischen den Drapierwerkzeugen 8 als verbindendes Krafteinbringelement für die Umformung des Fiber fabric stack 3 and the support table 4 an intermediate band 7. Das Intermediate belt 7 has the task here, between the Drapierwerkzeugen 8 as a connecting force introduction element for the transformation of
Fasergewebestapels 3 zu dienen und ist aus diesem Grund auch vorzugsweise über eine Zugvorrichtung 9 spannbar und beispielsweise über Umlenkrollen 13 geführt. Die Drapierwerkzeuge 8 in der Drapiervorrichtung 2 bestehen üblicherweise aus Linearförderern, hier Kolbenzylinderanordnungen 15, die es ermöglichen, die entsprechend der Kontur der Formschale 5 respektive entsprechend der Kontur des Vorformlings 6 angepassten Enden der Fiber cloth stack 3 to serve and is for this reason also preferably via a traction device 9 tensioned and guided, for example via deflection rollers 13. The draping tools 8 in the draping device 2 usually consist of linear conveyors, in this case piston-cylinder arrangements 15, which make it possible to adjust the ends of the form-fitting 5 respectively corresponding to the contour of the preform 6
Drapierwerkzeuge 8 in Richtung oder von der Formschale 5 weg zu bewegen. Auf Seiten des Fasergewebestapels 3 können die Drapierwerkzeuge 8 flexible Druckelemente, beispielsweise Schaumstoffe, aufweisen, die vorzugsweise abschnittsweise in ihrer Kontur an die Formschale 5 bzw. an den Bereich der Formschale 5, den es zu drapieren gilt, angepasst sind. In einer in späteren Figuren dargestellten Form weisen die Druckelemente spezielle Formen auf, die bei Druck durch die Kolbenzylinderanordnungen 15 ihre Form beim Drape tools 8 toward or away from the shell mold 5 away. On the side of the fiber fabric stack 3, the draping tools 8 can have flexible pressure elements, for example foams, which are preferably adapted in sections to the shape shell 5 or to the area of the shell 5 to which it is to be draped. In a form shown in later figures, the printing elements have special shapes which, when pressed by the piston-cylinder assemblies 15, take on their shape
Anlegen an die Formschale 5 verändern. Die Drapiervorrichtung 2 ist vorzugsweise an einem mit dem Boden fest verbundenem Rahmen 10 über eine Schwenkachse 12 beweglich angeordnet. Auch die Formschale 5 weist eine Verbindung zur Schwenkachse 12 über eine Halterung 1 1 auf, sodass die Formschale 5 und die Drapiervorrichtung 2 um die Schwenkachse 12 synchron verschwenkbar angeordnet sind. Change application to the shell mold 5. The draping device 2 is preferably arranged movably on a frame 10 fixedly connected to the floor via a pivot axis 12. Also, the shell mold 5 has a connection to the pivot axis 12 via a holder 1 1, so that the shell mold 5 and the draping device 2 are arranged synchronously about the pivot axis 12 pivotally.
Ist nun der Fasergewebestapel 3 auf dem Auflagetisch 4 platziert und die Formschale 5 in Position, siehe Darstellung in Figur 2, werden die Now is the fiber fabric stack 3 placed on the support table 4 and the mold shell 5 in position, see illustration in Figure 2, the
Drapierwerkzeuge 8 mittels der Kolbenzylinderanordnungen 15, vorzugsweise entgegen der Gewichtskraft N, aus dem Auflagetisch 4 ausgefahren und drücken den Fasergewebestapel 3 in die Formschale 5. Das optionale Draping tools 8 by means of the piston cylinder assemblies 15, preferably against the weight N, extended from the support table 4 and press the fiber fabric stack 3 in the mold shell 5. The optional
Zwischenband 7 überbrückt dabei eventuell vorhandene Abstände zwischen den einzelnen Drapierwerkzeugen 8 und sorgt auch für einen Rückhalt kleinster Fasergewebestapelanteile. Gleichzeitig ist das Zwischenband 7 sinnvoll aufgrund der Reinigungsproblematik. Das Zwischenband 7 kann aber auch im Sinne eines Förderbandes zum Transport des Fasergewebestapels 3 aus und in die Vorrichtung 1 respektive auf die Drapiervorrichtung 2 benutzt werden. Intermediate belt 7 bridges possibly existing distances between the individual Drapierwerkzeugen 8 and also ensures a backing of the smallest fiber fabric stack shares. At the same time, the intermediate band 7 useful due to the cleaning problem. However, the intermediate belt 7 can also be used in the sense of a conveyor belt for transporting the fiber fabric stack 3 out of and into the device 1 or onto the draping device 2.
Ist der Fasergewebestapel 3 im Wesentlichen umgeformt und in die If the fiber fabric stack 3 is substantially transformed and in the
Formschale 5 eingebracht, wird nach Figur 3 das Verschwenken um einen Schwenkwinkel α der gesamten Vorrichtung 1 (Drapiervorrichtung 2 mit Formschale 5) um den Rahmen 10, respektive die Schwenkachse 12, aus der Aufnahmeposition in eine Aushärte- und/oder Ausgebeposition durchgeführt. In vorteilhafter Weise ist der Fasergewebestapel 3 immer noch in der Formschale 5 durch die Drapiervorrichtung 2 fixiert, wodurch während des Forming shell 5 is introduced, according to Figure 3, the pivoting about a pivot angle α of the entire device 1 (Drapiervorrichtung 2 with shell 5) to the frame 10, respectively the pivot axis 12, carried out from the receiving position to a curing and / or Auslegeposition. Advantageously, the fiber fabric stack 3 is still fixed in the mold shell 5 by the draping device 2, whereby during the
Schwenkvorganges das Aushärten des vorhandenen Binders teilweise oder vollständig durchgeführt werden kann. Alternativ wäre auch denkbar, dass die Drapiervorrichtung 2 nach Erreichen einer Position der Formschale 5, in der der Fasergewebestapel 3 ordentlich drapiert liegt und durch die Gewichtskraft N selbsttätig an seiner Position gehalten wird, bereits wieder beginnt in Pivoting process, the curing of the existing binder can be carried out partially or completely. Alternatively, it would also be conceivable for the draping device 2 to already start again after reaching a position of the form shell 5 in which the fiber fabric stack 3 is neatly draped and is held automatically in its position by the weight force N
Richtung Aufnahmeposition zurück zu schwenken. Die Aushärtung kann dann auch durch externe in die belegte Formschale 5 einfahrende Heizeinrichtungen oder Verschweiß- respektive Vernäheinrichtungen durchgeführt werden (nicht dargestellt). Auch ist nur eine partielle Aushärtung in der Formschale 5 denkbar. Swing back towards the pickup position. The curing can then be carried out by external in the occupied shell mold 5 retracting heaters or welding respectively Vernäheinrichtungen (not shown). Also, only a partial curing in the shell mold 5 is conceivable.
Durch das Zurückschwenken, beispielsweise nur des Auflagetisches 4, der Drapiervorrichtung 2 um einen Schwenkwinkel α in die Aufnahmeposition nach Figur 4 zur Aufnahme eines neuen Fasergewebestapels 3 zur Durchführung der vorherigen Verfahrensschritte wird Platz an dem Vorformling 6 frei, sodass ein Industrieroboter 14 zur Aufnahme des Vorformlings 6 aus der Formschale 5 heranfahren kann, der zur Weitergabe des Vorformlings 6 an einen Stapel oder an eine Formpresse bereit steht (nicht dargestellt). Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel in einem Vorher-Nachher- Vergleich, wie mit einem Drehwinkel α eine Drehung durchgeführt wird, sodass nach der Drapierung (Figur 5 links) mit der Formschale 5 oben die Formschale 5 um 180° gedreht ist und nun unterhalb des Auflagetisches 4 liegt, wobei während der Drehung die Drapierwerkzeuge 8 ausgefahren den By pivoting back, for example, only the support table 4, the drapery device 2 by a pivot angle α in the receiving position of Figure 4 for receiving a new fiber fabric stack 3 to carry out the previous process steps is free space on the preform 6, so that an industrial robot 14 for receiving the preform 6 can approach from the shell mold 5, which is ready for passing the preform 6 to a stack or to a molding press (not shown). Figure 5 shows a further embodiment in a before-after comparison, as with a rotation angle α rotation is performed so that after the draping (Figure 5 left) with the shell mold 5 above the shell mold 5 is rotated by 180 ° and now below the Supporting table 4 is located, wherein during the rotation, the draping tools 8 extended the
Fasergewebestapel 3 in der Formschale 5 fixiert halten, bis dieser durch die Gewichtskraft N alleine zu liegen kommt (Figur 5 rechts). Dies kann je nach Platzbedarf oder anlagentechnischen Anforderungen eine mögliche Variante darstellen. Auch ist es denkbar, dass nicht nur eine Formschale 5 für eine Drapiervorrichtung 2 eingesetzt wird, sondern mehrere, die gleichzeitig als Lager- oder als Transportschalen dienen. Es hat sich gezeigt, dass ein  Keep fiber cloth stack 3 fixed in the mold shell 5 until it comes to lie alone by the weight force N (FIG. 5, right). This can be a possible variant, depending on space requirements or system requirements. It is also conceivable that not only a mold shell 5 is used for a draping device 2, but several, which also serve as a storage or transport trays. It has been shown that one
Schwenken oder Drehen um 180° die vorteilhafteste Lösung darstellt, wobei es Anwendungsfälle geben mag, die auch einen geringeren Schwenkwinkel α bedingen können. Hervorzuheben wäre natürlich, dass nach dem Schwenken die Gewichtskraft N den Fasergewebestapel 3 nicht mehr auf die Pivoting or turning by 180 ° represents the most advantageous solution, and there may be applications which may also require a smaller swing angle α. It should be emphasized, of course, that after pivoting the weight N the fiber fabric stack 3 is no longer on the
Drapiervorrichtung 2, beziehungsweise deren Auflagetisch 4, drückt, sondern in die Formschale 5.  Draping device 2, or the support table 4, presses, but in the mold shell. 5
Auch wenn die in den Figuren 1 bis 5 angedachte Variante die derart einfachste und unkomplizierteste erscheint, vermag es zum Beispiel bei höherer Produktionsgeschwindigkeit nötig sein, mehrere Formschalen 5 zu verwenden, die sich mit der Aufnahme eines Fasergewebestapels 3 zur partiellen oder vollständigen Aushärtung abwechseln. Die Formschalen 5 könnten auch als einzeln bewegbare Trägerschalen vorgesehen sein, die in eine separate Aushärtevorrichtung fahren, um die Aushärtung fertigzustellen oder auch gleich als Träger bis zur Übergabe in eine Formpresse zur Even if the variant envisaged in FIGS. 1 to 5 appears to be the simplest and most uncomplicated, it may be necessary, for example, at higher production speeds to use a plurality of shell molds 5, which alternate with the reception of a fiber fabric stack 3 for partial or complete curing. The shell molds 5 could also be provided as individually movable carrier shells, which drive in a separate curing device to complete the curing or even as a carrier to the transfer to a molding press for
Durchführung des RTM-Verfahrens verwendet werden. Die Fixierung kann nicht nur durch eine Beheizung der Formschalen 5 und ggf. auch durch eine Kühlung derselben erfolgen, sondern es sind auch andere übliche Implementation of the RTM method. The fixation can be done not only by heating the shell molds 5 and possibly also by cooling the same, but there are also other common
Beheizungen des Fasergewebestapels 3 oder ein Zusammenheften des Fasergewebestapels 3 an neuralgischen Punkten denkbar. Wird auf ein Zwischenband 7 verzichtet, ist bevorzugt vorgesehen, dass die an den Heating the fiber fabric stack 3 or stapling the Fiber tissue stack 3 at neuralgic points conceivable. If an intermediate band 7 is omitted, it is preferably provided that the to the
Auflagetisch 4 angrenzende Schicht (eines Gewebes oder Geleges) des Fasergewebestapels 3 im Wesentlichen flächig und durchgehend ausgeführt wird. Zwischen zumindest zwei Schichten des Fasergewebestapels 3 kann während des Zusammenlegens oder bereits davor zumindest teilweise ein aushärtbares Bindemittel eingebracht werden. Auflagetisch 4 adjacent layer (a fabric or jelly) of the fiber fabric stack 3 is carried out substantially flat and continuous. Between at least two layers of the fiber fabric stack 3, at least partially, a curable binder can be introduced during the folding or already before.
Hinsichtlich des Drapierens wäre noch anzuführen, dass bei mehreren With regard to Drapierens would be to mention that in several
Drapierwerkzeugen 8 diese in vorgegebener Reihenfolge aus dem Auflagetisch 4 ausgefahren werden können, um ein Zerreißen oder zu starkes Verspannen des Fasergewebestapels 3 zu vermeiden. Auch können hierdurch unnötige Falten oder dergleichen vermieden werden. Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf einen Auflagetisch 4 mit einer möglichen Variante an Drapierwerkzeugen 8 und dem optionalen strichliert dargestellten Zwischenband 7. Drapierwerkzeuge 8 these can be extended in a predetermined order from the support table 4 in order to avoid tearing or excessive distortion of the fiber fabric stack 3. This also unnecessary wrinkles or the like can be avoided. FIG. 6 shows a plan view of a support table 4 with a possible variant of draping tools 8 and the optional intermediate belt 7 shown by dashed lines.
Figur 7 zeigt unabhängig von einer ggf. stattfindenden Drehung der FIG. 7 shows, independently of an optionally occurring rotation of the
Drapiervorrichtung Möglichkeiten zur verbesserten Umformung von Draping device Possibilities for improved forming of
Fasergewebestapeln 3 in eine Formschale 5. Dies kann bevorzugt von unten nach oben (entgegen der Gewichtskraft N), aber auch von oben nach unten (mit der Gewichtskraft N) durchgeführt werden, wobei in letzterem Falle das optionale Zwischenband 7 zur Durchführung des Drapierens sehr empfohlen wird, damit der Fasergewebestapel 3 nicht unkontrolliert in die Vertiefungen respektive in die Kontur der Formschale 5 hinein rutscht. In vorliegenden Beispielen der folgenden Figuren 7 bis 15 wurde auf die Darstellung des optionalen Zwischenbandes 7 verzichtet. Wie bereits ausgeführt, soll während des Drapierprozesses ein, vorzugsweise Karbon umfassender,  This can be carried out preferably from bottom to top (against the weight N), but also from top to bottom (with the weight N), in the latter case, the optional intermediate band 7 for performing the draping highly recommended is, so that the fiber fabric stack 3 does not slip uncontrollably in the wells respectively in the contour of the shell mold 5 into it. In the present examples of the following FIGS. 7 to 15, the illustration of the optional intermediate belt 7 has been dispensed with. As already stated, during the draping process a, preferably carbon-comprising,
Fasergelegestapel 3 in eine 3D Kontur verbracht werden. Hierbei soll kein unzulässiger Zug auf den Fasergewebestapel 3 gelangen, da sonst die Fibrous pile 3 can be spent in a 3D contour. This should not get inadmissible train on the fiber fabric stack 3, otherwise the
Struktur (Faserorientierung und Regelmäßigkeit) verzogen werden könnte. Ferner soll eine Faltenbildung verhindert werden. Beim Drapieren des Structure (fiber orientation and regularity) could be warped. Furthermore, wrinkling should be prevented. When draping the
Fasergewebestapels 3 in die Formschale 5 ist es daher wichtig, dass Teile des Fasergewebestapels 3 nahezu zugspannungsfrei nachfließen können. Fiber fabric stack 3 in the shell mold 5, it is therefore important that parts of the fiber fabric stack 3 can flow almost free of tension.
Bevorzugt wird dabei von einem festen Punkt ausgegangen, der beispielsweise an einer Ebene liegen kann, die dem Auflagetisch 4 am nächsten liegt oder im Gegenteil kann zuerst mit einer tieferen Kontur der Formschale 5 begonnen werden, was ggf. am meisten Nachzieheffekte bei dem Fasergewebestapel 3 hervorrufen wird. Ist der Fasergewebestapel 3, wie in Figur 7 dargestellt, an einer Stelle fixiert, in vorliegender Figur 7 mittig mit einem Fixierstempel 17, folgen in vorgegebener Reihenfolge, vorzugsweise benachbarte, In this case, it is preferable to start from a fixed point, which may for example lie on a plane which is closest to the support table 4 or, on the contrary, can first be started with a deeper contour of the mold shell 5, which possibly causes the most retraction effects in the fiber fabric stack 3 becomes. If the fiber fabric stack 3, as shown in FIG. 7, is fixed at one point, in the middle of FIG. 7 with a fixing punch 17, follow in a predetermined sequence, preferably adjacent,
Drapierwerkzeuge 8 nach. Die Drapierwerkzeuge 8 können Formspitzen 16 aufweisen, die flexible Eigenschaften aufweisen und vorzugsweise aus Draping tools 8 after. The draping tools 8 may have mold tips 16 which have and preferably have flexible properties
Schaumstoffformteilen bestehen. Foam moldings exist.
Nach Figur 8 drücken nun die Drapierwerkzeuge 8 mit den Formspitzen 16 einen Teil des Fasergewebestapels 3 in die Vertiefung der Formschale 5. Die Formspitzen 16 sind vorzugsweise als Schaumstoffformteile so beschaffen, dass an den seitlichen Wänden der Formschale 5 der Fasergewebestapel 3 während des Einfahrens in die Kontur nicht geklemmt wird, sondern frei gleiten kann. Damit werden Teile des Fasergewebestapels 3 links und rechts (ggf. auch zusätzlich vorderhalb und hinterhalb der Zeichenebene) in die Kontur eingezogen. Die eingezogenen Bereiche des Fasergewebestapels 3 werden am Rand des Auflagetisches 4 sichtbar und sind in ihrer Länge mit einem E und in Ihrer Einzugsrichtung mit Pfeilen gekennzeichnet. According to Figure 8 now press the Drapierwerkzeuge 8 with the mold tips 16 a portion of the fiber fabric stack 3 in the recess of the mold shell 5. The mold tips 16 are preferably designed as foam moldings so that on the lateral walls of the shell mold 5 of the fiber fabric stack 3 during retraction into the Contour is not clamped, but can slide freely. Thus, parts of the fiber fabric stack 3 left and right (possibly also in front of and behind the plane) are drawn into the contour. The retracted areas of the fiber fabric stack 3 are visible on the edge of the support table 4 and are marked in their length with an E and in their feed direction with arrows.
In Figur 9 zeigt sich der Vorteil von flexiblen Formspitzen 16 der FIG. 9 shows the advantage of flexible mold tips 16
Drapierwerkzeuge 8. Wenn die Drapierwerkzeuge 8 auf dem Boden der Kontur der Formschale 5 auftreffen, wird ein Anpressdruck über die Draping tools 8. When the drapery tools 8 are at the bottom of the contour the mold shell 5 impinge, a contact pressure on the
Kolbenzylinderanordnungen 15 aufgebaut und die Formspitze 16 verformt sich, wodurch sie zur Seite ausweicht und somit auch den Fasergewebestapels 3 gegen die Wandsektionen oder sonstige 3D Konturen der Formschale 5 presst. In diesem Endzustand wird nun der Fasergewebestapel 3 gehalten und beispielsweise ein Binder aktiviert. Bei bestimmten Bauteilen kann es ausreichend sein, den somit entstehenden Vorform ling 6 einfach zu entformen, die Formschale 5 nach oben wegzufahren und den Vorformling 6 aus der Drapiervorrichtung 2 zu entnehmen. Der Fixierstempel 17 könnte hierzu als Anhebevorrichtung oder Auswerfer dienen. Die Rotation der Drapiervorrichtung 2 könnte beispielsweise auch ohne die Formschale 5 stattfinden und als „Auswerfen" des Vorform lings 6 verwendet werden. Piston cylinder assemblies 15 constructed and the mold tip 16 deforms, thereby avoiding the side and thus also pressed the fiber fabric stack 3 against the wall sections or other 3D contours of the shell mold 5. In this final state of the fiber fabric stack 3 is now held and activated, for example, a binder. For certain components, it may be sufficient, the resulting preform ling 6 easy to demold, the mold shell 5 to move up and remove the preform 6 from the drapery device 2. The Fixierstempel 17 could this serve as a lifting device or ejector. The rotation of the draping device 2 could for example take place without the shell mold 5 and used as "ejection" of the preform 6 lings.
Diese Vorgänge sind teilweise in Figur 10 dargestellt, wobei hierbei in einer erweiterten vorteilhaften Ausführungsform die Formspitze 18 eine besondere Qualität aufweist. Diese kann zum Beispiel durch Anlegen von Unterdruck geschrumpft werden, um beim Ausfahren aus der Kontur der Formschale 5 nicht den umgeformten Fasergewebestapel 3 zu beschädigen. Anhand dieser Möglichkeit wäre es auch denkbar, Hinterschnitte mit dem Fasergelege 3 auszuformen, wobei für diesen Zweck die Formschale 5 entsprechend mehrteilig ausgeführt sein müsste. These processes are partially illustrated in FIG. 10, with the mold tip 18 having a special quality in an extended advantageous embodiment. This can be shrunk, for example, by applying negative pressure in order not to damage the deformed fiber fabric stack 3 when it leaves the contour of the shell 5. Based on this possibility, it would also be conceivable to form undercuts with the fiber layer 3, wherein for this purpose the shell mold 5 would have to be designed in several parts accordingly.
Die Figuren 1 1 und 12 zeigen zusätzliche Alternativen bei der Umformung mittels einer Formschale 5, bei denen ein Schaumstoff als Gegenlager 19 in eine Vertiefung der Formschale 5 eingebettet wird. Dies ist sinnvoll, wenn der Fixpunkt in der Vertiefung liegen soll. Damit entsteht beim Einfahren der Formspitze 16 bereits ein Gegendruck, der verhindert, dass der Figures 1 1 and 12 show additional alternatives in the forming by means of a shell mold 5, in which a foam is embedded as an abutment 19 in a recess of the shell mold 5. This is useful if the fixed point should lie in the depression. This creates when retracting the mold tip 16 already has a back pressure, which prevents the
Fasergewebestapel 3 sich an dieser Stelle unkontrolliert verschiebt. Das Gegenlager 19 wird quasi als nachgiebiges Element der Formschalte 5 angesehen. Es ergibt sich auch hier der Umstand, dass durch die Fixierung an der zuerst in Kontakt tretenden Stelle des Fasergewebestapels 3, dieses gezwungen wird, in die Kontur der Formschale 5 oder dem Teilbereich der Kontur nachzufließen, da auch hier die Konturränder der Formschale 5 erst gegen Ende des Ausfahrvorganges des Drapierwerkzeuges 8 in Kontakt mit der Formspitze 16 treten. Das Gegenlager 19' wird dabei so ausgelegt, dass es in entspannter Form (beim Eintritt des Drapierwerkzeuges 8 in die Formschale 5) genug Gegendruck zur Fixierung des Fasergewebestapels 3 während des Einfahrens aufbringen kann, aber spätestens bei Ende des Einfahrens nicht zu viel Druck auf den Fasergewebestapel 3 aufbringt, sodass dieser nicht beschädigt wird. Fiber fabric stack 3 shifts uncontrollably at this point. The abutment 19 is considered as a kind of compliant element of the form 5 switching. It also arises here the circumstance that by fixing to the first entering in contact point of the fiber fabric stack 3, this is forced to flow into the contour of the shell mold 5 or the portion of the contour, as well as the contour edges of the shell mold 5 only at the end of the extension process of the Drapierwerkzeuges 8 come into contact with the mold tip 16 , The counter-bearing 19 'is designed so that it can muster in a relaxed form (when entering the Drapierwerkzeuges 8 in the shell 5) enough back pressure for fixing the fiber fabric stack 3 during retraction, but at the latest at the end of retraction not too much pressure on the Fibrous pile 3 applies so that it is not damaged.
Je nach Komplexität des Bauteils (Formschale 5, Vorformling 6, Depending on the complexity of the component (shell 5, preform 6,
Faserverbundwerkstoff 3) können mit dem oben beschriebenen Grundkonzept einzelne Drapierschritte mit einzeln steuerbaren Drapierwerkzeugen 8 schrittweise durchgeführt werden. Mit einem Zwischenband 7 (Folie und/oder, Textil) können die sich ergebenden Relativbewegungen zwischen Fiber composite material 3) can be carried out step by step with the basic concept described above individual draping with individually controllable Drapierwerkzeugen 8. With an intermediate band 7 (foil and / or, textile), the resulting relative movements between
Drapierwerkzeug 8 und Fasergewebestapel 3 vom Fasergewebestapel 3 ferngehalten und dadurch Risse oder Verschiebungen innerhalb des Draping tool 8 and fiber fabric stack 3 kept away from the fiber fabric stack 3 and thereby cracks or shifts within the
Fasergewebestapels 3 vermieden werden. Das Zwischenband 7 kann mit einer Zugvorrichtung 9 gezielt gespannt und entspannt werden. So kann z.B. beim Zurückziehen der Drapierwerkzeuge 8 die Spannung abgeschaltet werden, um Anpresskraft an den Umlenkstellen zu vermeiden. Fiber fabric stack 3 can be avoided. The intermediate belt 7 can be tensioned and relaxed with a pulling device 9 targeted. Thus, e.g. when pulling back the draping tools 8, the voltage is switched off in order to avoid contact pressure at the deflection points.
In den Figuren 13 bis 15 wird nochmal ein beispielhafter Ablauf eines vorteilhaften Umformens eines Fasergewebestapels 3 dargestellt, FIGS. 13 to 15 again show an exemplary sequence of an advantageous forming of a fiber fabric stack 3,
insbesondere mit variierender und abfolgender Aktivierung der in particular with varying and subsequent activation of the
Drapierwerkzeuge 8. Nach Figur 13 wird mittig der Fasergewebestapel 3 fixiert, indem der mittige Fixierstempel 17 ausfährt und den Fasergewebestapel 3 gegen die Formschale 5 drückt. Dies kann aber beispielsweise auch bei einer Vertiefung in der Kontur durchgeführt werden. Anschließend fährt in Figur 14 das linke Drapierwerkzeug 8 in die Kontur der Formschale 5 ein, sodass der Fasergewebestapel 3 in die linke Kontur gedrückt wird. Durch die Draping tools 8. According to FIG. 13, the fiber fabric stack 3 is fixed in the center by extending the central fixing punch 17 and pressing the fiber cloth stack 3 against the shell 5. However, this can also be carried out, for example, with a depression in the contour. Subsequently, in FIG. 14 the left Drapierwerkzeug 8 in the contour of the shell mold 5, so that the fiber fabric stack 3 is pressed into the left contour. By the
asymmetrische Ausgestaltung der Formspitze 16 kann der Fasergewebestapel 3 von links nach rechts nachfließen, bis der Kontakt zwischen der Formspitze 16 (linkes Werkzeug, rechte Seite) und der Formschale 5 eintritt. Anschließend wird das gleiche mit dem rechten Drapierwerkzeug 8 durchgeführt (Figur 15) und schließlich wird der Druck durch die Stellglieder so stark, dass sich die Formspitzen 16 verformen und den Fasergewebestapel 3 auch an den asymmetrical configuration of the mold tip 16, the fiber fabric stack 3 can flow from left to right until the contact between the mold tip 16 (left tool, right side) and the mold shell 5 occurs. Subsequently, the same is done with the right Drapierwerkzeug 8 (Figure 15) and finally the pressure through the actuators so strong that deform the mold tips 16 and the fiber fabric stack 3 also to the
Rändern gegen die Formschale 5 drücken. Press the edges against the shell 5.
Somit ist nach Ende des Umformens die Kontur der Formschale 5 so stark wie möglich und auch so stark wie nötig nachgeformt. Thus, after the end of the forming, the contour of the shell 5 is as strong as possible and also reshaped as much as necessary.
Die Figuren 13ff. zeigen, dass die Drapierwerkzeuge 8 in vorteilhafter Figures 13ff. show that the Drapierwerkzeuge 8 in an advantageous
Reihenfolge gesteuert werden sollten, vorzugsweise von innen nach außen, um den Fasergewebestapel 3 zu drapieren und Verspannungen zu vermeiden. Verwendung von Schaumstoffformteilen als Drapierwerkzeug 8, die Order should be controlled, preferably from the inside out to drape the fiber fabric stack 3 and avoid tension. Use of foam moldings as Drapierwerkzeug 8, the
Verwendung von Schaumstoffformteilen als Formspitzen 16 mit Untermaß, die erst nach stirnseitigem Kontakt zur Formschale 5 sich nach außen verformen und den Fasergewebestapel 3 anpressen, sind in vorteilhafter Weise anzuwenden. DP1416. Use of foam moldings as mold tips 16 with undersize, which deform only after frontal contact with the shell mold 5 to the outside and press the fiber fabric stack 3, are to be used advantageously. DP1416.
Bezugszeichenliste: DP 1416 . Vorrichtung List of Reference Numerals: DP 1416. contraption
2. Drapiervorrichtung  2. Draping device
3. Fasergewebestapel  3. Fiber fabric pile
4. Auflagetisch  4th support table
5. Formschale  5. Mold shell
6. Vorformling  6. preform
7. Zwischenband  7. intermediate band
8. Drapierwerkzeug  8. Draping tool
9. Zugvorrichtung  9. pulling device
10. Rahmen  10th frame
1 1 . Halterung  1 1. bracket
12. Schwenkachse  12. pivot axis
13. Umlenkrolle  13. pulley
14. Industrieroboter  14. Industrial robot
15. Kolbenzylinderanordnung 15. Piston cylinder arrangement
16. Formspitze 16. Shape tip
17. Fixierstempel  17. Fixing punches
18. Formspitze evakuierbar 18. Shape tip evacuable
19. Gegenlager in 5 α Schwenkwinkel 19 abutment in 5 α swivel angle
N Gewichtskraft  N weight
E Einzug von 3  E Entry of 3
E' Gesamteinzug von 3  E 'total intake of 3

Claims

Patentansprüche  claims
Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Vorformlings im Zuge der Herstellung von faserverstärkten Formteilen, wobei das Verfahren mit einer Vorrichtung (1) ausgeführt wird, die zumindest umfasst eine Drapiervorrichtung (2) für einen Fasergewebestapel (3) und eine Formschale (5) zur Ausbildung des Vorformlings (6) aus dem Fasergewebestapel (3) mittels der Drapiervorrichtung (2), Method of producing a three-dimensional preform in the course of the production of fiber-reinforced molded parts, the method being carried out with a device (1) comprising at least a drapery device (2) for a fiber fabric stack (3) and a shell mold (5) for forming the preform (6) from the fiber fabric stack (3) by means of the draping device (2),
dadurch gekennzeichnet,characterized,
.1 dass ein Fasergewebestapel (3) zwischen der  .1 that a fiber fabric stack (3) between the
Drapiervorrichtung (2) und der Formschale (5) platziert oder dort gebildet wird; Draping device (2) and the mold shell (5) is placed or formed there;
.2 dass anschließend zumindest ein Drapierwerkzeug (8) aus der Drapiervorrichtung (2) ausgefahren wird und dabei den  .2 that then at least one draping tool (8) from the draping device (2) is extended and thereby the
Fasergewebestapel (3) zumindest teilweise in die Formschale (5) einbringt, bis der Fasergewebestapel (3) mittels dieses Drapierwerkzeugs (8) an die Formschale (5) gedrückt und dort fixiert wird; und Fiber fabric stack (3) at least partially in the mold shell (5) introduces until the fiber fabric stack (3) is pressed by means of this Drapierwerkzeugs (8) to the mold shell (5) and fixed there; and
.3 dass anschließend in vorgegebener Reihenfolge weitere  .3 that then in a predetermined order more
Drapierwerkzeuge (8) einzeln oder zusammen aus der  Draping tools (8) individually or together from the
Drapiervorrichtung (2) in Richtung der Formschale (5) verfahren werden, wobei sich die Reihenfolge aus dem Fließverhalten des Fasergewebestapels (3) ergibt.  Draping device (2) in the direction of the mold shell (5) are moved, wherein the order of the flow behavior of the fiber fabric stack (3) results.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fließverhalten so bemessen wird, dass Falten und/oder Risse während des Einbringens des Fasergewebestapels (3) in die Formschale (5) vermieden werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch A method according to claim 1, characterized in that the flow behavior is such that wrinkles and / or cracks during introduction of the fiber fabric stack (3) are avoided in the mold shell (5). A method according to claim 1 or 2, characterized
gekennzeichnet, dass nach dem ersten Drapierwerkzeug (8) die nachfolgenden Drapierwerkzeuge (8) von dem ersten  in that, after the first draping tool (8), the following draping tools (8) are separated from the first draping tool (8)
Drapierwerkzeug (8) aus in Richtung der Außen- oder der Innenkontur der Formschale (5) ausgewählt werden.  Draping tool (8) from in the direction of the outer or inner contour of the shell mold (5) can be selected.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versteifung des Fasergewebestapels (3) in der Formschale (5) ein Binder in dem Fasergewebestapel (3) zumindest teilweise ausgehärtet und/oder der Fasergewebestapel (3) mittels einzubringender Nähte fixiert wird. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that for stiffening the fiber fabric stack (3) in the shell mold (5) a binder in the fiber fabric stack (3) at least partially cured and / or the fiber fabric stack (3) is fixed by means of seams to be introduced ,
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschale (5) und/oder der Fasergewebestapel (3) selbst zur Aushärtung des Binders oder bei Verwendung eines thermoplastischen Binders zum Aufschmelzen beheizt und falls notwendig anschließend gekühlt wird. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the mold shell (5) and / or the fiber fabric stack (3) itself for curing the binder or when using a thermoplastic binder for melting heated and, if necessary, then cooled.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beheizung oder Kühlung Heißluft oder Kaltluft durch den Fasergewebestapel (3) durchgeleitet wird. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that for heating or cooling hot air or cold air is passed through the fiber fabric stack (3).
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drapiervorrichtung (2) zusammen mit der Formschale (5) um 180° verschwenkt wird. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the draping device (2) is pivoted together with the mold shell (5) by 180 °.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fasergewebestapel (3) aus einzelnen Lagen auf dem Auflagetisch (4) der Drapiervorrichtung (2) zusammengelegt wird. 8. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fiber fabric stack (3) of individual layers on the support table (4) of the draping device (2) is merged.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzellagen, 9. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the individual layers,
Lagerpakete und/oder der Fasergewebestapel (3) selbst entsprechend der Außen- und/oder der Innenkontur des Vorformlings (6)  Bearing packages and / or the fiber fabric stack (3) itself according to the outer and / or the inner contour of the preform (6)
zugeschnitten werden.  be tailored.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest zwei10. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that between at least two
Schichten des Fasergewebestapels (3) während des Zusammenlegens zumindest teilweise ein aushärtbares Bindemittel eingebracht wird. Layers of the fiber fabric stack (3) during the folding at least partially a curable binder is introduced.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem 11. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that between the
Fasergewebestapel (3) und dem Auflagetisch (4) ein Zwischenband (7) angeordnet wird.  Fiber fabric stack (3) and the support table (4) an intermediate belt (7) is arranged.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenband (7) mittels einer Zugvorrichtung (9) vorgespannt wird. 12. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the intermediate band (7) is biased by means of a pulling device (9).
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenband (7) ein, vorzugsweise gleitfreudiges, Kunststoffband und/oder ein, 13. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that as an intermediate band (7) a, preferably slippery, plastic band and / or a,
vorzugsweise gleitfreudiges, Textiltuch verwendet wird.  preferably slippery, textile cloth is used.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fasergewebestapel (3) aus zumindest zwei Schichten zusammengelegt wird. 14. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fiber fabric stack (3) is composed of at least two layers.
15. Vorrichtung (1 ) zur Herstellung eines dreidimensionalen Vorformlings (6) im Zuge der Herstellung von faserverstärkten Formteilen, wobei die Vorrichtung (1) zumindest eine Drapiervorrichtung (2) mit einem Auflagetisch (4) für einen Fasergewebestapel (3) und eine Formschale (5) zur Ausbildung des Vorformlings (6) aus dem Fasergewebestapel15. Device (1) for producing a three-dimensional preform (6) in the course of the production of fiber-reinforced molded parts, wherein the device (1) comprises at least one draping device (2) with a support table (4) for a fiber fabric stack (3) and a shell mold (3) 5) for forming the preform (6) from the fiber fabric stack
(3) mittels der Drapiervorrichtung (2) umfasst, dadurch (3) by means of the draping device (2), characterized
gekennzeichnet, dass in der Drapiervorrichtung (2) zumindest zwei voneinander unabhängig ansteuerbare Drapierwerkzeuge (8) angeordnet sind.  in that at least two independently controllable draping tools (8) are arranged in the draping device (2).
16. Vorrichtung (1) nach Anspruch 15, dadurch 16. Device (1) according to claim 15, characterized
gekennzeichnet, dass zwischen dem Fasergewebestapel (3) und der Formschale (5) und/oder der Drapiervorrichtung (2) ein Zwischenband (7) angeordnet ist.  in that an intermediate belt (7) is arranged between the fiber fabric stack (3) and the shell mold (5) and / or the draping device (2).
17. Vorrichtung (1 ) nach einem oder mehreren der vorhergehenden 17. Device (1) according to one or more of the preceding
Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenband (7) mittels einer Zugvorrichtung (9) spannbar angeordnet ist.  Claims 15 to 16, characterized in that the intermediate band (7) by means of a pulling device (9) is arranged tensioned.
18. Vorrichtung (1 ) nach einem oder mehreren der vorhergehenden 18. Device (1) according to one or more of the preceding
Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenband (7) ein, vorzugsweise gleitfreudiges, Kunststoffband oder ein, vorzugsweise gleitfreudiges, Textiltuch angeordnet ist.  Claims 15 to 17, characterized in that as an intermediate band (7) a, preferably slippery, plastic belt or a, preferably slippery, textile cloth is arranged.
19. Vorrichtung (1 ) nach einem oder mehreren der vorhergehenden 19. Device (1) according to one or more of the preceding
Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellglieder zum Verfahren der Drapierwerkzeuge (8) druck- oder wegsteuerbare Linearantriebe angeordnet sind. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch die Verwendung der Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14. Claims 15 to 18, characterized in that as actuators for moving the Drapierwerkzeuge (8) pressure or wegsteuerbare linear actuators are arranged. Device (1) according to claim 15, characterized by the use of the device (1) for carrying out the method according to at least one of claims 1 to 14.
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