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Die
vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Faserverbundtechnologie
und insbesondere eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Umfalten
eines Profilabschnitts eines zur Herstellung eines Faserverbundbauteils
vorgesehenen textilen Halbzeugprofils.
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Im
Rahmen der Herstellung von Faserverbundbauteilen wird oftmals zunächst ein
textiles Halbzeug aus Fasermaterial (z. B. eine oder mehrere Lagen
von Gewebe, Gelege, Vlies etc.) gefertigt, aus welchem durch nachfolgende
Infiltration des Fasermaterials mit einem Matrixmaterial, üblicherweise
ein Harzsystem wie z. B. Epoxidharz, und Aushärtung des infiltrierten Fasermaterials
(z. B. thermische Aushärtung)
ein Faserverbundwerkstoff bzw. das Faserverbundbauteil entsteht.
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Das
Halbzeug kann bereits mit dem Matrixmaterial vorimprägniert als
so genanntes ”Prepreg” gefertigt
werden, wobei dem finalen Aushärteschritt gegebenenfalls
noch eine Umformung des Halbzeuges vorausgehen kann. Alternativ
kann ein ”trockenes” Halbzeug
gefertigt werden, welches nachträglich
noch mit dem Matrixmaterial zu infiltrieren ist, um sodann durch
einen Aushärteschritt
den gewünschten
Faserverbundwerkstoff herzustellen. Auch ein trockenes Halbzeug
kann vor oder nach seiner Infiltration – als ”Preform” (Vorformling) – noch einem oder
mehreren Umformschritten unterzogen werden. Von einem ”trockenen” Halbzeug
spricht man auch dann, wenn darin ein so genannter Binder (z. B.
in Form von einer oder mehreren Binderlagen) enthalten ist, welcher
für eine
gewisse mechanische Stabilisierung des Halbzeuges sorgt.
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Die
vorliegende Erfindung widmet sich der Problematik einer einfachen
Herstellung von textilen Halbzeugprofilen, welche z. B. zur Herstellung
von Faserver bund-Profilbauteilen verwendet werden. Solche Profilbauteile
können
z. B. sehr vorteilhaft in der Fahrzeugtechnik und der Luft- und
Raumfahrttechnik als Strukturbauteile (z. B. Spanten eines Flugzeugrumpfes)
mit niedrigem Gewicht und hoher mechanischer Belastbarkeit eingesetzt
werden.
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Der
Begriff ”Profil” ist im
Rahmen der Erfindung sehr breit zu verstehen. Bei dem textilen Halbzeugprofil
kann es sich sowohl um geradlinig als auch gekrümmt verlaufende Profile handeln.
Darüber hinaus
soll nicht ausgeschlossen sein, dass der Profilquerschnitt des Halbzeugprofils über die
(geradlinig oder gekrümmt
verlaufende) Länge
des Halbzeugprofils in seiner Form und/oder seinen Abmessungen variiert.
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Eine
reproduzierbar qualitativ hochwertige, einfache und kostengünstige Herstellung
von textilen Halbzeugprofilen bedingt oftmals Einschränkungen hinsichtlich
der Gestalt des Halbzeuges. Lediglich beispielhaft sei hierzu erwähnt, dass
unter Einsatz der so genannten Rundflechttechnik in sehr vorteilhafter
Weise Halbzeugprofile hergestellt werden können, dies jedoch nicht mit
beliebigen Profilquerschnitten, so dass das entstehende Rundgeflecht
gegebenenfalls noch einer Weiterverarbeitung unterzogen werden muss,
um daraus ein im Hinblick auf die gewünschte Gestalt des Faserverbundbauteils ”endkonturnahes” Halbzeug
zu schaffen. Als unmittelbares Ergebnis eines Rundflechtens entsteht
ein Halbzeugprofil mit im Wesentlichen O-förmigem Profilquerschnitt oder
zumindest ringförmig
geschlossen verlaufendem Profilquerschnitt. Durch einfache oder mehrfache
Auftrennung eines derartigen Profils in Längsrichtung können zwar
im Wesentlichen C-förmige
Profilquerschnitte erzeugt werden, nicht jedoch beispielsweise Z-Profilquerschnitte.
Hierfür
ist es vielmehr erforderlich, wenigstens einen Profilabschnitt des
Halbzeugprofils nachträglich
umzufalten.
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Vor
diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen einfachen Weg zum Umfalten eines Profilabschnitts eines zur
Herstellung eines Faserverbundbauteils vorgesehenen textilen Halbzeugprofils
aufzuzeigen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. ein Verfahren
nach Anspruch 10 gelöst.
Die abhängigen
Ansprüche
betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Die
erfindungsgemäße Umfaltvorrichtung umfasst:
- – eine
Klemmeinrichtung zum Einklemmen eines nicht umzufaltenden Profilabschnitts
des Profils in einem in Längsrichtung
des Profils verlaufenden Klemmspalt, aus welchem der umzufaltende
Profilabschnitt des Profils herausragt,
- – einen
der Mündung
des Klemmspaltes und dem umzufaltenden Profilabschnitt benachbart
in Längsrichtung
des Profils verlaufenden Begrenzungsspalt, dessen Spaltbreite kleiner
als diejenige Erstreckung ist, um welche der umzufaltende Profilabschnitt
aus dem Klemmspalt herausragt, und
- – Umformmittel
zum Einführen
des umzufaltenden Profilabschnitts in den Begrenzungsspalt, derart, dass
zunächst
ein proximaler Profilabschnittbereich und dann sukzessive weiter
distal gelegene Profilabschnittbereiche in den Begrenzungsspalt eingeführt werden.
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Das
erfindungsgemäße Umfaltverfahren
umfasst die Schritte:
- – Einklemmen eines nicht umzufaltenden
Profilabschnitts des Profils in einem in Längsrichtung des Profils verlaufenden
Klemmspalt einer Klemmeinrich tung, derart, dass der umzufaltende
Profilabschnitt des Profils aus dem Klemmspalt herausragt, und
- – Einführen des
umzufaltenden Profilabschnitts in einen der Mündung des Klemmspaltes und
dem umzufaltenden Profilabschnitt benachbart in Längsrichtung
des Profils verlaufenden Begrenzungsspalt, dessen Spaltbreite kleiner
als die diejenige Erstreckung ist, um welche der umzufaltende Profilabschnitt
aus dem Klemmspalt herausragt, wobei das Einführen derart erfolgt, dass zunächst ein
proximaler Profilabschnittbereich und dann sukzessive weiter distal
gelegene Profilabschnittbereiche in den Begrenzungsspalt eingeführt werden.
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Bei
der Erfindung wird der umzufaltende Profilabschnitt in einer Weise
umgeformt, durch welche eine hohe Qualität des Umformergebnisses ermöglicht wird.
Vorteilhaft ermöglicht
die Erfindung den Einsatz einer Automatisierungs- bzw. Robotertechnik.
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Eine
bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder des
erfindungsgemäßen Verfahrens
ergibt sich z. B. für
die Herstellung von Faserverbund-Profilbauteilen in der Fahrzeugtechnik
oder der Luft- und Raumfahrttechnik, beispielsweise zur Herstellung
von Verstärkungsprofilen.
Ein Beispiel hierfür
ist die Herstellung von Verstärkungsprofilen
(geradlinig oder gekrümmt verlaufend)
zur mechanischen Verstärkung
von Flugzeugrümpfen,
z. B. als in Umfangsrichtung des Rumpfes verlaufende ”Spanten” oder in
Längsrichtung
des Flugzeugrumpfes verlaufende ”Stringer”.
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Das
textile Halbzeugprofil enthält
im einfachsten Fall eine Einzellage eines flächig gefertigten textilen Halbzeuges,
z. B. eine Lage eines Gewebes, Geflechtes, Geleges oder Vlieses.
In einer Ausführungsform
ist jedoch vorgesehen, dass das tex tile Halbzeugprofil zumindest
bereichsweise mehrere derartige Lagen eines Fasermaterials enthält. Das zur
Herstellung des Halbzeugprofils verwendete Fasermaterial kann z.
B. Glasfasern, Kohlenstofffasern, synthetische Kunststofffasern,
Stahlfasern oder Naturfasern enthalten. Als Matrixmaterial im Rahmen der
späteren
Fertigstellung des Faserverbundbauteils sind insbesondere duroplastische
Kunststoffe (Kunstharze) interessant. Ein spezielles Beispiel ist die
Herstellung von CFK-Profilbauteilen unter Verwendung eines Epoxidharzsystems.
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In
einer Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Klemmeinrichtung wenigstens zwei Klemmkörper mit
daran ausgebildeten, an den einzuklemmenden Profilabschnitt angepassten
Formflächen umfasst,
zwischen denen der Klemmspalt definiert wird. Die Klemmkörper können z.
B. aus Metall oder auch aus einem Kunststoff hergestellt sein.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Klemmkörper, bevorzugt automatisiert,
gegeneinander verstellbar sind, so dass in einem geöffneten
Zustand der Klemmeinrichtung das textile Halbzeugprofil bequem in
die Klemmeinrichtung eingebracht werden kann, woraufhin nach Überführung in
einen geschlossenen Zustand der Klemmeinrichtung die Einklemmung
erfolgt. Daher umfasst die Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform
ferner Antriebsmittel zum wenigstens teilweise automatischen Einklemmen
des nicht umzufaltenden Profilabschnitts. Die Antriebsmittel können z.
B. dazu ausgebildet sein, ein motorisch angetriebenes Öffnen und
Schließen
der Klemmeinrichtung derart zu bewerkstelligen, dass in einem geöffneten
Zustand der Klemmeinrichtung das Halbzeugprofil komfortabel eingelegt
werden kann (manuell oder automatisiert, z. B. mittels eines Roboters),
und dass durch das Schließen
der Klemmspalt ausgebildet wird bzw. die Einklemmung erfolgt.
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In
einer Ausführungsform
ist vorgesehen, dass der Begrenzungsspalt zumindest auf einer seiner
Seiten durch eine Formfläche
eines den Klemmspalt begrenzenden Klemmkörpers begrenzt wird. In einer
Weiterbildung dieser Ausführung
ist vorgesehen, dass zur Begrenzung des Begrenzungsspaltes auf der
anderen Seite ein Spaltbegrenzungskörper vorgesehen ist. Der Spaltbegrenzungskörper kann hierbei
zur Einstellung der Spaltbreite relativ zum betreffenden Klemmkörper verstellbar
sein. Für
diese Verstellung können
z. B. die oben erwähnten
Antriebsmittel genutzt werden.
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In
einer interessanten Weiterbildung des Umfaltverfahrens wird als
ein den Klemmspalt begrenzender Klemmkörper ein Formkern verwendet, auf
welchen zuvor ein Fasermaterial aufgebracht (z. B. aufgeflochten)
wurde, um das textile Halbzeugprofil herzustellen (z. B. in Längsrichtung
aufgetrenntes Rundgeflecht).
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Für die Gestaltung
der Umformmittel ergeben sich vielfältige Möglichkeiten. Deren Zweck besteht
darin, zunächst
einen proximalen (nahe der Klemmspaltmündung liegenden) Bereich und
dann sukzessive weiter distal gelegene Bereiche des umzufaltenden
Profilabschnitts in den Begrenzungsspalt einzuführen (dessen Spaltbreite so
klein bemessen ist, dass der Profilabschnitt nicht einfach in den
Spalt ”hineinklappen” kann sondern
mehr oder weniger über
seine ganze Erstreckungsbreite eine Verformung erfährt).
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In
einer Ausführungsform
ist beispielsweise vorgesehen, dass die Umformmittel ein in Querrichtung
unter Mitnahme des umzufaltenden Profilabschnitts in den Begrenzungsspalt
hinein verlagerbares Umformblech (z. B. aus Metall oder Kunststoff) umfassen.
Wesentlich ist hierbei die Relativbewegung in Querrichtung zwischen
dem Profilabschnitt und dem Umformblech.
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In
einer ersten Alternative dieser Ausführung ist vorgesehen, dass
das Umformblech in Längsrichtung
betrachtet über
die gesamte Längserstreckung des
Profils verläuft,
so dass bei der Querverlagerung des Umformbleches der umzufaltende
Profilabschnitt gleichzeitig auf ganzer Länge umgeformt wird.
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In
einer zweiten Alternative ist demgegenüber vorgesehen, dass das Umformblech
in Längsrichtung
betrachtet nur über
einen Teil der Längserstreckung
des Profils verläuft
und nach seiner Querverlagerung in Längsrichtung relativ zur Klemmeimrichtung
verlagert wird, um den Profilabschnitt über seine ganze Länge umzufalten.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Umformmittel ein Umformblech mit einer
schräg
zur Längsrichtung
in den Begrenzungsspalt verlaufenden Anlaufkante und Bewegungsmittel
zum Relativbewegen des Profils relativ zum Umformblech in Längsrichtung
derart umfassen, dass der Profilabschnitt durch Anlaufen gegen die
Anlaufkante des Umformbleches in den Begrenzungsspalt eingeführt wird.
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Letztere
Ausführung
eignet sich gut für
eine Automatisierung des Umfaltprozesses in einer ”fließbandartigen” Halbzeugbearbeitung.
So können
die Umformmittel z. B. eine Bearbeitungsstation in einer Bearbeitungslinie
bilden, entlang derer das Halbzeug befördert wird. Ein spezielles
Beispiel einer solchen Bearbeitungslinie umfasst folgende nacheinander angeordnete
Bearbeitungsstationen:
- – eine Station zur Herstellung
eines textilen Halbzeuges durch Aufbringung von Fasermaterial auf die
Oberfläche
oder auf Oberflächenbereiche
einer Formkernanordnung, beispielsweise auf die Mantelfläche eines
langgestreckten Formkerns, beispielsweise eine Rundflechtstation
zur Herstellung eines Rundgeflechts aus Fasermaterial (z. B. Kohlenstofffasern),
wobei das aufge brachte Fasermaterial ein- oder mehrlagig sein kann
und gegebenenfalls einen Binder (z. B. in Form von Rinderlagen)
enthalten kann,
- – gegebenenfalls
eine Station zum Auftrennen des Halbzeuges in Längsrichtung (entsprechend der
Förderrichtung
entlang der Bearbeitungslinie), beispielsweise zur Auftrennung eines
geschlossenen Profils (z. B. ”O-Profil”) in ein
oder mehrere offene Profile (z. B. ”U-Profil(e)”), wobei
ein freier Längsrand
des erhaltenen Profils den nachfolgend umzufaltenden Profilabschnitt
bildet, und
- – eine
Station der oben beschriebenen Art zum Umfalten eines Profilabschnitts
des Halbzeugprofils, wobei die Formkernanordnung bzw. der Formkern
(oder Flechtkern) einen den Klemmspalt begrenzenden Klemmkörper bildet,
und wobei die Umformmittel das beschriebene Umformblech mit der
schräg
verlaufenden Anlaufkante umfassen können, relativ zu welchem das
Halbzeugprofil mittels des Förderantriebs
der Bearbeitungslinie bewegt wird.
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In
einer Weiterbildung des Umfaltverfahrens ist vorgesehen, dass nach
dem Umfaltvorgang eine weitere Umformung und/oder eine Fixierung
des bereits umgefalteten Profilabschnitts durch Anwendung von Druck
und/oder Temperatur erfolgt.
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Letztere
Maßnahme
kann in konstruktiv einfacher Weise z. B. mittels eines (bevorzugt
automatisiert) gegen den umgefalteten Profilabschnitt verstellbaren
und/oder heizbaren Nachbearbeitungskörpers realisiert sein, bei
welchem es sich insbesondere um den oben bereits erwähnten Spaltbegrenzungskörper handeln
kann, der in diesem Fall eine Doppelfunktion besitzt (einerseits
zur Definition des Begrenzungsspaltes während des eigentlichen Umfaltprozesses
und andererseits zur nachträglichen weiteren
Umformung und/oder Fixierung des umgefalteten Profilabschnitts).
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Bei
der Bearbeitung von relativ dicken Halbzeugprofilen kann das bis
hierher beschriebene Umfaltverfahren Probleme hinsichtlich der Qualität der Umfaltung
aufwerfen.
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Insbesondere
vor diesem Hintergrund umfasst ein gemäß der Erfindung vorgesehenes
vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen textilen
Halbzeugprofils die Schritte:
- – Bereitstellen
wenigstens eines ersten textilen Halbzeugprofils und Durchführen eines
Umfaltprozesses der oben beschriebenen Art, und
- – Auflegen
wenigstens eines zweiten textilen Halbzeugprofils auf das wenigstens
eine, bereits umgefaltete erste Profil und erneutes Durchführen eines
Umfaltprozesses der oben beschriebenen Art.
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Mit
anderen Worten lässt
sich das erfindungsgemäße Umfaltverfahren
vorteilhaft auch mehrmals hintereinander durchführen, um ein gewünschtes
Endprodukt (mehrlagiges Halbzeugprofil) durch Aufeinanderstapelung
mehrerer Halbzeuge zu erzeugen, wobei nach jeder Hinzufügung eines
weiteren Halbzeuges dieses unter Umfaltung des betreffenden Profilabschnitts
mit den bereits gestapelten und umgefalteten Profilen verbunden
wird. Hinsichtlich dieser Verbindung ist es von Vorteil, wenn die verwendete
Vorrichtung sowohl den jeweils umgefalteten Profilabschnitt als
auch den jeweils nicht umzufaltenden Profilabschnitt zu heizen vermag
(z. B. durch Heizeinrichtungen sowohl an einem Spaltbegrenzungskörper der
oben beschriebenen Art als auch an der verwendeten Klemmeinrichtung).
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:
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1 bis 4 schematische
Querschnittsansichten einer Vorrichtung zum Umfalten eines Profilabschnitts
eines textilen Halbzeugprofils in verschiedenen Stadien der Umfaltung,
nämlich
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1 für ein Anfangsstadium,
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2 für ein Zwischenstadium
(während des
eigentlichen Umfaltprozesses),
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3 für ein Endstadium
(nach Abschluss des eigentlichen Umfaltprozesses), und
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4 für ein Endstadium
nach zusätzlicher Fixierung
des Profilabschnitts in seinem umgefalteten Zustand,
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5 eine
perspektivische Ansicht einer Umfaltvorrichtung gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels,
und
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6 eine
schematische Draufsicht einer Bearbeitungslinie zur Herstellung
und Bearbeitung von textilen Halbzeugprofilen.
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Die 1 bis 4 veranschaulichen
eine Vorrichtung 10 und ein damit bewerkstelligtes Verfahren
zum Umfalten eines Profilabschnitts 12 eines zur Herstellung
eines Faserverbundbauteils vorgesehenen textilen Halbzeugprofils 14,
welches neben dem umzufaltenden Profilabschnitt 12 noch
einen nicht-umzufaltenden Profilabschnitt 16 aufweist.
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Im
dargestellten Beispiel ist das Halbzeugprofil 14 orthogonal
zur Zeichenebene der 1 bis 4 langgestreckt
und besitzt anfänglich
(1) einen etwa U-förmigen Profilquerschnitt.
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Das
Umfaltverfahren dient dazu, dem Halbzeugprofil 14 am Ende
(4) einen etwa Z-förmigen Profilquerschnitt zu
verleihen. Dies wird durch ein Umfalten des Profilabschnitts 12 um
etwa 180° in nachfolgend
beschriebener Weise realisiert.
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Wie
aus 1 ersichtlich, umfasst die Vorrichtung 10 eine
Klemmeinrichtung zum Einklemmen des nicht-umzufaltenden Profilabschnitts 16 des
Profils 14, welche im dargestellten Beispiel aus zwei Klemmkörpern 20 und 22 gebildet
ist.
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An
dieser Stelle sei lediglich beispielhaft angemerkt, dass es sich
bei dem ersten Klemmkörper 20 z.
B. um einen Flechtkern handeln kann, auf welchen zuvor ein Fasermaterial
(z. B. Roving aus Kohlenstofffasern) aufgeflochten und anschließend in Längsrichtung
aufgetrennt wurde bzw. ein in Längsrichtung
verlaufender Profilabschnitt des Rundgeflechtes abgetrennt wurde.
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Unabhängig davon,
ob der erste Klemmkörper 20 von
einem solchen Flechtkern, oder allgemein ”Formkern” gebildet ist, beginnt das
Verfahren damit, dass die beiden Klemmkörper 20 und 22 wie
in 1 dargestellt in eine gegenseitige Lage zueinander
derart gebracht werden, dass der nicht-umzufaltende Profilabschnitt 16 in
einem in Längsrichtung
des Profils 14 verlaufenden Klemmspalt 24 eingeklemmt wird,
aus welchem der umzufaltende Profilabschnitt 12 des Profils 14 mit
einer gewissen Erstreckungsbreite herausragt. Dieses Einklemmen
erfolgt bevorzugt wenigstens teilweise automatisiert, etwa durch (nicht
dargestellte) Antriebsmittel, welche durch eine Steuereinrichtung
(z. B. auf eine Bedienereingabe hin) angesteuert werden.
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Ferner
wird in diesem Anfangsstadium ein Spaltbegrenzungskörper 26 umfassend
eine Heizeinrichtung 28 derart in der Nähe einer Oberfläche 30 des
zweiten Klemmkörpers 22 positioniert,
dass zwischen der Heizeinrichtung 28 und der Oberfläche 30 ein
in Längsrichtung
des Profils 14 verlaufender Begrenzungsspalt 32 bereitgestellt
wird. Die bevorzugt automatisierte Verstellbarkeit des Spaltbegrenzungskörpers 26 (mittels
der Antriebsmittel) wie auch die Reizbarkeit des Spaltbegrenzungskörpers 26 sind optional,
jedoch sehr vorteilhaft und somit bevorzugt. Wesentlich ist, dass
der Begrenzungsspalt 32 der Mündung des Klemmspaltes 24 und
dem umzufaltenden Profilabschnitt 12 benachbart verläuft und dass
die Spaltbreite des Begrenzungsspaltes 32 kleiner als diejenige
Erstreckung ist, um welche der umzufaltende Profilabschnitt 12 aus
dem Klemmspalt 24 herausragt.
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Bevorzugt
ist diese Erstreckungsbreite des Profilabschnitts 12 wenigstens
10 mal so groß wie
die Materialstärke
(Dicke) des Profilabschnitts 12 (bzw. die maximale Dicke
bei ungleichmäßiger Dicke),
und ist die Spaltbreite des Begrenzungsspaltes 32 allenfalls
geringfügig
(z. B. etwa 5–20%)
größer als
das Zweifache der Dicke des Profilabschnitts 12 zuzüglich der
Dicke eines Umformbleches 36, welches sich im Anfangsstadium
gemäß 1 auf
der vom Begrenzungsspalt 32 abgewandten Seite des Profilabschnitts 12 befindet
(in 1 rechts), jedoch in einer Querrichtung verlagerbar
ist. Dies wieder bevorzugt automatisiert unter Nutzung der Antriebsmittel.
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Ausgehend
von der in 1 dargestellten Situation wird
das Umformblech 36 in den Begrenzungsspalt 32 hineinverlagert
(verschoben). Dadurch kommt der in 1 linke
Rand des Umformbleches 36 zur Anlage an einem proximalen
(vorrichtungsnahen) Bereich des Profilabschnitts 12 und
nimmt diesen somit in Richtung zum Begrenzungsspalt 32 hin mit.
In der Folge dieser Querverlagerung des Umformbleches 36 werden
nachfolgend sukzessive weiter distal (vorrichtungsfern) gelegene
Profilabschnittbereiche in den Begrenzungsspalt 32 eingeführt.
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Die
in dem dargestellten Beispiel vorgesehene Spaltbreite von etwas
mehr als dem Zweifachen der Materialstärke des Profilabschnitts 12 zuzüglich der
Stärke
des Umformbleches 36 gewährleistet, dass bei diesem
Umfaltprozess das gesamte Material des Profilabschnitts 12 umgeformt
wird.
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2 zeigt
ein Zwischenstadium dieses Umformprozesses, bei welchem bis zu seinem
Abschluss gewissermaßen
jeder Materialbereich (zunächst
proximal, dann immer weiter distal) ”einmal durchgewalkt” wird.
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Bei
dieser Umformung des Profilabschnitts 12 besitzt eine Erwärmung des
jeweils umzuformenden Materialbereiches durch die Heizeinrichtung 28 eine
sehr vorteilhafte Wirkung (abhängig
von der konkreten Wahl des Halbzeugmaterials).
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3 zeigt
ein weiteres Zwischenstadium des Umfaltverfahrens, nämlich am
Ende des eigentlichen Umfaltprozesses. In diesem Zustand ist der Profilabschnitt 12 bezüglich seiner
Ausgangsorientierung (1) um etwa 180° umgefaltet,
so dass das Halbzeugprofil 14 nunmehr einen im Wesentlichen Z-förmigen Profilquerschnitt
besitzt.
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Zum
Abschluss des hier beschriebenen Umfaltverfahrens wird der umgefaltete
Profilabschnitt 12 schließlich noch durch Anwendung
von Druck und Temperatur in seiner Lage fixiert. Dies wird dadurch bewerkstelligt,
dass die Antriebsmittel nochmals aktiviert werden, um den Spaltbegrenzungskörper 26 mit der
daran angeordneten Heizeinrichtung 28 gegen den umgefalteten
Profilabschnitt 12 zu verfahren.
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Im
dargestellten Beispiel wird vor dieser Fixierung das Umformblech 36 wieder
zurück
in seine Ausgangsposition verlagert. Die dann erfolgende Fixierung
des Profilabschnitts 12 ist in 4 dargestellt und
kann z. B. ein thermisches Aktivieren eines im Material des Profilabschnitts 12 enthaltenen
Binders (z. B. Binderlagen in einem mehrlagigen textilen Halbzeugprofil 14)
involvieren. Alternativ oder zusätzlich
kann die Fixierung z. B. durch teilweises Vernetzen eines im Halbzeug
bereits enthaltenen Harzsystems gefördert oder bewerkstelligt werden.
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Wenn
das Umformblech 36 in Längsrichtung betrachtet über die
gesamte Längserstreckung
des Halbzeugprofils 14 verläuft, kann mit dessen Querverlagerung
(2) der umzufaltende Profilabschnitt 12 gleichzeitig
auf seiner ganzen Länge
umgeformt werden.
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Wenn
demgegenüber
das Umformblech 36 in Längsrichtung
betrachtet nur über
einen Teil der Längserstreckung
des Profils 14 verläuft,
so kann die Umfaltung des Profilabschnitts 12 über seine
ganze Länge
dadurch bewerkstelligt werden, dass das Umformblech 36 nach
seiner Querverlagerung (wie mit Bezug auf 2 beschrieben)
noch in Längsrichtung relativ
zur Klemmeinrichtung 20, 22 bewegt wird.
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An
dieser Stelle ist anzumerken, dass das Umfaltverfahren auch mehrmals
hintereinander durchgeführt
werden kann, etwa um ein dickeres, mehrlagiges Halbzeugprofil durch
Aufeinanderstapelung mehrerer Halbzeuge zu erzeugen, wobei nach jeder
Hinzufügung
eines weiteren Halbzeuges (bei geöffneter Klemmeinrichtung 20, 22)
dieses unter Umfaltung des betreffenden Profilabschnitts (bei geschlossener
Klemmeinrichtung 20, 22) mit den bereits gestapelten
und umgefalteten Profilen verbunden wird (z. B. durch thermisches
Aktivieren eines enthaltenen Binders bzw. teilweises Vernetzen eines enthaltenen
Harzsystems).
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Eine
Modifikation des oben mit Bezug auf die 1 bis 4 beschriebenen
Ausführungsbeispiels
wird nachfolgend mit Bezug auf 5 beschrieben.
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Bei
der nachfolgenden Beschreibung von weiteren Ausführungsbeispielen werden für gleichwirkende
Komponenten die gleichen Bezugszahlen verwendet, jeweils ergänzt durch
einen kleinen Buchstaben zur Unterscheidung der Ausführungsform. Dabei
wird im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem bzw. den bereits
beschriebenen Ausführungsbeispielen
eingegangen und im Übrigen
hiermit ausdrücklich
auf die Beschreibung vorangegangener Ausführungsbeispiele verwiesen.
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5 zeigt
eine Umfaltvorrichtung 10a zum Umfalten eines Profilabschnitts 12a eines
textilen Halbzeugprofils 14a.
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Wie
bei dem oben bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine Klemmeinrichtung zum
Einklemmen eines nicht-umzufaltenden Profilabschnitts 16a durch
zwei Klemmkörper 20a und 22a gebildet,
aus welcher der umzufaltende Profilabschnitt 12a herausragt.
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Benachbart
zu einer Mündung
des hierfür vorgesehenen
Klemmspaltes 24a ist an einer bestimmten Position in Längsrichtung
betrachtet ein Spaltbegrenzungskörper 26a angeordnet,
welcher einen in Längsrichtung
des Profils 14a verlaufenden Begrenzungsspalt 32a begrenzt.
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Wie
bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
sind Mittel zum Einführen
des umzufaltenden Profilabschnitts 12a in den Begrenzungsspalt 32a vorgesehen.
Diese Umformmittel werden durch ein Umformblech 36a mit
einer schräg
zur Längsrichtung
in den Begrenzungsspalt 32a hinein verlaufenden Anlaufkante 38a sowie
von den (nicht dargestellten) Antriebsmitteln zum Relativbewegen
(vgl. Pfeil in 5) der Klemmeinrichtung 20a, 22a samt
eingeklemmten Profil 14a relativ zum Umformblech 36a und
dem Spaltbegrenzungskörper 26a gebildet.
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Im
Betrieb der Vorrichtung 10a bewegt sich die Klemmeinrichtung 20a, 22a samt
Profil 14a in Längsrichtung
an den stationär
gelagerten Komponenten 26a und 36a derart vorbei,
dass der Profilabschnitt 12a durch Anlaufen gegen die Anlaufkante 38a des
Umformbleches 36a in den Begrenzungsspalt 32a eingeführt wird.
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Auch
diese Ausführungsform
eignet sich gut für
eine Integration in eine industrielle Bearbeitungslinie zur Bearbeitung
eines textilen Halbzeugprofils. Eine derartige Verwendungsmöglichkeit
der in 5 dargestellten Umfaltvorrichtung wird nachfolgend
mit Bezug auf 6 erläutert.
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6 zeigt
in einer schematischen Draufsicht eine Anlage 40b zur Herstellung
und Bearbeitung von textilen Halbzeugprofilen, die in 6 je nach
Bearbeitungsstand mit 14b, 14b' bzw. 14b'' bezeichnet
sind. Im rechten Teil der Figur sind außerdem Querschnitte der durch
die Anlage 40b geführten
Erzeugnisse für
die verschiedenen Bearbeitungsstadien dargestellt.
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Die
Anlage 40b umfasst drei hintereinander entlang einer Bearbeitungsbahn 42b angeordnete Bearbeitungsstationen,
nämlich
eine Rundflechtstation 44b, eine Profiltrennstation 46b und
eine Profilumformstation (Umfaltvorrichtung) 48b.
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Die
Anlage 40b funktioniert wie folgt:
Zunächst werden
langgestreckte Flechtkerne 20b zu der Rundflechtstation 44b zugeführt und
dort mit einem Fasermaterial beflochten. Damit werden die jeweils
von einem Flechtkern 20b durchsetzten Halbzeugprofile 14b hergestellt,
die als Rundgeflecht einen geschlossenen Profilquerschnitt (z. B.
im Wesentlichen O-förmig, oval
oder rechteckig) aufweisen. Das Rundgeflecht kann hierbei enthaltend
einen Binder gefertigt werden.
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Die
Profile 14b werden sodann der Profiltrennstation 46b zugeführt, in
welcher jedes Profil 14b in Längsrichtung aufgetrennt (z.
B. aufgeschnitten) wird, um ein oder mehrere Profile mit ”offenem Profilquerschnitt” zu erzeugen.
Im dargestellten Beispiel werden die Profile 14b an zwei
diametral entgegengesetzten Seiten der Länge nach aufgetrennt, so dass
aus jedem geschlossenem Profil 14b zwei offene, z. B. etwa
U-förmige
Profile 14b' resultieren.
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Nach
dieser Auftrennung des Profils 14b wird der Flechtkern 20b separiert
(zur Wiederverwendung am Anfang der Bearbeitungsbahn 42b)
und es werden zwei passende neue Kernteile 20b' in die hergestellten
Profile 14b' eingesetzt.
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Die
an den Formteilen 20b' angeordneten Profile 14b' werden sodann
jeweils mit einem Klemmteil verbunden. Diese Klemmteile sind in 6 nicht
dargestellt, können
jedoch so wie der in 5 dargestellte Klemmkörper 22a ausgebildet sein.
Die Kernteile 20b' entsprechen
jeweils dem in 5 dargestellten Klemmkörper 20a.
Anstelle der Entfernung der Flechtkerne 20b und Ersatz
derselben durch ein Paar von Kernteilen 20b' könnte alternativ auch vorgesehen
sein, beim Auftrennen der Profile 14b in der Profiltrennstation 46b auch
den Flechtkern 20b zu entzweien (und nicht wiederzuverwenden).
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Die
Profilumformstation 48b kann z. B. als eine doppelte Ausführung der
in 5 dargestellten Vorrichtung ausgebildet sein.
Die Station 48b enthält dann
also zwei Umfaltvorrichtungen der in 5 dargestellten
Art. Damit wird in paralleler Ausführung ein Umfalten eines an
den Profilen 14b' jeweils
vorhandenen Profilabschnitts realisiert. Somit resultieren am Ende
der Bearbeitungsbahn 42b die bearbeiteten Profile 14b'' von jeweils etwa Z-förmigem Profilquerschnitt.