WO2014147224A2 - Connection device for introducing matrix material into a cavity containing reinforcement fibres in a semifinished structural member and supply system comprising such a connection device and method for supplying matrix material - Google Patents
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Definitions
- German Patent Application 10 2013 205 072.0 is incorporated herein by reference.
- the invention relates to a connecting device for introducing matrix material in a provided with reinforcing fibers receiving space of a structural component semifinished product.
- the invention further relates to a feed system with such a connection device and to a method for feeding matrix material into a receiving space of a structural component semifinished product provided with reinforcing fibers.
- a structural component semifinished product has two hollow-cylindrical wall elements which delimit a receiving space. In the receiving space reinforcing fibers are arranged, which must be impregnated with a matrix material for the production of a fiber-reinforced structural component. After the structural component semifinished product has been brought into a desired desired shape, matrix material is introduced into the receiving space, so that the reinforcing fibers are impregnated with the matrix material. By curing the matrix material, the fiber-reinforced structural component is formed.
- the introduction of the matrix material follows by generating a pressure difference to the environment or the ambient pressure, ie by generating a negative pressure or an overpressure.
- a pressure difference to the environment or the ambient pressure, ie by generating a negative pressure or an overpressure.
- pressure differences especially at too high pressure, to various problems.
- leakage occurs, so that the matrix material no longer or only partially reaches the receiving space.
- there are undesirable deformations of the wall elements, in particular of the inner wall element which lead to shifts of the reinforcing fibers and / or to a changing wall thickness of the structural component.
- the introduction of the matrix material can be done only with a comparatively slow with a small pressure difference.
- the invention has for its object to provide a connection device that allows the introduction of matrix material into the receiving space of the structural component semi-finished product in a simple and fast manner.
- This object is achieved by a connection device with the features of claim 1.
- the matrix material can be introduced most quickly into the receiving space by generating a high overpressure, since a higher pressure difference can be generated in comparison to a negative pressure.
- the matrix material enters the receiving space and impregnates the reinforcing fibers of the structural component semifinished product.
- the first sealing unit serves to seal the receiving space relative to the environment, so that the matrix material emerging from the first channel can not escape into the environment before it enters the receiving space.
- a second channel which opens into the interior of the structural component semifinished product delimited by the inner wall element.
- the internal pressure in the interior is adjustable and to the pressure in the receiving space or the pressure of the matrix material customizable.
- a pressure medium is introduced into the interior space via the second channel, so that the internal pressure forms a counter-pressure to the overpressure of the matrix material, whereby deformation of the inner wall element is avoided.
- the second sealing unit is used to seal the receiving space relative to the interior, so that the matrix material can not escape into the interior during insertion or the pressure medium can not escape into the receiving space.
- the connecting device according to the invention is preferably used for introducing the matrix material into the receiving space with overpressure, however, the connection device according to the invention can equally be used for introducing the matrix material into the receiving space with negative pressure.
- the first channel is connected to a first pump for generating an overpressure and / or underpressure, by means of which the matrix material can be introduced into the receiving space.
- the second channel is connected to a second pump, which serves for adjusting the internal pressure and by means of which accordingly an overpressure and / or negative pressure in the interior can be generated.
- the structural component semifinished product can be arranged in a component mold when introducing the matrix material, so that an undesired deformation of a second outer wall element is avoided.
- a connecting device allows a simple and effective way of sealing the receiving space relative to the Surroundings.
- the structural component semifinished product is inserted with its end into the receiving opening.
- the pressing element By means of the pressing element, the receiving element is pressed in the direction of the outer wall element, so that a circumferential sealing point is created between the outer wall element and the receiving element.
- the pressing element Preferably, the pressing element generates a surface pressure of the receiving element, so that a flat sealing area is formed.
- the first sealing unit is thus designed such that the receiving element is pressed by the application of radial forces by means of the pressing element to the outer wall element, so that the receiving space is sealed from the environment.
- a connection device enables in a simple manner a mounting or dismounting on the outer wall element.
- the structural component semifinished product is introduced into the receiving openings of the pressing element and of the receiving element.
- the sealing point is generated.
- the connection device is easy to disassemble.
- a connection device enables in a simple manner the setting of the radial contact pressure and thus the setting of the corresponding sealing effect. Due to the tapered inner diameter of the contact pressure element is increasingly pressed against the outer wall element with increasing screwing of the pressing on the receiving element. As a result, the sealing effect is increasingly increased.
- a connection device enables an improved sealing effect. By the at least one elastic sealing element, a flat sealing area is generated with the outer wall element.
- a connection device according to claim 6 enables in a simple manner the production of a flat sealing area. The fact that the elastic sealing element is arranged in a gap between the receiving element and the pressing element, this is deformed when attaching or screwing the contact pressure, so that the flat sealing area arises.
- a connection device enables the formation of a flat sealing area in a simple manner. Due to the fact that the elastic sealing element is arranged on an inner side of the receiving element facing the outer wall element, it is increasingly deformed with increasing contact pressure, so that a flat and adjustable sealing area is created.
- connection device allows a simple structure. Due to the one-piece design, the first sealing unit itself or the receiving element itself need not be sealed relative to the base body.
- a connecting device ensures a rapid insertion of the matrix material into the receiving space. Due to the fact that the sealing units have to seal off the receiving space from the surroundings and the interior, pressure is exerted on the wall elements in the direction of the receiving space by the sealing units, which pressure is particularly high when the matrix material is introduced with high overpressure a narrowing of the receiving space in the region of the sealing units can lead.
- the at least one spacer a minimum distance between the wall elements is ensured, so that the matrix material can be freely introduced into the receiving space. The at least one spacer thus ensures that despite a high contact pressure exerted by the first sealing unit, a minimum distance between the wall elements for easy introduction of the matrix material is ensured.
- a connection device ensures a simple and rapid introduction of the matrix material.
- the spacer can be introduced into the receiving space over the entire circumference, so that a narrowing of the receiving space over the entire circumference is avoided.
- the matrix material can be introduced unhindered into the receiving space.
- a connecting device allows easy insertion and accelerated curing of the matrix material.
- a voltage can be applied to the reinforcing fibers of the structural component semifinished product via the electrically conductive connection element, so that a current flow arises along the reinforcing fibers. This generates heat which accelerates the introduction and hardening of the matrix material.
- the first connection element and / or the spacer is made of metal.
- a connecting device has a simple construction and ensures the sealing of the receiving space with respect to the surroundings. environment.
- the connection element extends, for example, through the base body and abuts against the at least one spacer. In this way, a flow of current from the connection element via the at least one spacer to the reinforcing fibers can be generated.
- the connection element via the at least one spacer to the reinforcing fibers can be generated.
- connection element is formed, for example, in one piece with the base body or screwed into the base body, whereby a seal against the environment is achieved by the screw connection.
- connection element extends through the main body, so that a passage opening of the connection element opens into a main body interior.
- the passage opening and the main body interior form the first channel for feeding the matrix material into the receiving space.
- a connection device ensures a simple way of sealing the interior space with respect to the receiving space. After being introduced into the inner space, the contact element rests against the inner side of the first, inner wall element, so that the inner space is sealed off from the receiving space.
- the second channel is formed in the abutment element. By the second channel thus the internal pressure can be adjusted in the interior.
- the contact element is designed such that in the inserted state, a radial contact pressure is generated on the inner wall element.
- the abutment element thus exerts radial forces on the inner wall element.
- the at least one spacer ensures that a minimum distance between the wall elements is ensured.
- a connection device according to claim 14 enables in a simple manner to set the sealing effect of the second sealing unit. Characterized in that the contact element is conical on the outside, the sealing effect is increased in an increasing introduction of the contact element in the interior. The radial contact pressure on the inner wall element is thus increased with increasing insertion of the contact element.
- a connecting device allows in a simple manner, the setting of the internal pressure in the interior.
- the second channel is formed in particular in the connection element and possibly also in the contact element.
- the connecting element may have a spreading effect, so that the connecting element when inserted into the recess of the contact element spreads the contact element and presses its outer side with a higher contact pressure against the inner wall element.
- connection device enables in a simple way the adjustment of the contact pressure.
- the contact element is conically formed on the inside, the contact element is radially spread during insertion.
- the connecting element preferably has an external thread which can be screwed into an internal thread of the contact element.
- a connecting device ensures in a simple manner, the setting of the internal pressure.
- a connection device according to claim 18 is simple in construction and ensures the sealing effect of the sealing units.
- a connection device according to claim 19 enables in a simple manner an improved sealing effect of the second sealing unit.
- the outer wall element is shortened with respect to the inner wall element of the structural component semifinished product. In this way, the outer wall element can be additionally introduced into the first receiving element and the inner wall element in the second receiving element.
- the second pressing element the second receiving element is pressed radially against an outer side of the inner wall element, so that in addition to the sealing point formed by the contact element, a further sealing point is produced, which seals the inner space with respect to the receiving space.
- the receiving elements are preferably arranged on opposite sides of the basic body.
- the abutment element is arranged on the second pressing element, in particular integrally formed therewith.
- a connection device ensures the generation of the second sealing point in a simple manner.
- a connecting device ensures a good sealing effect of the second sealing point. Because the inner wall element is made of a flexible or elastic material, it is deformed by the clamping edge when the second receiving element is pressed, as a result of which a high sealing effect of the second sealing point is produced. The inner wall element is thus clamped between the conically shaped outer side of the contact element and the clamping edge of the second receiving element.
- a connection device ensures in a simple manner assembly and disassembly of the second sealing unit.
- the pressing element is screwed onto the receiving element in a simple manner, whereby it is pressed against the outside of the inner wall element.
- the contact element is arranged on the contact pressure element, so that at the same time the contact element is inserted into the interior and the associated sealing point is generated when screwing the contact pressure element.
- a connection device allows for easy
- the pressing element is preferably screwed onto the receiving element.
- a connection device according to claim 24 allows the generation of two sealing points in a simple manner. By attaching the contact pressure element, the contact element is introduced into the interior, whereby a first sealing point is generated with respect to the inside of the inner wall element. At the same time the receiving element is pressed against the outside of the inner wall member when attaching the Anpressele-, so that a second sealing point is generated.
- a connecting device has a simple structure and ensures a sealing of the receiving space with respect to the surroundings.
- a connection device can be produced in a simple manner.
- the first receiving element and the abutment element are integral with the main body formed from the plastic material.
- the first pressing member and / or the second connecting element are formed from the plastic material.
- the receiving elements are preferably formed integrally with the base body of the plastic material.
- the pressing elements and the contact element are formed from the plastic material, wherein the contact element is preferably formed integrally with the second pressing element.
- the second connection element is preferably formed of the plastic material.
- a connection device is reusable.
- the first receiving element and the contact element are integrally formed with the base body of the metal.
- the first pressing member and / or the second connecting element are formed from the metal.
- the receiving elements are preferably formed integrally with the base body of the metal.
- the contact pressure elements and the abutment element are formed from the metal, wherein the abutment element is preferably formed integrally with the second contact pressure element.
- the second connection element is preferably formed from the metal. In an embodiment of the contact element made of metal, the associated second connection element can have no spreading action.
- a feed system enables a simple and rapid introduction of matrix material into the receiving space of the structural component semifinished product.
- the first pump is connected to the first channel of the connection direction, whereas the second pump is connected to the second channel of the connection device.
- the closure device By means of the closure device, the interior can be closed in a simple manner at an end which is opposite to the connection device, so that adjustment of the internal pressure is possible in a simple manner. Due to the closure device, the inner wall element does not have to close the interior itself. As a result, a simple production of fiber-reinforced structural components from a structural component semifinished product is made possible.
- the structural component semifinished product can have a large length and be easily cut to the desired length for the production of fiber-reinforced structural components.
- the resulting open end is closed by the closure device.
- the closure device may, for example, have a sealing unit corresponding to the first sealing unit, which is connected in one piece with a contact element which can be inserted into the interior space and closes it.
- the closure device may, for example, be designed in accordance with the connection device, but instead of a connection element with a passage opening, have a closure element without a passage opening.
- the first pump is arranged on the side of the connection device, whereas the first pump is arranged on the side of the closure device when the matrix material is supplied with negative pressure.
- the invention is further based on the object to provide a method which allows the introduction of matrix material into the receiving space of the structural component semifinished product in a simple and rapid manner. This object is achieved by a method having the features of claim 29.
- the advantages of the method according to the invention correspond to the already described advantages of the delivery system according to the invention and the connection device according to the invention. The method can be developed in particular according to claims 1 to 28.
- the structural component semifinished product has a first inner wall element, which is surrounded by a second outer wall element.
- the wall elements are designed as hollow profiles, in particular hollow cylindrical. Preferably, the wall elements have a round or oval cross-section.
- the wall members define a receiving space extending in a longitudinal direction in a radial direction or a transverse direction. In the receiving space reinforcing fibers are arranged, which must be soaked to form a fiber-reinforced structural component with a matrix material.
- the inner wall element bounds an interior space.
- the first inner wall element and / or the second outer wall element are preferably formed in one piece.
- the first inner wall element and / or the second outer wall element are made of a bendable material, in particular a plastic material.
- the first inner wall element and / or the second outer wall element are formed from a thermoplastic and / or elastomeric plastic material.
- the inner wall element and / or the outer wall element are made of an elastically deformable material.
- the deformation or bending can take place before and / or after the introduction of the matrix material.
- a fiber-reinforced structural component is formed.
- the first wall element and / or the second wall element can be removed as needed. Because the first wall element and / or the second wall element are formed from an elastically deformable material, in particular a plastic material, removal is possible in a simple manner. Due to the preferably one-part design of the first wall element and / or the second wall element, the fiber-reinforced structural component after removal on a smooth and burr-free surface. Due to this high surface quality, the surface of the structural component does not have to be reworked.
- FIG. 1 shows a feeding system with a connecting device according to a first exemplary embodiment for introducing matrix material into a structural component semi-finished product
- FIG. 2 shows a connecting device according to a second exemplary embodiment
- a feeding system with a connecting device according to a third exemplary embodiment Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to FIG. 1.
- a feed system 1 serves to feed a matrix material 2 into a structural component semifinished product 3.
- the structural component semifinished product 3 has a first inner wall element 4, which is surrounded by a second outer wall element 5.
- the wall elements 4, 5 are hollow-cylindrical in shape and preferably arranged concentrically to a central longitudinal axis M s .
- the wall elements 4, 5 are formed from a manually bendable material, in particular an elastically deformable plastic material.
- the wall elements 4, 5 of one of the materials rubber, PCV, PE, PA, PU, PTFE and / or silicone.
- the wall elements 4, 5 delimit in a radial direction or in a transverse direction a receiving space 6 which extends in a longitudinal direction.
- reinforcing fibers 7 are arranged, which must be impregnated with the Materixmateri- al 2 to form a fiber-reinforced structural component.
- the reinforcing fibers 7 are, for example, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, basalt fibers, hemp, flax, cotton or mixtures thereof.
- the inner wall element 4 defines an inner space 8. Since the structural component semifinished product 3 is tubular, the annular receiving space 6 and the inner space 8 are open at both ends of the structural component semifinished product 3.
- the feed system 1 has a connection device 9 and two pumps 10, 11.
- a first pump 10 serves to introduce the matrix material 2 into the receiving space 6, whereas a second pump 11 serves to set an internal pressure pi in the interior 8.
- the pumps 10, 1 1 are shown in Fig. 1 only schematically.
- the connecting device 9 has a first main body 12, on which a first sealing unit 13 and a second sealing unit 14 are arranged.
- the first basic body 12 is illustrated in FIG. 1 by dashed lines.
- the first base body 12 is hollow-cylindrical in shape and defines a first base body interior 15.
- a bore 16 is formed with an internal thread 17 into which a first connection element 18 with an associated external thread 19 is screwed.
- the connection element 18 has a first passage opening 20, which opens into the main body interior 15.
- the first sealing unit 13 has a first annular receiving element 21 with a first receiving opening 22 into which the structural component semifinished product 3 can be inserted.
- the receiving element 21 is formed integrally with the base body 12. The inner sides of the receiving element 21 and the base body 12 are flush with each other.
- an external thread 23 is formed, on which a first pressing element 24 with an associated internal thread 25 can be screwed.
- the pressing element 24 has a second receiving opening 26, through which the structural component semifinished product 3 can be inserted.
- an elastic sealing element 27 is arranged in one of the receiving element 21 and the pressing member 24 limited gap.
- the sealing element 27 is annular and deformable for sealing.
- the first sealing unit 13 serves to seal the receiving space 6 with respect to an environment 58.
- the second sealing unit 14 has a contact element 28, which serves to abut against an inner side of the inner wall element 4 and can be inserted into the inner space 8.
- the contact element 28 is formed integrally with the base body 12. Due to the one-piece design of the main body interior 15 is closed at one of the receiving opening 22 opposite side.
- the abutment element 28 extends through the main body interior 15 and through the receiving openings 22 and 26, so that the space bounded by the abutment element 28 and by the base body 12 or the receiving element 21 and the pressing element 24 forms an annular space.
- the abutment element 28 is conically formed on an outer side, so that the outer diameter increases in the direction of the end connected to the main body 12.
- two sealing projections 29, 30 spaced apart in the direction of a center longitudinal axis M A are arranged.
- the contact element 28 is hollow-cylindrical and has a recess in the form of a passage opening 31.
- the contact element 28 is conically formed on an inner side, so that the passage opening 31 tapers.
- the contact element 28 has an internal thread 32 into which a second connecting element 33 with an associated external thread 34 can be screwed.
- the connecting element 33 is used when screwing as a spreading element for the contact element 28.
- the connecting element 33 is also formed in a hollow cylindrical shape and has a through hole 35.
- the second sealing unit 14 serves to seal the receiving space 6 with respect to the interior 8.
- the passage opening 20 of the first connection element 18 and the annular main body interior 15 form a first channel 36 for feeding the matrix material 2 into the receiving space 6.
- the passage opening 31 of the abutment element 28 and the passage opening 35 of the second connection element 33 form a second one Channel 37 for adjusting the internal pressure pi in the interior 8.
- a spacer 38 is provided, which is insertable into the receiving space 6.
- the stand holder 38 is hollow-cylindrical in shape and has a plurality of spacer channels 39 for the matrix material 2.
- the spacer 38 has in the direction of the central longitudinal axis M A a length L H , which is greater than a distance L s of the connection element 18 to the distal end of the receiving element 21. This ensures on the one hand that in the region of the first sealing unit 13 of the receiving space 6 is not narrowed and on the other hand, a contact with the connection element 18 is possible.
- connection element 18 and the spacer 38 are electrically conductive and in contact with each other.
- the connection element 18 and the spacer 38 are preferably made of metal.
- the feed system 1 has a closure device 40.
- the locking device 40 comprises a second base body 41, which is formed in a hollow cylindrical shape and defines a second basic body interior 42.
- a discharge element 43 is arranged, which forms a passage opening 44.
- the discharge element 43 is included For example, formed and screwed in accordance with the connection element 18.
- the closure device 40 has a third sealing unit 45, which is designed in accordance with the first sealing unit 13.
- the sealing unit 45 accordingly has a third receiving element 46 with a receiving opening 47 and an associated external thread 48.
- the receiving element 46 is formed integrally with the base body 41.
- An associated pressing element 49 has a receiving opening 50 and an internal thread 51. Between the receiving element 46 and the pressing member 49, an elastic sealing element 52 is arranged.
- the closure device 40 For closing the interior 8, the closure device 40 has a contact element 53 which can be inserted into the interior 8 and has two sealing projections 54, 55 arranged along a central longitudinal axis M v .
- the contact element 53 is formed integrally with the main body 41.
- the closure device 40 has a spacer 56 with spacer channels 57.
- the connecting device 9 and the closure device 40 are formed from a plastic material.
- An exception to this are the electrically conductive spacers 38, 56 and the electrically conductive connection element 18 and the electrically conductive discharge element 43, which are formed of metal.
- the connection device 9 and the closure device 40 may be formed entirely of metal.
- the feed system 1 has a component mold 59 which is formed from two mold halves which can be firmly connected to one another.
- the component form 59 forms an open-end cavity, which serves to receive the structural component semifinished product 3.
- the component form 59 or its cavity has a circular cross-sectional shape which corresponds to the circular cross-sectional shape of the structural component semifinished product 3, so that the structural component semifinished product 3 arranged in the cavity rests against the component form 59 with the outer wall element 5.
- the component mold 59 is made of a non-metallic material, such as wood or a modeling material.
- the feed system 1 has an electrical energy source 70, which is electrically conductively connected to the first connection element 18 and the discharge element 43. By means of the electrical energy source 70, a voltage U can be applied to the reinforcing fibers 7.
- the assembly and operation of feeder s system 1 is as follows:
- the spacers 38 and 56 are inserted end-to-end through openings A 2 , B 2 in the receiving space 6.
- the pressing element 24 and the connecting element 33 is released.
- the structural component semifinished product 3 is inserted with its end into the receiving openings 26 and 22, so that the contact element 28 is simultaneously introduced through an opening Ai into the interior 8.
- the contact pressure element 24 is screwed onto the contact element 21, so that by means of the first sealing unit 13 a sealing effect is achieved.
- the sealing effect is achieved by pressing the receiving element 21 against the outer wall element 5 and by deformation and contact of the sealing element 27 on the wall element 5.
- the connecting element 33 is screwed into the contact element 28, whereby the contact element 28 is pressed with a higher contact pressure against the inside of the inner wall element 4. As a result, and by the sealing projections 29, 30, a sealing effect is achieved.
- the connecting element 9 is in contact with the spacer 38.
- the closure device 40 is mounted in a corresponding manner.
- the contact pressure element 49 is released.
- the structural component semifinished product 3 is then introduced into the receiving openings 50 and 47, whereby the contact element 53 is simultaneously introduced through an opening into the inner space 8 and closes the latter due to the sealing projections 54, 55.
- the contact pressure element 49 is screwed onto the receiving element 46.
- the pump 10 is connected to the connection element 18 and the pump 1 1 to the connection element 33. Furthermore, the electrical energy source 70 is electrically conductively connected to the connection element 18 and the output element 43 and, by means of the energy source 70, a voltage U is applied to the amplification fibers 7, so that a current flow takes place through them. Due to the flow of current, the connection devices 9, the structural component semifinished product 3 and the closure device 40 are heated. As a result, the viscosity of the matrix material 2 is lowered during introduction, so that the introduction is simplified. By means of the pump 10, the matrix material 2 is introduced into the receiving space 6 at a pressure p m or overpressure.
- the matrix material 2 flows through the through-opening 20, the main body interior 15 and the spacer channels 39 into the receiving space 6. If the receiving space 6 is filled, the material 2 flows through the spacer channels 57, the main body interior 42 and the passage opening 44 in the environment 58.
- the sealing unit 13 seals the receiving space 6 from the surroundings 58. Accordingly, the sealing unit 45 seals the receiving space 6 from the environment 58, so that the matrix material 2 can only escape through the discharge element 43 and be collected there.
- the internal pressure pi must be adjusted in order to avoid impairing the quality of the later fiber-reinforced structural component.
- the internal pressure pi is set via the second channel 37 by means of the second pump 11. If the matrix material 2 is introduced with an overpressure, a pressure medium, for example air, is pumped into the interior 8 by means of the second pump 11. As a result, an undesirable deformation of the inner wall element 4 is avoided. To avoid undesired deformation of the outer wall element 5, the outer wall element 5 surrounding the component mold 59 is additionally used.
- the structural component semifinished product 3 After introduction of the matrix material 2, the structural component semifinished product 3 has to harden in its at least partially curved desired shape.
- the electrical voltage U For easy introduction of the matrix material 2 and for accelerating the curing is applied to the terminal 18 and the discharge element 43, the electrical voltage U, so that via the connection element 18, the spacer 38, the reinforcing fibers 7, the spacer 56 and the discharge element 43, a current flow is generated, the matrix material 2 during insertion and heated in the receiving space 6.
- the disassembly of the connecting device 9 and the closure device 40 follows after curing in the reverse manner to the assembly.
- the receiving element 21 of the sealing unit 13 is not formed flush with the base body 12 in contrast to the first embodiment.
- the receiving element 21 has a hollow cylindrical portion 60 and a tapered portion 61, which are integrally formed with each other.
- the external thread 23 is formed.
- the elastic sealing element 27 is arranged on the inner wall element 5 facing the inside.
- the sealing element 27 is formed, for example, as a ring with a rectangular cross-section or as a band.
- the third embodiment differs from the first embodiment by the formation of the second sealing unit 14.
- the second sealing unit 14 has a second receiving element 62 with an associated receiving opening 63.
- the receiving element 62 is arranged on a side facing the receiving element 21 side on the base body 12 and formed integrally therewith.
- the receiving element 62 has an external thread 64, onto which an associated second pressing element 66 can be screwed by means of an internal thread 65.
- the pressing member 66 has, according to the first sealing unit 13 has a tapered inner diameter for adjusting the contact pressure of the receiving element 62 to the wall element 4.
- the contact element 28 is arranged concentrically to the central longitudinal axis M v on the contact pressure element 66 and formed integrally therewith.
- the pressing element 66 has a receiving opening 67 arranged concentrically to the central longitudinal axis M v for insertion of the connecting element 33.
- the contact element 28 forms a gap 68 with the receiving element 62 for clamping the wall element 4.
- the receiving opening 63 tapers in its inner diameter in the direction of the contact element 28, so that the receiving element 62 forms an annular clamping edge 69 at its free end.
- the outer wall element 5 is removed from the end of the structural component semifinished product 3, so that the inner wall element 4 with the reinforcing fibers 7 arranged thereon is exposed.
- the length of the part of the outer wall element 5 to be removed depends on the size of the structural component semifinished product 3 and the associated gen connection device 9 from. Typically, the length to be removed is between 2 cm and 10 cm.
- the spacer 38 is inserted, leaving a free end outside of the receiving space 6.
- the screw connection of the first sealing unit 13 is first released.
- the pressing member 66 is completely removed from the receiving member 62.
- the connection element 33 is removed from the contact element 28.
- the structural component semifinished product 3 is introduced through the receiving openings 26 and 22 into the main body interior 15. The insertion takes place until the outer wall element 5 has reached the end of the receiving element 21 or the main body interior 15 and the inner wall element 4 emerges from the main body interior 15 again through the receiving opening 67.
- the inner wall element 4 is increasingly stretched, at the same time due to the formation of the receiving element 62, the gap 68 is increasingly reduced until the clamping edge 69, the inner wall element 4 clamped.
- the connecting device 9 according to the invention enables a simple and rapid introduction of matrix material 2 into the receiving space 6, as a result of which low cycle times in the production of fiber-reinforced structural components can be achieved for industrial use.
- the introduction of matrix material 2 with a high pressure p m or overpressure is made possible by the connecting device 9 according to the invention, whereby the receiving space 6 can be formed with a comparatively small radial dimension, so that the later fiber-reinforced structural component has a comparatively low weight .
- the internal pressure pi in the inner space 8 geometry control of the inner wall element 4 and the reinforcing fibers 7 is made possible, so that fiber distortions or fiber compaction can be effectively avoided and the later fiber-reinforced structural component has a high quality.
- p m For the pressure p m applies in particular: p m > 1.5 bar, in particular p m > 3.0 bar, in particular p m > 4.5 bar, and in particular p m > 6.0 bar.
- p m 1.5 bar
- p m > 6.0 bar By the surface pressure or the surface pressure of the sealing units 13, 14 on the one hand a frictional connection between the structural component semifinished product 3 and the connecting device 9 achieved and on the other hand, a simultaneous introduction of matrix material 2 and an adjustment of the internal pressure pi allows, as the receiving space 6 opposite the environment 58 and against the interior 8 is sealed.
- direct mounting onto the cut-off structural component semifinished product 3 is possible, so that shortening of the outer wall element 5 and possibly the reinforcing fibers 7 can be avoided.
- the connecting device 9 provides a second sealing unit 14 with a high sealing effect, since two sealing points are generated due to the conical clamping.
- the spacer 38 ensures despite the flat radial contact pressure easy insertion of the matrix material 2 with the lowest possible resistance.
- the spacer 38 in conjunction with the spacer 56 of the closure device 40 allows a current flow for accelerated curing of the matrix material 2.
- the connection device 9 can be heated up to 80 ° C by introducing a current flow through the reinforcing fibers 7 before introducing the matrix material 2 , wherein the viscosity of the matrix material 2 and its flow properties are positively influenced.
- a design of the connecting device 9 and / or the closure device 40 made of plastic material - with the exception of the electrically conductive components - is simple and inexpensive.
- an embodiment of the connecting device 9 and / or the closure device 40 made of metal allows easy cleaning and reuse.
- the connecting device 9 makes it possible to introduce the matrix material 2 with a pressure p m and an associated internal pressure pi of up to 20 bar.
- the air contained in the receiving space 6 can escape during the introduction of the matrix material 2.
- 8 hot air or steam can be introduced into the interior. As a result, heating of the connecting device 9 is possible, whereby the flow properties of the matrix material 2 with a pressure p m and an associated internal pressure pi of up to 20 bar.
- Matrix material 2 can be improved.
- the matrix material 2 has a lower viscosity due to the heated connection device 9 and the heated structural component semifinished product 3, which enables a simpler and faster introduction and accelerated hardening.
- the second wall element 5 has an outer diameter D, for which the following preferably applies: 10 mm ⁇ D ⁇ 200 mm, in particular 15 mm ⁇ D ⁇ 150 mm, and in particular 20 mm ⁇ D ⁇ 100 mm.
- the second wall element 5 furthermore has a radial wall thickness W 2 or W, wherein preferably: 5 ⁇ D / W ⁇ 30 and in particular 10 ⁇ D / W ⁇ 20.
- the second wall element 5 preferably has a hardness of at most 100 Shore A, in particular of at most 90 Shore A, and in particular of at most 80 Shore A on. Due to the design of the second wall element 5, on the one hand, sufficient stability against pressure difference is achieved.
- the wall elements 4, 5 are preferably formable such that a radius of curvature of the structural component semifinished product 1 of less than 10 D, in particular less than 8 D, in particular less than 6 D, and in particular less than 4 D can be achieved.
- the wall elements 4, 5 are preferably made of plastic, in particular of a thermoplastic material.
- the wall thickness Wi of the first wall element 4 and / or the wall thickness W 2 of the second wall element 5 may be the same or different.
- the wall thicknesses Wi and / or W 2 are preferably between 1 mm and 6 mm, in particular between 1.5 mm and 5 mm, and in particular between 2 mm and 4 mm.
- the structural component semifinished product 3 or the wall elements 4, 5 are of tubular design, wherein the openings to the receiving space 6 and the interior 8 are formed on the front side.
- the connecting device 9 and the closure device 40 are adapted in their cross-sectional shape to the cross-sectional shape of the wall elements 4, 5.
- the structural component semifinished product 3 preferably has a length of less than 10 m, in particular less than 6 m, in particular less than 4 m, in particular less than 3 m, in particular less than 2.5 m and in particular less than 2 m up.
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Abstract
A connection device (9) has a first duct (36) for introducing matrix material (2) into a cavity (6) containing reinforcement fibres (7) in a semi-finished structural member (3). A second duct (37) is used to set an internal pressure in an interior space (8) in the semi-finished structural member (3). A main part (12) has a first sealing unit (13) for sealing the cavity (6) with respect to surroundings (58). The main part (12) also has a second sealing unit (14) for sealing the cavity (6) with respect to the interior space (8). The connection device (9) allows the matrix material (2) to be introduced quickly and simply.
Description
Anschlussvorrichtung zum Einbringen von Matrixmaterial in einen mit Verstärkungsfasern versehenen Aufnahmeraum eines Strukturbauteil-Halbzeugs sowie Zuführsystem mit einer derartigen Anschlussvorrichtung und Verfahren zum Zuführen von Matrixmaterial Connecting device for introducing matrix material into a receiving space of a structural component semifinished product provided with reinforcing fibers, as well as a feeding system with such a connecting device and method for feeding matrix material
Der Inhalt der deutschen Patentanmeldung 10 2013 205 072.0 wird durch Bezugnahme hierin aufgenommen. The content of German Patent Application 10 2013 205 072.0 is incorporated herein by reference.
Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung zum Einbringen von Ma- trixmaterial in einen mit Verstärkungsfasern versehenen Aufnahmeraum eines Strukturbauteil-Halbzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Zuführsystem mit einer derartigen Anschlussvorrichtung und ein Verfahren zum Zuführen von Matrixmaterial in einen mit Verstärkungsfasern versehenen Aufnahmeraum eines Strukturbauteil-Halbzeugs. The invention relates to a connecting device for introducing matrix material in a provided with reinforcing fibers receiving space of a structural component semifinished product. The invention further relates to a feed system with such a connection device and to a method for feeding matrix material into a receiving space of a structural component semifinished product provided with reinforcing fibers.
Aus der WO 2010/129 975 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Strukturbauteils bekannt. Ein Strukturbauteil-Halbzeug weist zwei hohlzylinderförmige Wandelemente auf, die einen Aufnahmeraum begrenzen. In dem Aufnahmeraum sind Verstärkungsfasern angeord- net, die zur Herstellung eines faserverstärkten Strukturbauteils mit einem Matrixmaterial getränkt werden müssen. Nachdem das Strukturbauteil- Halbzeug in eine gewünschte Sollform gebracht wurde, wird Matrixmaterial in den Aufnahmeraum eingebracht, so dass die Verstärkungsfasern mit dem Matrixmaterial getränkt werden. Durch Aushärten des Matrixmaterials wird das faserverstärkte Strukturbauteil ausgebildet. From WO 2010/129 975 A2 a method for producing a fiber-reinforced structural component is known. A structural component semifinished product has two hollow-cylindrical wall elements which delimit a receiving space. In the receiving space reinforcing fibers are arranged, which must be impregnated with a matrix material for the production of a fiber-reinforced structural component. After the structural component semifinished product has been brought into a desired desired shape, matrix material is introduced into the receiving space, so that the reinforcing fibers are impregnated with the matrix material. By curing the matrix material, the fiber-reinforced structural component is formed.
Das Einbringen des Matrixmaterials folgt durch Erzeugen einer Druckdifferenz zu der Umgebung bzw. dem Umgebungsdruck, also durch Erzeugen eines Unterdrucks oder eines Überdrucks. Hierbei kommt es bei zu hohen
Druckdifferenzen, insbesondere bei einem zu hohen Überdruck, zu verschiedenen Problemen. Einerseits treten Leckagestellen auf, so dass das Matrixmaterial nicht mehr oder nur noch teilweise in den Aufnahmeraum gelangt. Andererseits kommt es zu unerwünschten Verformungen der Wandelemente, insbesondere des inneren Wandelements, die zu Verschiebungen der Verstärkungsfasern und/oder zu einer sich verändernden Wanddicke des Strukturbauteils führen. Um diese Probleme zu vermeiden, kann das Einbringen des Matrixmaterials nur mit einer vergleichsweise langsam mit einer geringen Druckdifferenz erfolgen. The introduction of the matrix material follows by generating a pressure difference to the environment or the ambient pressure, ie by generating a negative pressure or an overpressure. Here it comes at too high Pressure differences, especially at too high pressure, to various problems. On the one hand, leakage occurs, so that the matrix material no longer or only partially reaches the receiving space. On the other hand, there are undesirable deformations of the wall elements, in particular of the inner wall element, which lead to shifts of the reinforcing fibers and / or to a changing wall thickness of the structural component. To avoid these problems, the introduction of the matrix material can be done only with a comparatively slow with a small pressure difference.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschlussvorrichtung zu schaffen, die auf einfache und schnelle Weise das Einbringen von Matrixmaterial in den Aufnahmeraum des Strukturbauteil-Halbzeugs ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine Anschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass das Matrixmaterial am schnellsten durch Erzeugung eines hohen Überdrucks in den Aufnahmeraum einbringbar ist, da im Vergleich zu einem Unterdruck eine höhere Druckdifferenz erzeugbar ist. Durch die Ausbildung des ersten Ka- nals gelangt das Matrixmaterial in den Aufnahmeraum und tränkt die Verstärkungsfasern des Strukturbauteil-Halbzeugs. Die erste Dichteinheit dient hierbei zum Abdichten des Aufnahmeraums gegenüber der Umgebung, so dass das aus dem ersten Kanal austretende Matrixmaterial vor Eintritt in den Aufnahmeraum nicht in die Umgebung entweichen kann. Um eine un- erwünschte Verformung eines ersten inneren Wandelements des Strukturbauteil-Halbzeugs zu vermeiden, ist ein zweiter Kanal vorgesehen, der in den von dem inneren Wandelement begrenzten Innenraum des Strukturbauteil-Halbzeugs mündet. Mittels des zweiten Kanals ist der Innendruck in dem Innenraum einstellbar und an den Druck im Aufnahmeraum bzw.
den Druck des Matrixmaterials anpassbar. Bei der Einbringung des Matrixmaterials mit einem Überdruck wird über den zweiten Kanal ein Druckmedium in den Innenraum eingebracht, so dass der Innendruck einen Gegendruck zu dem Überdruck des Matrixmaterials bildet, wodurch eine Ver- formung des inneren Wandelements vermieden wird. Die zweite Dichteinheit dient zum Abdichten des Aufnahmeraums gegenüber dem Innenraum, so dass das Matrixmaterial beim Einbringen nicht in den Innenraum entweichen kann bzw. das Druckmedium nicht in den Aufnahmeraum entweichen kann. The invention has for its object to provide a connection device that allows the introduction of matrix material into the receiving space of the structural component semi-finished product in a simple and fast manner. This object is achieved by a connection device with the features of claim 1. According to the invention, it has been recognized that the matrix material can be introduced most quickly into the receiving space by generating a high overpressure, since a higher pressure difference can be generated in comparison to a negative pressure. As a result of the formation of the first channel, the matrix material enters the receiving space and impregnates the reinforcing fibers of the structural component semifinished product. The first sealing unit serves to seal the receiving space relative to the environment, so that the matrix material emerging from the first channel can not escape into the environment before it enters the receiving space. In order to avoid an undesired deformation of a first inner wall element of the structural component semifinished product, a second channel is provided, which opens into the interior of the structural component semifinished product delimited by the inner wall element. By means of the second channel, the internal pressure in the interior is adjustable and to the pressure in the receiving space or the pressure of the matrix material customizable. When the matrix material is introduced with an overpressure, a pressure medium is introduced into the interior space via the second channel, so that the internal pressure forms a counter-pressure to the overpressure of the matrix material, whereby deformation of the inner wall element is avoided. The second sealing unit is used to seal the receiving space relative to the interior, so that the matrix material can not escape into the interior during insertion or the pressure medium can not escape into the receiving space.
Die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung dient vorzugsweise zum Einbringen des Matrixmaterials in den Aufnahmeraum mit Überdruck, jedoch ist die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung gleichermaßen zum Einbringen des Matrixmaterials in den Aufnahmeraum mit Unterdruck ein- setzbar. The connecting device according to the invention is preferably used for introducing the matrix material into the receiving space with overpressure, however, the connection device according to the invention can equally be used for introducing the matrix material into the receiving space with negative pressure.
Zum Einbringen des Matrixmaterials ist der erste Kanal an eine erste Pumpe zum Erzeugen eines Überdrucks und/oder Unterdrucks angeschlossen, mittels der das Matrixmaterial in den Aufnahmeraum einbringbar ist. Wei- terhin ist der zweite Kanal an eine zweite Pumpe angeschlossen, die zur Einstellung des Innendrucks dient und mittels der dementsprechend ein Überdruck und/oder Unterdruck im Innenraum erzeugbar ist. Bei einem hohen Überdruck kann das Strukturbauteil-Halbzeug beim Einbringen des Matrixmaterials in einer Bauteilform angeordnet werden, so dass eine un- erwünschte Verformung eines zweiten äußeren Wandelements vermieden wird. For introducing the matrix material, the first channel is connected to a first pump for generating an overpressure and / or underpressure, by means of which the matrix material can be introduced into the receiving space. Furthermore, the second channel is connected to a second pump, which serves for adjusting the internal pressure and by means of which accordingly an overpressure and / or negative pressure in the interior can be generated. At a high overpressure, the structural component semifinished product can be arranged in a component mold when introducing the matrix material, so that an undesired deformation of a second outer wall element is avoided.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 2 ermöglicht auf einfache und wirkungsvolle Weise ein Abdichten des Aufnahmeraums gegenüber der
Umgebung. Das Strukturbauteil-Halbzeug wird mit seinem Ende in die Aufnahmeöffnung eingeführt. Mittels des Anpresselements wird das Aufnahmeelement in Richtung des äußeren Wandelements gepresst, so dass zwischen dem äußeren Wandelement und dem Aufnahmeelement eine um- laufende Dichtstelle entsteht. Vorzugsweise erzeugt das Anpresselement eine Flächenpressung des Aufnahmeelements, so dass ein flächiger Dichtbereich entsteht. Die erste Dichteinheit ist somit derart ausgebildet, dass das Aufnahmeelement durch das Aufbringen von Radialkräften mittels des Anpresselements an das äußere Wandelement gepresst wird, sodass der Aufnahmeraum gegenüber der Umgebung abgedichtet wird. A connecting device according to claim 2 allows a simple and effective way of sealing the receiving space relative to the Surroundings. The structural component semifinished product is inserted with its end into the receiving opening. By means of the pressing element, the receiving element is pressed in the direction of the outer wall element, so that a circumferential sealing point is created between the outer wall element and the receiving element. Preferably, the pressing element generates a surface pressure of the receiving element, so that a flat sealing area is formed. The first sealing unit is thus designed such that the receiving element is pressed by the application of radial forces by means of the pressing element to the outer wall element, so that the receiving space is sealed from the environment.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 3 ermöglicht auf einfache Weise eine Montage bzw. Demontage an dem äußeren Wandelement. Das Strukturbauteil-Halbzeug wird in die Aufnahmeöffnungen des Anpress- elements und des Aufnahmeelements eingeführt. Durch Aufschrauben des Anpresselements auf das Aufnahmeelement wird die Dichtstelle erzeugt. Durch das Lösen der Verschraubung und Abziehen des Aufnahmeelements sowie des Anpresselements ist die Anschlussvorrichtung einfach demontierbar. A connection device according to claim 3 enables in a simple manner a mounting or dismounting on the outer wall element. The structural component semifinished product is introduced into the receiving openings of the pressing element and of the receiving element. By screwing the contact pressure element on the receiving element, the sealing point is generated. By loosening the screw and removing the receiving element and the contact pressure the connection device is easy to disassemble.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 4 ermöglicht auf einfache Weise das Einstellen des radialen Anpressdrucks und somit das Einstellen der entsprechenden Dichtwirkung. Durch den sich verjüngenden Innendurchmesser des Anpresselements wird bei zunehmendem Aufschrauben des Anpresselements auf das Aufnahmeelement dieses zunehmend gegen das äußere Wandelement gepresst. Hierdurch wird die Dichtwirkung zunehmend erhöht.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 5 ermöglicht eine verbesserte Dichtwirkung. Durch das mindestens eine elastische Dichtelement wird ein flächiger Dichtbereich mit dem äußeren Wandelement erzeugt. Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 6 ermöglicht auf einfache Weise das Erzeugen eines flächigen Dichtbereichs. Dadurch, dass das elastische Dichtelement in einem Spalt zwischen dem Aufnahmeelement und dem Anpresselement angeordnet ist, wird dieses beim Anbringen bzw. Aufschrauben des Anpresselements deformiert, so dass der flächige Dicht- bereich entsteht. A connection device according to claim 4 enables in a simple manner the setting of the radial contact pressure and thus the setting of the corresponding sealing effect. Due to the tapered inner diameter of the contact pressure element is increasingly pressed against the outer wall element with increasing screwing of the pressing on the receiving element. As a result, the sealing effect is increasingly increased. A connection device according to claim 5 enables an improved sealing effect. By the at least one elastic sealing element, a flat sealing area is generated with the outer wall element. A connection device according to claim 6 enables in a simple manner the production of a flat sealing area. The fact that the elastic sealing element is arranged in a gap between the receiving element and the pressing element, this is deformed when attaching or screwing the contact pressure, so that the flat sealing area arises.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 7 ermöglicht auf einfache Weise das Ausbilden eines flächigen Dichtbereichs. Dadurch, dass das elastische Dichtelement an einer dem äußeren Wandelement zugewandten In- nenseite des Aufnahmeelements angeordnet ist, wird dieses mit zunehmendem Anpressdruck zunehmend deformiert, so dass ein flächiger und einstellbarer Dichtbereich entsteht. A connection device according to claim 7 enables the formation of a flat sealing area in a simple manner. Due to the fact that the elastic sealing element is arranged on an inner side of the receiving element facing the outer wall element, it is increasingly deformed with increasing contact pressure, so that a flat and adjustable sealing area is created.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 8 ermöglicht einen einfachen Aufbau. Durch die einteilige Ausbildung muss die erste Dichteinheit selbst bzw. das Aufnahmeelement selbst nicht gegenüber dem Grundkörper abgedichtet werden. A connection device according to claim 8 allows a simple structure. Due to the one-piece design, the first sealing unit itself or the receiving element itself need not be sealed relative to the base body.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 9 gewährleistet ein schnelles Einführen des Matrixmaterials in den Aufnahmeraum. Dadurch, dass die Dichteinheiten den Aufnahmeraum gegenüber der Umgebung und dem Innenraum abdichten müssen, wird auf die Wandelemente in Richtung des Aufnahmeraums von den Dichteinheiten ein Druck ausgeübt, der insbesondere bei einer Einbringung des Matrixmaterials mit hohem Überdruck zu
einer Verengung des Aufnahmeraums im Bereich der Dichteinheiten führen kann. Durch den mindestens einen Abstandshalter wird ein Mindestabstand zwischen den Wandelementen sichergestellt, so dass das Matrixmaterial ungehindert in den Aufnahmeraum eingebracht werden kann. Durch den mindestens einen Abstandshalter wird somit sichergestellt, dass trotz eines von der ersten Dichteinheit ausgeübten hohen Anpressdrucks ein Mindestabstand zwischen den Wandelementen zur einfachen Einbringung des Matrixmaterials sichergestellt ist. Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 10 gewährleistet ein einfaches und schnelles Einbringen des Matrixmaterials. Durch die hohlzylinderför- mige Ausbildung kann der Abstandshalter über den gesamten Umfang in den Aufnahmeraum eingeführt werden, so dass eine Verengung des Aufnahmeraums über den gesamten Umfang vermieden wird. Durch den min- destens einen Abstandshalterkanal kann das Matrixmaterial ungehindert in den Aufnahmeraum eingebracht werden. A connecting device according to claim 9 ensures a rapid insertion of the matrix material into the receiving space. Due to the fact that the sealing units have to seal off the receiving space from the surroundings and the interior, pressure is exerted on the wall elements in the direction of the receiving space by the sealing units, which pressure is particularly high when the matrix material is introduced with high overpressure a narrowing of the receiving space in the region of the sealing units can lead. By the at least one spacer a minimum distance between the wall elements is ensured, so that the matrix material can be freely introduced into the receiving space. The at least one spacer thus ensures that despite a high contact pressure exerted by the first sealing unit, a minimum distance between the wall elements for easy introduction of the matrix material is ensured. A connection device according to claim 10 ensures a simple and rapid introduction of the matrix material. As a result of the hollow cylinder-shaped design, the spacer can be introduced into the receiving space over the entire circumference, so that a narrowing of the receiving space over the entire circumference is avoided. By means of the at least one spacer channel, the matrix material can be introduced unhindered into the receiving space.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1 1 ermöglicht ein einfaches Einbringen und ein beschleunigtes Aushärten des Matrixmaterials. Durch den mindestens einen elektrisch leitenden Abstandshalter kann über das elektrisch leitende Anschlusselement eine Spannung an die Verstärkungsfasern des Strukturbauteil-Halbzeugs angelegt werden, so dass entlang der Verstärkungsfasern ein Stromfluss entsteht. Hierdurch wird Wärme erzeugt, die das Einbringen und das Aushärten des Matrixmaterials be- schleunigt. Vorzugsweise ist das erste Anschlusselement und/oder der Abstandshalter aus Metall. A connecting device according to claim 1 1 allows easy insertion and accelerated curing of the matrix material. Through the at least one electrically conductive spacer, a voltage can be applied to the reinforcing fibers of the structural component semifinished product via the electrically conductive connection element, so that a current flow arises along the reinforcing fibers. This generates heat which accelerates the introduction and hardening of the matrix material. Preferably, the first connection element and / or the spacer is made of metal.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 12 ist einfach aufgebaut und gewährleistet die Abdichtung des Aufnahmeraums gegenüber der Umge-
bung. Das Anschlusselement erstreckt sich beispielsweise durch den Grundkörper und liegt gegen den mindestens einen Abstandshalter an. Hierdurch kann ein Stromfluss von dem Anschlusselement über den mindestens einen Abstandshalter zu den Verstärkungsfasern erzeugt werden. Gleichzeitig kann über den ersten Kanal des Anschlusselements dasA connecting device according to claim 12 has a simple construction and ensures the sealing of the receiving space with respect to the surroundings. environment. The connection element extends, for example, through the base body and abuts against the at least one spacer. In this way, a flow of current from the connection element via the at least one spacer to the reinforcing fibers can be generated. At the same time via the first channel of the connecting element the
Matrixmaterial in den Aufnahmeraum eingebracht werden. Das Anschlusselement ist beispielsweise einteilig mit dem Grundkörper ausgebildet oder in den Grundkörper eingeschraubt, wobei durch die Schraubverbindung eine Abdichtung gegenüber der Umgebung erzielt wird. Vorzugsweise er- streckt sich das Anschlusselement durch den Grundkörper, sodass eine Durchgangsöffnung des Anschlusselements in einen Grundkörper- Innenraum mündet. Die Durchgangsöffnung und der Grundkörper- Innenraum bilden den ersten Kanal zur Zuführung des Matrixmaterials in den Aufnahmeraum. Matrix material are introduced into the receiving space. The connection element is formed, for example, in one piece with the base body or screwed into the base body, whereby a seal against the environment is achieved by the screw connection. Preferably, the connection element extends through the main body, so that a passage opening of the connection element opens into a main body interior. The passage opening and the main body interior form the first channel for feeding the matrix material into the receiving space.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 13 stellt auf einfache Weise eine Abdichtung des Innenraums gegenüber dem Aufnahmeraum sicher. Das Anlageelement liegt nach dem Einführen in den Innenraum gegen die Innenseite des ersten, inneren Wandelements an, so dass der Innenraum gegenüber dem Aufnahmeraum abgedichtet ist. Der zweite Kanal ist in dem Anlageelement ausgebildet. Durch den zweiten Kanal kann somit der Innendruck in dem Innenraum eingestellt werden. Das Anlageelement ist derart ausgebildet, dass im eingeführten Zustand ein radialer Anpressdruck auf das innere Wandelement erzeugt wird. Durch das Anlageelement wer- den somit Radialkräfte auf das innere Wandelement ausgeübt. Durch den mindestens einen Abstandshalter wird sichergestellt, dass ein Mindestabstand zwischen den Wandelementen sichergestellt wird.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 14 ermöglicht auf einfache Weise das Einstellen der Dichtwirkung der zweiten Dichteinheit. Dadurch, dass das Anlageelement an der Außenseite konisch ausgebildet ist, wird die Dichtwirkung bei einem zunehmenden Einführen des Anlageelements in den Innenraum erhöht. Der radiale Anpressdruck auf das innere Wandelement wird somit bei zunehmendem Einführen des Anlageelements erhöht. A connection device according to claim 13 ensures a simple way of sealing the interior space with respect to the receiving space. After being introduced into the inner space, the contact element rests against the inner side of the first, inner wall element, so that the inner space is sealed off from the receiving space. The second channel is formed in the abutment element. By the second channel thus the internal pressure can be adjusted in the interior. The contact element is designed such that in the inserted state, a radial contact pressure is generated on the inner wall element. The abutment element thus exerts radial forces on the inner wall element. The at least one spacer ensures that a minimum distance between the wall elements is ensured. A connection device according to claim 14 enables in a simple manner to set the sealing effect of the second sealing unit. Characterized in that the contact element is conical on the outside, the sealing effect is increased in an increasing introduction of the contact element in the interior. The radial contact pressure on the inner wall element is thus increased with increasing insertion of the contact element.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 15 ermöglicht auf einfache Weise das Einstellen des Innendrucks in dem Innenraum. Der zweite Kanal ist insbesondere in dem Anschlusselement und ggf. auch in dem Anlageelement ausgebildet. Darüber hinaus kann das Anschlusselement eine Spreizwirkung aufweisen, sodass das Anschlusselement beim Einführen in die Ausnehmung des Anlageelements das Anlageelement aufspreizt und dessen Außenseite mit einem höheren Anpressdruck gegen das innere Wandelement presst. A connecting device according to claim 15 allows in a simple manner, the setting of the internal pressure in the interior. The second channel is formed in particular in the connection element and possibly also in the contact element. In addition, the connecting element may have a spreading effect, so that the connecting element when inserted into the recess of the contact element spreads the contact element and presses its outer side with a higher contact pressure against the inner wall element.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 16 ermöglicht auf einfache Weise das Einstellen des Anpressdrucks. Dadurch, dass das Anlageelement an der Innenseite konisch ausgebildet ist, wird bei Einführen das Anlage - element radial aufgespreizt. Hierzu weist das Anschlusselement vorzugsweise ein Außengewinde auf, das in ein Innengewinde des Anlageelements einschraubbar ist. A connection device according to claim 16 enables in a simple way the adjustment of the contact pressure. As a result of the fact that the contact element is conically formed on the inside, the contact element is radially spread during insertion. For this purpose, the connecting element preferably has an external thread which can be screwed into an internal thread of the contact element.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 17 gewährleistet auf einfache Weise das Einstellen des Innendrucks. A connecting device according to claim 17 ensures in a simple manner, the setting of the internal pressure.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 18 ist einfach aufgebaut und gewährleistet die Dichtwirkung der Dichteinheiten.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 19 ermöglicht auf einfache Weise eine verbesserte Dichtwirkung der zweiten Dichteinheit. Zum Einbringen des Matrixmaterials wird das äußere Wandelement gegenüber dem inneren Wandelement des Strukturbauteil-Halbzeugs verkürzt. Hierdurch kann das äußere Wandelement in das erste Aufnahmeelement und das innere Wandelement zusätzlich in das zweite Aufnahmeelement eingeführt werden. Durch das zweite Anpresselement wird das zweite Aufnahmeelement radial an eine Außenseite des inneren Wandelements gepresst, so dass zusätzlich zu der durch das Anlageelement gebildete Dichtstelle eine weite - re Dichtstelle erzeugt wird, die den Innenraum gegenüber dem Aufnahmeraum abdichtet. Die Aufnahmeelemente sind hierzu vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers angeordnet. Vorzugsweise ist das Anlageelement an dem zweiten Anpresselement angeordnet, insbesondere einteilig mit diesem ausgebildet. Mittels des zweiten Anpresselements wird das zweite Aufnahmeelement somit in radialer Richtung gegen das innere Wandelement gepresst. A connection device according to claim 18 is simple in construction and ensures the sealing effect of the sealing units. A connection device according to claim 19 enables in a simple manner an improved sealing effect of the second sealing unit. For introducing the matrix material, the outer wall element is shortened with respect to the inner wall element of the structural component semifinished product. In this way, the outer wall element can be additionally introduced into the first receiving element and the inner wall element in the second receiving element. As a result of the second pressing element, the second receiving element is pressed radially against an outer side of the inner wall element, so that in addition to the sealing point formed by the contact element, a further sealing point is produced, which seals the inner space with respect to the receiving space. For this purpose, the receiving elements are preferably arranged on opposite sides of the basic body. Preferably, the abutment element is arranged on the second pressing element, in particular integrally formed therewith. By means of the second pressing element, the second receiving element is thus pressed in the radial direction against the inner wall element.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 20 stellt auf einfache Weise das Erzeugen der zweiten Dichtstelle sicher. A connection device according to claim 20 ensures the generation of the second sealing point in a simple manner.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 21 gewährleistet eine gute Dichtwirkung der zweiten Dichtstelle. Dadurch, dass das innere Wandelement aus einem biegsamen bzw. elastischen Material ist, wird dieses beim Anpressen des zweiten Aufnahmeelements durch die Klemmkante defor- miert, wodurch eine hohe Dichtwirkung der zweiten Dichtstelle erzeugt wird. Das innere Wandelement wird somit zwischen der konisch ausgebildeten Außenseite des Anlageelements und der Klemmkante des zweiten Aufnahmeelements geklemmt.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 22 gewährleistet auf einfache Weise eine Montage und Demontage der zweiten Dichteinheit. Das Anpresselement wird in einfacher Weise auf das Aufnahmeelement aufgeschraubt, wodurch dieses an die Außenseite des inneren Wandelements gepresst wird. Vorzugsweise ist das Anlageelement an dem Anpresselement angeordnet, so dass beim Aufschrauben des Anpresselements gleichzeitig das Anlageelement in den Innenraum eingeführt und die zugehörige Dichtstelle erzeugt wird. Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 23 ermöglicht auf einfacheA connecting device according to claim 21 ensures a good sealing effect of the second sealing point. Because the inner wall element is made of a flexible or elastic material, it is deformed by the clamping edge when the second receiving element is pressed, as a result of which a high sealing effect of the second sealing point is produced. The inner wall element is thus clamped between the conically shaped outer side of the contact element and the clamping edge of the second receiving element. A connection device according to claim 22 ensures in a simple manner assembly and disassembly of the second sealing unit. The pressing element is screwed onto the receiving element in a simple manner, whereby it is pressed against the outside of the inner wall element. Preferably, the contact element is arranged on the contact pressure element, so that at the same time the contact element is inserted into the interior and the associated sealing point is generated when screwing the contact pressure element. A connection device according to claim 23 allows for easy
Weise das Einstellen der Dichtwirkung der zusätzlichen Dichtstelle. Hierzu ist das Anpresselement vorzugsweise auf das Aufnahmeelement aufschraubbar. Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 24 ermöglicht auf einfache Weise das Erzeugen von zwei Dichtstellen. Durch das Anbringen des Anpresselements wird das Anlageelement in den Innenraum eingeführt, wodurch eine erste Dichtstelle gegenüber der Innenseite des inneren Wandelements erzeugt wird. Gleichzeitig wird beim Anbringen des Anpressele- ments das Aufnahmeelement an die Außenseite des inneren Wandelements gepresst, so dass eine zweite Dichtstelle erzeugt wird. Way setting the sealing effect of the additional sealing point. For this purpose, the pressing element is preferably screwed onto the receiving element. A connection device according to claim 24 allows the generation of two sealing points in a simple manner. By attaching the contact pressure element, the contact element is introduced into the interior, whereby a first sealing point is generated with respect to the inside of the inner wall element. At the same time the receiving element is pressed against the outside of the inner wall member when attaching the Anpressele-, so that a second sealing point is generated.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 25 ist einfach aufgebaut und gewährleistet eine Abdichtung des Aufnahmeraums gegenüber der Umge- bung. A connecting device according to claim 25 has a simple structure and ensures a sealing of the receiving space with respect to the surroundings.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 26 ist in einfacher Weise herstellbar. In einem ersten Ausführungsbeispiel sind vorzugsweise das erste Aufnahmeelement und das Anlageelement einteilig mit dem Grundkörper
aus dem Kunststoffmaterial ausgebildet. Vorzugsweise sind in diesem Ausführungsbeispiel auch das erste Anpresselement und/oder das zweite Anschlusselement aus dem Kunststoffmaterial ausgebildet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind vorzugsweise die Aufnahmeelemente einteilig mit dem Grundkörper aus dem Kunststoffmaterial ausgebildet. Darüber hinaus sind bei diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise die Anpresselemente und das Anlageelement aus dem Kunststoffmaterial ausgebildet, wobei das Anlageelement vorzugsweise einteilig mit dem zweiten Anpresselement ausgebildet ist. Darüber hinaus ist vorzugsweise das zweite Anschlusselement aus dem Kunststoffmaterial ausgebildet. A connection device according to claim 26 can be produced in a simple manner. In a first embodiment, preferably the first receiving element and the abutment element are integral with the main body formed from the plastic material. Preferably, in this embodiment, the first pressing member and / or the second connecting element are formed from the plastic material. In a further embodiment, the receiving elements are preferably formed integrally with the base body of the plastic material. In addition, in this embodiment, preferably the pressing elements and the contact element are formed from the plastic material, wherein the contact element is preferably formed integrally with the second pressing element. In addition, the second connection element is preferably formed of the plastic material.
Eine Anschlussvorrichtung nach Anspruch 27 ist wiederverwendbar. In einem ersten Ausführungsbeispiel sind vorzugsweise das erste Aufnahmeelement und das Anlageelement einteilig mit dem Grundkörper aus dem Metall ausgebildet. Vorzugsweise sind in diesem Ausführungsbeispiel auch das erste Anpresselement und/oder das zweite Anschlusselement aus dem Metall ausgebildet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind vorzugsweise die Aufnahmeelemente einteilig mit dem Grundkörper aus dem Metall ausgebildet. Darüber hinaus sind bei diesem Ausführungsbeispiel vor- zugsweise die Anpresselemente und das Anlageelement aus dem Metall ausgebildet, wobei das Anlageelement vorzugsweise einteilig mit dem zweiten Anpresselement ausgebildet ist. Darüber hinaus ist vorzugsweise das zweite Anschlusselement aus dem Metall ausgebildet. Bei einer Ausbildung des Anlageelements aus Metall kann das zugehörige zweite An- Schlusselement keine Spreizwirkung aufweisen. A connection device according to claim 27 is reusable. In a first embodiment, preferably, the first receiving element and the contact element are integrally formed with the base body of the metal. Preferably, in this embodiment, the first pressing member and / or the second connecting element are formed from the metal. In a further embodiment, the receiving elements are preferably formed integrally with the base body of the metal. Moreover, in this exemplary embodiment, preferably the contact pressure elements and the abutment element are formed from the metal, wherein the abutment element is preferably formed integrally with the second contact pressure element. In addition, the second connection element is preferably formed from the metal. In an embodiment of the contact element made of metal, the associated second connection element can have no spreading action.
Ein Zuführsystem nach Anspruch 28 ermöglicht ein einfaches und schnelles Einbringen von Matrixmaterial in den Aufnahmeraum des Strukturbauteil-Halbzeugs. Die erste Pumpe ist an den ersten Kanal der Anschlussvor-
richtung angeschlossen, wohingegen die zweite Pumpe an den zweiten Kanal der Anschlussvorrichtung angeschlossen ist. Durch die Verschlussvorrichtung kann in einfacher Weise der Innenraum an einem zu der Anschlussvorrichtung gegenüberliegenden Ende verschlossen werden, sodass in einfacher Weise das Einstellen des Innendrucks möglich ist. Aufgrund der Verschlussvorrichtung muss das innere Wandelement nicht selbst den Innenraum verschließen. Hierdurch wird eine einfache Herstellung von faserverstärkten Strukturbauteilen aus einem Strukturbauteil-Halbzeug ermöglicht. Das Strukturbauteil-Halbzeug kann eine große Länge aufweisen und zur Herstellung von faserverstärkten Strukturbauteilen in einfacher Weise auf die gewünschte Länge abgeschnitten werden. Das hierdurch entstehende offene Ende wird durch die Verschlussvorrichtung verschlossen. Die Verschlussvorrichtung kann beispielsweise eine Dichteinheit entsprechend der ersten Dichteinheit aufweisen, die einteilig mit einem Anlage - element verbunden ist, das in den Innenraum einführbar ist und diesen verschließt. Weiterhin kann die Verschlussvorrichtung beispielsweise entsprechend der Anschlussvorrichtung ausgebildet sein, jedoch anstelle eines Anschlusselements mit einer Durchgangsöffnung ein Verschlusselement ohne Durchgangsöffnung aufweisen. Bei einer Zuführung des Matrixmaterials mit Überdruck ist die erste Pumpe auf der Seite der Anschlussvorrichtung angeordnet, wohingegen die erste Pumpe bei einer Zuführung des Matrixmaterials mit Unterdruck auf der Seite der Verschlussvorrichtung angeordnet ist. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das auf einfache und schnelle Weise das Einbringen von Matrixmaterial in den Aufnahmeraum des Struktubauteil-Halbzeugs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 29 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den bereits beschriebenen Vorteilen des erfindungsgemäßen Zuführsystems und der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung. Das Ver- fahren kann insbesondere entsprechend den Ansprüchen 1 bis 28 weitergebildet werden. A feed system according to claim 28 enables a simple and rapid introduction of matrix material into the receiving space of the structural component semifinished product. The first pump is connected to the first channel of the connection direction, whereas the second pump is connected to the second channel of the connection device. By means of the closure device, the interior can be closed in a simple manner at an end which is opposite to the connection device, so that adjustment of the internal pressure is possible in a simple manner. Due to the closure device, the inner wall element does not have to close the interior itself. As a result, a simple production of fiber-reinforced structural components from a structural component semifinished product is made possible. The structural component semifinished product can have a large length and be easily cut to the desired length for the production of fiber-reinforced structural components. The resulting open end is closed by the closure device. The closure device may, for example, have a sealing unit corresponding to the first sealing unit, which is connected in one piece with a contact element which can be inserted into the interior space and closes it. Furthermore, the closure device may, for example, be designed in accordance with the connection device, but instead of a connection element with a passage opening, have a closure element without a passage opening. When the matrix material is supplied with overpressure, the first pump is arranged on the side of the connection device, whereas the first pump is arranged on the side of the closure device when the matrix material is supplied with negative pressure. The invention is further based on the object to provide a method which allows the introduction of matrix material into the receiving space of the structural component semifinished product in a simple and rapid manner. This object is achieved by a method having the features of claim 29. The advantages of the method according to the invention correspond to the already described advantages of the delivery system according to the invention and the connection device according to the invention. The method can be developed in particular according to claims 1 to 28.
Das Strukturbauteil-Halbzeug weist ein erstes inneres Wandelement auf, das von einem zweiten äußeren Wandelement umgeben ist. Die Wandele- mente sind als Hohlprofile, insbesondere hohlzylinderförmig ausgebildet. Vorzugsweise weisen die Wandelemente einen runden oder ovalen Querschnitt auf. Die Wandelemente begrenzen in einer radialen Richtung bzw. Querrichtung einen Aufnahmeraum, der sich in einer Längsrichtung erstreckt. In dem Aufnahmeraum sind Verstärkungsfasern angeordnet, die zur Ausbildung eines faserverstärkten Strukturbauteils mit einem Matrixmaterial getränkt werden müssen. Das innere Wandelement begrenzt einen Innenraum. The structural component semifinished product has a first inner wall element, which is surrounded by a second outer wall element. The wall elements are designed as hollow profiles, in particular hollow cylindrical. Preferably, the wall elements have a round or oval cross-section. The wall members define a receiving space extending in a longitudinal direction in a radial direction or a transverse direction. In the receiving space reinforcing fibers are arranged, which must be soaked to form a fiber-reinforced structural component with a matrix material. The inner wall element bounds an interior space.
Das erste innere Wandelement und/oder das zweite äußere Wandelement sind vorzugsweise einteilig ausgebildet. Zum einfachen Formen sind das erste innere Wandelement und/oder das zweite äußere Wandelement aus einem biegbaren Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial, hergestellt. Vorzugweise sind das erste innere Wandelement und/oder das zweite äußere Wandelement aus einem thermoplastischen und/oder elastomeren Kunststoffmaterial ausgebildet. Vorzugsweise sind das innere Wandelement und/oder das äußere Wandelement aus einem elastisch verformbaren Material hergestellt. Hierdurch ist das Strukturbauteil-Halbzeug in einfacher Weise manuell und/oder maschinell verformbar.
Zur Herstellung eines faserverstärkten Strukturbauteils wird das Strukturbauteil-Halbzeug durch Verformen bzw. Biegen in eine gewünschte zumindest teilweise gekrümmte Sollform gebracht. Das Verformen bzw. Biegen kann vor und/oder nach dem Einbringen des Matrixmaterials erfolgen. Durch das anschließende Aushärten des eingebrachten Matrixmaterials wird ein faserverstärktes Strukturbauteil ausgebildet. Nach dem Aushärten kann je nach Bedarf das erste Wandelement und/oder das zweite Wandelement entfernt werden. Dadurch, dass das erste Wandelement und/oder das zweite Wandelement aus einem elastisch verformbaren Material, insbe- sondere einem Kunststoffmaterial, ausgebildet sind, ist eine Entfernung in einfacher Weise möglich. Aufgrund der vorzugsweise einteiligen Ausbildung des ersten Wandelements und/oder des zweiten Wandelements weist das faserverstärkte Strukturbauteil nach dem Entfernen eine glatte und gratfreie Oberfläche auf. Aufgrund dieser hohen Oberflächenqualität muss die Oberfläche des Strukturbauteils nicht nachbearbeitet werden. The first inner wall element and / or the second outer wall element are preferably formed in one piece. For ease of molding, the first inner wall element and / or the second outer wall element are made of a bendable material, in particular a plastic material. Preferably, the first inner wall element and / or the second outer wall element are formed from a thermoplastic and / or elastomeric plastic material. Preferably, the inner wall element and / or the outer wall element are made of an elastically deformable material. As a result, the structural component semifinished product can be deformed manually and / or mechanically in a simple manner. To produce a fiber-reinforced structural component, the structural component semifinished product is brought into a desired at least partially curved desired shape by deformation or bending. The deformation or bending can take place before and / or after the introduction of the matrix material. By the subsequent curing of the introduced matrix material, a fiber-reinforced structural component is formed. After curing, the first wall element and / or the second wall element can be removed as needed. Because the first wall element and / or the second wall element are formed from an elastically deformable material, in particular a plastic material, removal is possible in a simple manner. Due to the preferably one-part design of the first wall element and / or the second wall element, the fiber-reinforced structural component after removal on a smooth and burr-free surface. Due to this high surface quality, the surface of the structural component does not have to be reworked.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. Es zeigen: Further features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of several embodiments. Show it:
Fig. 1 ein Zuführsystem mit einer Anschlussvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zum Einbringen von Matrixmaterial in ein Strukturbauteil-Halbzeug, Fig. 2 eine Anschlussvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und ein Zuführsystem mit einer Anschlussvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Nachfolgend ist anhand von Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Ein Zuführsystem 1 dient zum Zuführen eines Matrixmaterials 2 in ein Strukturbauteil-Halbzeug 3. Das Strukturbauteil- Halbzeug 3 weist ein erstes inneres Wandelement 4 auf, das von einem zweiten äußeren Wandelement 5 umgeben ist. Die Wandelemente 4, 5 sind hohlzylinderförmig ausgebildet und vorzugsweise konzentrisch zu einer Mittellängsachse Ms angeordnet. Vorzugsweise sind die Wandelemente 4, 5 aus einem manuell biegbaren Material, insbesondere einem elastisch ver- formbaren Kunststoffmaterial ausgebildet. Beispielsweise sind die Wandelemente 4, 5 aus einem der Materialien Gummi, PCV, PE, PA, PU, PTFE und/oder Silikon. 1 shows a feeding system with a connecting device according to a first exemplary embodiment for introducing matrix material into a structural component semi-finished product, FIG. 2 shows a connecting device according to a second exemplary embodiment, and a feeding system with a connecting device according to a third exemplary embodiment. Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to FIG. 1. A feed system 1 serves to feed a matrix material 2 into a structural component semifinished product 3. The structural component semifinished product 3 has a first inner wall element 4, which is surrounded by a second outer wall element 5. The wall elements 4, 5 are hollow-cylindrical in shape and preferably arranged concentrically to a central longitudinal axis M s . Preferably, the wall elements 4, 5 are formed from a manually bendable material, in particular an elastically deformable plastic material. For example, the wall elements 4, 5 of one of the materials rubber, PCV, PE, PA, PU, PTFE and / or silicone.
Die Wandelemente 4, 5 begrenzen in einer radialen Richtung bzw. Quer- richtung einen Aufnahmeraum 6, der sich in einer Längsrichtung erstreckt. In dem Aufnahmeraum 6 sind Verstärkungsfasern 7 angeordnet, die zur Ausbildung eines faserverstärkten Strukturbauteils mit dem Materixmateri- al 2 getränkt werden müssen. Bei den Verstärkungsfasern 7 handelt es sich beispielsweise um Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Basaltfa- sern, Hanf, Flachs, Baumwolle oder Mischungen daraus. Das innere Wandelement 4 begrenzt einen Innenraum 8. Da das Strukturbauteil-Halbzeug 3 rohrförmig ausgebildet ist, ist der ringförmige Aufnahmeraum 6 und der Innenraum 8 an beiden Enden des Strukturbauteil-Halbzeugs 3 offen. Das Zuführsystem 1 weist eine Anschlussvorrichtung 9 und zwei Pumpen 10, 1 1 auf. Eine erste Pumpe 10 dient zum Einbringen des Matrixmaterials 2 in den Aufnahmeraum 6, wohingegen eine zweite Pumpe 1 1 zum Einstellen eines Innendrucks pi im Innenraum 8 dient. Die Pumpen 10, 1 1 sind in Fig. 1 lediglich schematisch dargestellt.
Die Anschlussvorrichtung 9 weist einen ersten Grundkörper 12 auf, an dem eine erste Dichteinheit 13 und eine zweite Dichteinheit 14 angeordnet sind. Der erste Grundkörper 12 ist in Fig. 1 durch gestrichelte Linien veran- schaulicht. Der erste Grundkörper 12 ist hohlzylinderförmig ausgebildet und begrenzt einen ersten Grundkörper- Innenraum 15. In dem Grundkörper 12 ist eine Bohrung 16 mit einem Innengewinde 17 ausgebildet, in das ein erstes Anschlusselement 18 mit einem zugehörigen Außengewinde 19 eingeschraubt ist. Das Anschlusselement 18 weist eine erste Durchgangsöff- nung 20 auf, die in den Grundkörper- Innenraum 15 mündet. The wall elements 4, 5 delimit in a radial direction or in a transverse direction a receiving space 6 which extends in a longitudinal direction. In the receiving space 6 reinforcing fibers 7 are arranged, which must be impregnated with the Materixmateri- al 2 to form a fiber-reinforced structural component. The reinforcing fibers 7 are, for example, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, basalt fibers, hemp, flax, cotton or mixtures thereof. The inner wall element 4 defines an inner space 8. Since the structural component semifinished product 3 is tubular, the annular receiving space 6 and the inner space 8 are open at both ends of the structural component semifinished product 3. The feed system 1 has a connection device 9 and two pumps 10, 11. A first pump 10 serves to introduce the matrix material 2 into the receiving space 6, whereas a second pump 11 serves to set an internal pressure pi in the interior 8. The pumps 10, 1 1 are shown in Fig. 1 only schematically. The connecting device 9 has a first main body 12, on which a first sealing unit 13 and a second sealing unit 14 are arranged. The first basic body 12 is illustrated in FIG. 1 by dashed lines. The first base body 12 is hollow-cylindrical in shape and defines a first base body interior 15. In the base body 12, a bore 16 is formed with an internal thread 17 into which a first connection element 18 with an associated external thread 19 is screwed. The connection element 18 has a first passage opening 20, which opens into the main body interior 15.
Die erste Dichteinheit 13 weist ein erstes ringförmiges Aufnahmeelement 21 mit einer ersten Aufnahmeöffnung 22 auf, in die das Strukturbauteil- Halbzeug 3 einführbar ist. Das Aufnahmeelement 21 ist einteilig mit dem Grundkörper 12 ausgebildet. Die Innenseiten des Aufnahmeelements 21 und des Grundkörpers 12 verlaufen bündig zueinander. An dem Aufnahmeelement 21 ist ein Außengewinde 23 ausgebildet, auf das ein erstes Anpresselement 24 mit einem zugehörigen Innengewinde 25 aufschraubbar ist. Das Anpresselement 24 weist eine zweite Aufnahmeöffnung 26 auf, durch die das Strukturbauteil-Halbzeug 3 einführbar ist. In einem von dem Aufnahmeelement 21 und dem Anpresselement 24 begrenzten Spalt ist ein elastisches Dichtelement 27 angeordnet. Das Dichtelement 27 ist ringförmig ausgebildet und zum Abdichten deformierbar. Im Bereich des Innengewindes 25 ist der Innendurchmesser des Anpresselements 24 konisch ausgebildet, so dass mit zunehmendem Aufschrauben des Anpresselements 24 auf das Aufnahmeelement 21 eine Anpresskraft in radialer Richtung erhöht wird. Die erste Dichteinheit 13 dient zum Abdichten des Aufnahmeraums 6 gegenüber einer Umgebung 58.
Die zweite Dichteinheit 14 weist ein Anlageelement 28 auf, das zum Anliegen gegen eine Innenseite des inneren Wandelements 4 dient und in den Innenraum 8 einführbar ist. Das Anlageelement 28 ist einteilig mit dem Grundkörper 12 ausgebildet. Durch die einteilige Ausbildung ist der Grundkörper- Innenraum 15 an einer der Aufnahmeöffnung 22 gegenüberliegenden Seite abgeschlossen. Das Anlageelement 28 erstreckt sich durch den Grundkörper-Innenraum 15 und durch die Aufnahmeöffnungen 22 und 26, so dass der von dem Anlageelement 28 und von dem Grundkörper 12 bzw. dem Aufnahmeelement 21 und dem Anpresselement 24 begrenzte Raum einen Ringraum ausbildet. The first sealing unit 13 has a first annular receiving element 21 with a first receiving opening 22 into which the structural component semifinished product 3 can be inserted. The receiving element 21 is formed integrally with the base body 12. The inner sides of the receiving element 21 and the base body 12 are flush with each other. On the receiving element 21, an external thread 23 is formed, on which a first pressing element 24 with an associated internal thread 25 can be screwed. The pressing element 24 has a second receiving opening 26, through which the structural component semifinished product 3 can be inserted. In one of the receiving element 21 and the pressing member 24 limited gap, an elastic sealing element 27 is arranged. The sealing element 27 is annular and deformable for sealing. In the region of the internal thread 25, the inner diameter of the pressing element 24 is conical, so that with increasing screwing of the pressing member 24 on the receiving element 21, a contact pressure in the radial direction is increased. The first sealing unit 13 serves to seal the receiving space 6 with respect to an environment 58. The second sealing unit 14 has a contact element 28, which serves to abut against an inner side of the inner wall element 4 and can be inserted into the inner space 8. The contact element 28 is formed integrally with the base body 12. Due to the one-piece design of the main body interior 15 is closed at one of the receiving opening 22 opposite side. The abutment element 28 extends through the main body interior 15 and through the receiving openings 22 and 26, so that the space bounded by the abutment element 28 and by the base body 12 or the receiving element 21 and the pressing element 24 forms an annular space.
Das Anlageelement 28 ist an einer Außenseite konisch ausgebildet, so dass der Außendurchmesser in Richtung des mit dem Grundkörper 12 verbundenen Endes zunimmt. An der Außenseite sind zwei in Richtung einer Mit- tellängsachse MA beabstandete Dichtvorsprünge 29, 30 angeordnet. The abutment element 28 is conically formed on an outer side, so that the outer diameter increases in the direction of the end connected to the main body 12. On the outside, two sealing projections 29, 30 spaced apart in the direction of a center longitudinal axis M A are arranged.
Das Anlageelement 28 ist hohlzylinderförmig ausgebildet und weist eine Ausnehmung in Form einer Durchgangsöffnung 31 auf. Das Anlageelement 28 ist an einer Innenseite konisch ausgebildet, so dass sich die Durchgangsöffnung 31 verjüngt. An der Innenseite weist das Anlageelement 28 ein Innengewinde 32 auf, in das ein zweites Anschlusselement 33 mit einem zugehörigen Außengewinde 34 einschraubbar ist. Das Anschlusselement 33 dient beim Einschrauben als Spreizelement für das Anlageelement 28. Das Anschlusselement 33 ist ebenfalls hohlzylinderförmig ausgebildet und weist eine Durchgangsöffnung 35 auf. Die zweite Dichteinheit 14 dient zum Abdichten des Aufnahmeraums 6 gegenüber dem Innenraum 8.
Die Durchgangsöffnung 20 des ersten Anschlusselements 18 und der ringförmige Grundkörper- Innenraum 15 bilden einen ersten Kanal 36 zum Zuführen des Matrixmaterials 2 in den Aufnahmeraum 6. Die Durchgangsöff- nung 31 des Anlageelements 28 und die Durchgangsöffnung 35 des zwei- ten Anschlusselements 33 bilden einen zweiten Kanal 37 zum Einstellen des Innendrucks pi im Innenraum 8. The contact element 28 is hollow-cylindrical and has a recess in the form of a passage opening 31. The contact element 28 is conically formed on an inner side, so that the passage opening 31 tapers. On the inside, the contact element 28 has an internal thread 32 into which a second connecting element 33 with an associated external thread 34 can be screwed. The connecting element 33 is used when screwing as a spreading element for the contact element 28. The connecting element 33 is also formed in a hollow cylindrical shape and has a through hole 35. The second sealing unit 14 serves to seal the receiving space 6 with respect to the interior 8. The passage opening 20 of the first connection element 18 and the annular main body interior 15 form a first channel 36 for feeding the matrix material 2 into the receiving space 6. The passage opening 31 of the abutment element 28 and the passage opening 35 of the second connection element 33 form a second one Channel 37 for adjusting the internal pressure pi in the interior 8.
Zur Vermeidung einer Verengung des Aufnahmeraums 6 ist ein Abstandshalter 38 vorgesehen, der in den Aufnahmeraum 6 einführbar ist. Der Ab- Standshalter 38 ist hohlzylinderförmig ausgebildet und weist mehrere Ab- standshalterkanäle 39 für das Matrixmaterial 2 auf. Der Abstandshalter 38 weist in Richtung der Mittellängsachse MA eine Länge LH auf, die größer als ein Abstand Ls des Anschlusselements 18 zu dem entfernten Ende des Aufnahmeelements 21 ist. Hierdurch wird einerseits gewährleistet, dass im Bereich der ersten Dichteinheit 13 der Aufnahmeraum 6 nicht verengt wird und andererseits ein Kontakt zu dem Anschlusselement 18 möglich ist. To avoid a narrowing of the receiving space 6, a spacer 38 is provided, which is insertable into the receiving space 6. The stand holder 38 is hollow-cylindrical in shape and has a plurality of spacer channels 39 for the matrix material 2. The spacer 38 has in the direction of the central longitudinal axis M A a length L H , which is greater than a distance L s of the connection element 18 to the distal end of the receiving element 21. This ensures on the one hand that in the region of the first sealing unit 13 of the receiving space 6 is not narrowed and on the other hand, a contact with the connection element 18 is possible.
Zur Stromzufuhr zu den Verstärkungsfasern 7 sind das Anschlusselement 18 und der Abstandshalter 38 elektrisch leitend ausgebildet und in Kontakt miteinander. Das Anschlusselement 18 und der Abstandshalter 38 sind vorzugsweise aus Metall. To supply power to the reinforcing fibers 7, the connecting element 18 and the spacer 38 are electrically conductive and in contact with each other. The connection element 18 and the spacer 38 are preferably made of metal.
Zum Verschließen eines gegenüberliegenden Endes des Innenraums 8 weist das Zuführsystem 1 eine Verschlussvorrichtung 40 auf. Die Ver- Schlussvorrichtung 40 umfasst einen zweiten Grundkörper 41 , der hohlzylinderförmig ausgebildet ist und einen zweiten Grundkörper- Innenraum 42 begrenzt. An dem Grundkörper 41 ist ein Austragselement 43 angeordnet, das eine Durchgangsöffnung 44 ausbildet. Das Austragselement 43 ist bei-
spielsweise entsprechend dem Anschlusselement 18 ausgebildet und eingeschraubt. For closing an opposite end of the inner space 8, the feed system 1 has a closure device 40. The locking device 40 comprises a second base body 41, which is formed in a hollow cylindrical shape and defines a second basic body interior 42. On the main body 41, a discharge element 43 is arranged, which forms a passage opening 44. The discharge element 43 is included For example, formed and screwed in accordance with the connection element 18.
Die Verschlussvorrichtung 40 weist eine dritte Dichteinheit 45 auf, die ent- sprechend der ersten Dichteinheit 13 ausgebildet ist. Die Dichteinheit 45 weist dementsprechend ein drittes Aufnahmeelement 46 mit einer Auf- nahmeöffnung 47 und einem zugehörigen Außengewinde 48 auf. Das Aufnahmeelement 46 ist einteilig mit dem Grundkörper 41 ausgebildet. Ein zugehöriges Anpresselement 49 weist eine Aufnahmeöffnung 50 und ein Innengewinde 51 auf. Zwischen dem Aufnahmeelement 46 und dem Anpresselement 49 ist ein elastisches Dichtelement 52 angeordnet. The closure device 40 has a third sealing unit 45, which is designed in accordance with the first sealing unit 13. The sealing unit 45 accordingly has a third receiving element 46 with a receiving opening 47 and an associated external thread 48. The receiving element 46 is formed integrally with the base body 41. An associated pressing element 49 has a receiving opening 50 and an internal thread 51. Between the receiving element 46 and the pressing member 49, an elastic sealing element 52 is arranged.
Zum Verschließen des Innenraums 8 weist die Verschlussvorrichtung 40 ein Anlageelement 53 auf, das in den Innenraum 8 einführbar ist und zwei entlang einer Mittellängsachse Mv angeordnete Dichtvorsprünge 54, 55 aufweist. Das Anlageelement 53 ist einteilig mit dem Grundkörper 41 ausgebildet. For closing the interior 8, the closure device 40 has a contact element 53 which can be inserted into the interior 8 and has two sealing projections 54, 55 arranged along a central longitudinal axis M v . The contact element 53 is formed integrally with the main body 41.
Um eine Verengung des Aufnahmeraums 6 im Bereich der Dichteinheit 45 zu vermeiden und eine Stromzufuhr zu ermöglichen, weist die Verschlussvorrichtung 40 einen Abstandshalter 56 mit Abstandshalterkanälen 57 auf. In order to avoid a constriction of the receiving space 6 in the region of the sealing unit 45 and to enable a power supply, the closure device 40 has a spacer 56 with spacer channels 57.
Die Anschlussvorrichtung 9 und die Verschlussvorrichtung 40 sind aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet. Eine Ausnahme hiervon sind die elektrisch leitenden Abstandshalter 38, 56 und das elektrisch leitende Anschlusselement 18 sowie das elektrisch leitende Austragselement 43, die aus Metall ausgebildet sind. Alternativ können die Anschlussvorrichtung 9 und die Verschlussvorrichtung 40 vollständig aus Metall ausgebildet sein.
Um eine unerwünschte Verformung des äußeren Wandelements 5 beim Einbringen des Matrixmaterials 2 zu vermeiden, weist das Zuführsystem 1 eine Bauteilform 59 auf, die aus zwei fest miteinander verbindbaren Formhälften gebildet ist. Die Bauteilform 59 bildet einen endseitig offenen Hohlraum aus, der zur Aufnahme des Strukturbauteil-Halbzeugs 3 dient. Die Bauteilform 59 bzw. deren Hohlraum weist eine kreisförmige Querschnittsform auf, die der kreisförmigen Querschnittsform des Strukturbauteil-Halbzeugs 3 entspricht, so dass das in dem Hohlraum angeordnete Strukturbauteil-Halbzeug 3 mit dem äußeren Wandelement 5 gegen die Bauteilform 59 anliegt. Die Bauteilform 59 ist aus einem nichtmetallischen Material, beispielsweise aus Holz oder einem Modelliermaterial. The connecting device 9 and the closure device 40 are formed from a plastic material. An exception to this are the electrically conductive spacers 38, 56 and the electrically conductive connection element 18 and the electrically conductive discharge element 43, which are formed of metal. Alternatively, the connection device 9 and the closure device 40 may be formed entirely of metal. In order to avoid an undesired deformation of the outer wall element 5 during the introduction of the matrix material 2, the feed system 1 has a component mold 59 which is formed from two mold halves which can be firmly connected to one another. The component form 59 forms an open-end cavity, which serves to receive the structural component semifinished product 3. The component form 59 or its cavity has a circular cross-sectional shape which corresponds to the circular cross-sectional shape of the structural component semifinished product 3, so that the structural component semifinished product 3 arranged in the cavity rests against the component form 59 with the outer wall element 5. The component mold 59 is made of a non-metallic material, such as wood or a modeling material.
Zum Erzeugen eines Stromflusses durch die Verstärkungsfasern 7 weist das Zuführsystem 1 eine elektrische Energiequelle 70 auf, die mit dem ersten Anschlusselement 18 und dem Austragselement 43 elektrisch leitend verbunden ist. Mittels der elektrischen Energiequelle 70 ist an die Verstärkungsfasern 7 eine Spannung U anlegbar. Die Montage und der Betrieb des Zuführung s Systems 1 ist wie folgt: To generate a current flow through the reinforcing fibers 7, the feed system 1 has an electrical energy source 70, which is electrically conductively connected to the first connection element 18 and the discharge element 43. By means of the electrical energy source 70, a voltage U can be applied to the reinforcing fibers 7. The assembly and operation of feeder s system 1 is as follows:
Zunächst werden die Abstandshalter 38 und 56 endseitig durch Öffnungen A2, B2 in den Aufnahmeraum 6 eingeführt. Zur Montage der Anschlussvorrichtung 9 wird das Anpresselement 24 sowie das Anschlusselement 33 gelöst. Anschließend wird das Strukturbauteil-Halbzeug 3 mit seinem Ende in die Aufnahmeöffnungen 26 und 22 eingeführt, so dass das Anlageelement 28 gleichzeitig durch eine Öffnung Ai in den Innenraum 8 eingeführt wird. Anschließend wird das Anpresselement 24 auf das Anlageelement 21 aufgeschraubt, so dass mittels der ersten Dichteinheit 13 eine Dichtwirkung
erzielt wird. Die Dichtwirkung wird durch Anpressen des Aufnahmeelements 21 an das äußere Wandelement 5 sowie durch Verformung und Anlage des Dichtelements 27 an dem Wandelement 5 erzielt. Weiterhin wird das Anschlusselement 33 in das Anlageelement 28 eingeschraubt, wodurch das Anlageelement 28 mit einem höheren Anpressdruck gegen die Innenseite des inneren Wandelements 4 gepresst wird. Hierdurch und durch die Dichtvorsprünge 29, 30 wird eine Dichtwirkung erzielt. Durch das Anbringen der Anschlussvorrichtung 9 ist das Anschlusselement 18 in Kontakt mit dem Abstandshalter 38. First, the spacers 38 and 56 are inserted end-to-end through openings A 2 , B 2 in the receiving space 6. For mounting the connecting device 9, the pressing element 24 and the connecting element 33 is released. Subsequently, the structural component semifinished product 3 is inserted with its end into the receiving openings 26 and 22, so that the contact element 28 is simultaneously introduced through an opening Ai into the interior 8. Subsequently, the contact pressure element 24 is screwed onto the contact element 21, so that by means of the first sealing unit 13 a sealing effect is achieved. The sealing effect is achieved by pressing the receiving element 21 against the outer wall element 5 and by deformation and contact of the sealing element 27 on the wall element 5. Furthermore, the connecting element 33 is screwed into the contact element 28, whereby the contact element 28 is pressed with a higher contact pressure against the inside of the inner wall element 4. As a result, and by the sealing projections 29, 30, a sealing effect is achieved. By attaching the connecting device 9, the connecting element 18 is in contact with the spacer 38.
An dem gegenüberliegenden Ende des Strukturbauteil-Halbzeugs 3 wird in entsprechender Weise die Verschlussvorrichtung 40 montiert. Zur Montage der Verschlussvorrichtung 40 wird das Anpresselement 49 gelöst. Das Strukturbauteil-Halbzeug 3 wird anschließend in die Aufnahmeöffnungen 50 und 47 eingeführt, wodurch das Anlageelement 53 durch eine Öffnung gleichzeitig in den Innenraum 8 eingeführt wird und diesen aufgrund der Dichtvorsprünge 54, 55 verschließt. Zur Befestigung der Verschlussvorrichtung 40 wird das Anpresselement 49 auf das Aufnahmeelement 46 aufgeschraubt. At the opposite end of the structural component semifinished product 3, the closure device 40 is mounted in a corresponding manner. For mounting the closure device 40, the contact pressure element 49 is released. The structural component semifinished product 3 is then introduced into the receiving openings 50 and 47, whereby the contact element 53 is simultaneously introduced through an opening into the inner space 8 and closes the latter due to the sealing projections 54, 55. For fastening the closure device 40, the contact pressure element 49 is screwed onto the receiving element 46.
Anschließend wird die Pumpe 10 mit dem Anschlusselement 18 und die Pumpe 1 1 mit dem Anschlusselement 33 verbunden. Weiterhin wird die elektrische Energiequelle 70 mit dem Anschlusselement 18 und dem Aus- tragselement 43 elektrisch leitend verbunden und mittels der Energiequelle 70 eine Spannung U an die Verstärkungsfasern 7 angelegt, so dass durch diese ein Stromfluss erfolgt. Durch den Stromfluss werden die Anschlussvorrichtungen 9, das Strukturbauteil-Halbzeug 3 und die Verschlussvorrichtung 40 erwärmt. Hierdurch wird die Viskosität des Matrixmaterials 2 beim Einbringen erniedrigt, so dass das Einbringen vereinfacht wird.
Mittels der Pumpe 10 wird das Matrixmaterial 2 mit einem Druck pm bzw. Überdruck in den Aufnahmeraum 6 eingebracht. Das Matrixmaterial 2 strömt hierbei durch die Durchgangsöffnung 20, den Grundkörper- Innenraum 15 und die Abstandshalterkanäle 39 in den Aufnahmeraum 6. Ist der Aufnahmeraum 6 gefüllt, so strömt das Materixmaterial 2 durch die Abstandshalterkanäle 57, den Grundkörper-Innenraum 42 und die Durch- gangsöffnung 44 in die Umgebung 58. Die Dichteinheit 13 dichtet hierbei den Aufnahmeraum 6 von der Umgebung 58 ab. Entsprechend dichtet die Dichteinheit 45 den Aufnahmeraum 6 von der Umgebung 58 ab, so dass das Matrixmaterial 2 nur durch das Austragselement 43 austreten und dort aufgefangen werden kann. Subsequently, the pump 10 is connected to the connection element 18 and the pump 1 1 to the connection element 33. Furthermore, the electrical energy source 70 is electrically conductively connected to the connection element 18 and the output element 43 and, by means of the energy source 70, a voltage U is applied to the amplification fibers 7, so that a current flow takes place through them. Due to the flow of current, the connection devices 9, the structural component semifinished product 3 and the closure device 40 are heated. As a result, the viscosity of the matrix material 2 is lowered during introduction, so that the introduction is simplified. By means of the pump 10, the matrix material 2 is introduced into the receiving space 6 at a pressure p m or overpressure. In this case, the matrix material 2 flows through the through-opening 20, the main body interior 15 and the spacer channels 39 into the receiving space 6. If the receiving space 6 is filled, the material 2 flows through the spacer channels 57, the main body interior 42 and the passage opening 44 in the environment 58. The sealing unit 13 seals the receiving space 6 from the surroundings 58. Accordingly, the sealing unit 45 seals the receiving space 6 from the environment 58, so that the matrix material 2 can only escape through the discharge element 43 and be collected there.
Wird das Matrixmaterial 2 mit einer hohen Druckdifferenz zu dem Umge- bungsdruck, insbesondere mit einem hohen Druck pm bzw. einem hohen Überdruck eingebracht, so muss der Innendruck pi angepasst werden, um eine Beeinträchtigung der Qualität des späteren faserverstärkten Strukturbauteils zu vermeiden. Hierzu wird mittels der zweiten Pumpe 1 1 der Innendruck pi über den zweiten Kanal 37 eingestellt. Wird das Matrixmateri- al 2 mit einem Überdruck eingebracht, so wird mittels der zweiten Pumpe 1 1 ein Druckmedium, wie beispielsweise Luft, in den Innenraum 8 gepumpt. Hierdurch wird eine unerwünschte Deformation des inneren Wandelements 4 vermieden. Zur Vermeidung einer unerwünschten Deformation des äußeren Wandelements 5 ist zusätzlich die das äußere Wandelement 5 umgebende Bauteilform 59 eingesetzt werden. If the matrix material 2 is introduced with a high pressure difference to the ambient pressure, in particular with a high pressure p m or a high overpressure, then the internal pressure pi must be adjusted in order to avoid impairing the quality of the later fiber-reinforced structural component. For this purpose, the internal pressure pi is set via the second channel 37 by means of the second pump 11. If the matrix material 2 is introduced with an overpressure, a pressure medium, for example air, is pumped into the interior 8 by means of the second pump 11. As a result, an undesirable deformation of the inner wall element 4 is avoided. To avoid undesired deformation of the outer wall element 5, the outer wall element 5 surrounding the component mold 59 is additionally used.
Nach dem Einbringen des Matrixmaterials 2 muss das Strukturbauteil- Halbzeug 3 in seiner zumindest teilweise gekrümmten Sollform aushärten. Zum einfachen Einbringen des Matrixmaterials 2 und zum Beschleunigen
des Aushärtens ist an das Anschlusselement 18 und das Austragselement 43 die elektrische Spannung U angelegt, so dass über das Anschlusselement 18, den Abstandshalter 38, die Verstärkungsfasern 7, den Abstandshalter 56 und das Austragselement 43 ein Stromfluss erzeugt wird, der das Matrixmaterial 2 beim Einbringen und im Aufnahmeraum 6 erwärmt. After introduction of the matrix material 2, the structural component semifinished product 3 has to harden in its at least partially curved desired shape. For easy introduction of the matrix material 2 and for accelerating the curing is applied to the terminal 18 and the discharge element 43, the electrical voltage U, so that via the connection element 18, the spacer 38, the reinforcing fibers 7, the spacer 56 and the discharge element 43, a current flow is generated, the matrix material 2 during insertion and heated in the receiving space 6.
Durch die Wärme wird das Aushärten beschleunigt. Nach dem Aushärten wird ein faserverstärktes Strukturbauteil ausgebildet. The heat accelerates curing. After curing, a fiber-reinforced structural component is formed.
Die Demontage der Anschlussvorrichtung 9 und der Verschlussvorrichtung 40 folgt nach dem Aushärten in umgekehrter Weise zu der Montage. The disassembly of the connecting device 9 and the closure device 40 follows after curing in the reverse manner to the assembly.
Nachfolgend ist anhand von Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Das Aufnahmeelement 21 der Dichteinheit 13 ist im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel nicht bündig mit dem Grundkörper 12 ausgebildet. Das Aufnahmeelement 21 weist einen hohlzy- linderförmigen Abschnitt 60 und einen sich verjüngenden Abschnitt 61 auf, die einteilig miteinander ausgebildet sind. An dem Abschnitt 60 ist das Außengewinde 23 ausgebildet. An dem Abschnitt 61 ist an der dem äußeren Wandelement 5 zugewandten Innenseite das elastische Dichtelement 27 angeordnet. Das Dichtelement 27 ist beispielsweise als Ring mit einem rechteckförmigen Querschnitt bzw. als Band ausgebildet. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus des Zuführsystems 1 wird auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen. Hinsichtlich der Montage, des Betriebs und der Demontage wird ebenfalls auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen. Hereinafter, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. 2. The receiving element 21 of the sealing unit 13 is not formed flush with the base body 12 in contrast to the first embodiment. The receiving element 21 has a hollow cylindrical portion 60 and a tapered portion 61, which are integrally formed with each other. At the portion 60, the external thread 23 is formed. At the portion 61, the elastic sealing element 27 is arranged on the inner wall element 5 facing the inside. The sealing element 27 is formed, for example, as a ring with a rectangular cross-section or as a band. With regard to the further construction of the feed system 1, reference is made to the first embodiment. With regard to the assembly, operation and disassembly reference is also made to the first embodiment.
Nachfolgend ist anhand von Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel durch die Ausbildung der zweiten Dichteinheit 14. Die zweite Dichteinheit 14 weist ein zweites Aufnahmeelement
62 mit einer zugehörigen Aufnahmeöffnung 63 auf. Das Aufnahmeelement 62 ist an einer dem Aufnahmeelement 21 gegenüberliegenden Seite an dem Grundkörper 12 angeordnet und einteilig mit diesem ausgebildet. Das Aufnahmeelement 62 weist ein Außengewinde 64 auf, auf das mittels eines Innengewindes 65 ein zugehöriges zweites Anpresselement 66 aufschraubbar ist. Das Anpresselement 66 weist entsprechend der ersten Dichteinheit 13 einen sich verjüngenden Innendurchmesser zum Einstellen des Anpressdrucks des Aufnahmeelements 62 an das Wandelement 4 auf. Das Anlageelement 28 ist konzentrisch zu der Mittellängsachse Mv an dem Anpresselement 66 angeordnet und einteilig mit diesem ausgebildet. Das Anpresselement 66 weist eine konzentrisch zu der Mittellängsachse Mv angeordnete Aufnahmeöffnung 67 zum Einführen des Anschlusselements 33 auf. Hereinafter, a third embodiment of the invention will be described with reference to FIG. 3. The third embodiment differs from the first embodiment by the formation of the second sealing unit 14. The second sealing unit 14 has a second receiving element 62 with an associated receiving opening 63. The receiving element 62 is arranged on a side facing the receiving element 21 side on the base body 12 and formed integrally therewith. The receiving element 62 has an external thread 64, onto which an associated second pressing element 66 can be screwed by means of an internal thread 65. The pressing member 66 has, according to the first sealing unit 13 has a tapered inner diameter for adjusting the contact pressure of the receiving element 62 to the wall element 4. The contact element 28 is arranged concentrically to the central longitudinal axis M v on the contact pressure element 66 and formed integrally therewith. The pressing element 66 has a receiving opening 67 arranged concentrically to the central longitudinal axis M v for insertion of the connecting element 33.
Im aufgeschraubten Zustand des Anpresselements 66 bildet das Anlageelement 28 mit dem Aufnahmeelement 62 einen Spalt 68 zum Klemmen des Wandelements 4 aus. Die Aufnahmeöffnung 63 verjüngt sich in ihrem Innendurchmesser in Richtung des Anlageelements 28, so dass das Auf- nahmeelement 62 an seinem freien Ende eine ringförmige Klemmkante 69 ausbildet. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus des Zuführsystems 1 wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele, insbesondere des erste Ausführungsbeispiel verwiesen. Zur Montage der Anschlussvorrichtung 9 wird das äußere Wandelement 5 endseitig des Strukturbauteil-Halbzeugs 3 entfernt, so dass das innere Wandelement 4 mit den darauf angeordneten Verstärkungsfasern 7 freiliegt. Die Länge des zu entfernenden Teils des äußeren Wandelements 5 hängt von der Größe des Strukturbauteil-Halbzeugs 3 sowie der zugehöri-
gen Anschlussvorrichtung 9 ab. Typischerweise beträgt die zu entfernende Länge zwischen 2 cm und 10 cm. In den Aufnahmeraum 6 wird der Abstandshalter 38 eingeführt, wobei ein freies Ende außerhalb des Aufnahmeraums 6 verbleibt. In the screwed-on state of the pressing element 66, the contact element 28 forms a gap 68 with the receiving element 62 for clamping the wall element 4. The receiving opening 63 tapers in its inner diameter in the direction of the contact element 28, so that the receiving element 62 forms an annular clamping edge 69 at its free end. With regard to the further construction of the feed system 1, reference is made to the preceding embodiments, in particular the first embodiment. To mount the connecting device 9, the outer wall element 5 is removed from the end of the structural component semifinished product 3, so that the inner wall element 4 with the reinforcing fibers 7 arranged thereon is exposed. The length of the part of the outer wall element 5 to be removed depends on the size of the structural component semifinished product 3 and the associated gen connection device 9 from. Typically, the length to be removed is between 2 cm and 10 cm. In the receiving space 6, the spacer 38 is inserted, leaving a free end outside of the receiving space 6.
Die Verschraubung der ersten Dichteinheit 13 wird zunächst gelöst. Das Anpresselement 66 wird vollständig von dem Aufnahmeelement 62 entfernt. Darüber hinaus wird das Anschlusselement 33 von dem Anlageelement 28 entfernt. Anschließend wird das Strukturbauteil-Halbzeug 3 durch die Aufnahmeöffnungen 26 und 22 in den Grundkörper- Innenraum 15 eingeführt. Das Einführen erfolgt bis das äußere Wandelement 5 das Ende des Aufnahmeelements 21 bzw. den Grundkörper- Innenraum 15 erreicht hat und das innere Wandelement 4 durch die Aufnahmeöffnung 67 wieder aus dem Grundkörper- Innenraum 15 austritt. The screw connection of the first sealing unit 13 is first released. The pressing member 66 is completely removed from the receiving member 62. In addition, the connection element 33 is removed from the contact element 28. Subsequently, the structural component semifinished product 3 is introduced through the receiving openings 26 and 22 into the main body interior 15. The insertion takes place until the outer wall element 5 has reached the end of the receiving element 21 or the main body interior 15 and the inner wall element 4 emerges from the main body interior 15 again through the receiving opening 67.
In dieser Position des Strukturbauteil-Halbzeugs 3 wird zunächst das Anpresselement 24 auf das zugehörige Aufnahmeelement 21 geschraubt, so dass dieses in radialer Richtung gegen das äußere Wandelement 5 gepresst und das elastische Dichtelement 27 deformiert wird, so dass dieses zur An- läge an das äußere Wandelement 5 kommt. Der Aufnahmeraum 6 wird durch das Anpressen des Aufnahmeelements 21 an die Außenseite des äußeren Wandelements 5 sowie durch das elastische Dichtelement 27 gegenüber der Umgebung 58 abgedichtet. Anschließend wird das Anpresselement 66 auf das Aufnahmeelement 62 geschraubt, wodurch gleichzeitig das Anlageelement 28 in den Innenraum 8 eingeführt wird. Durch die konische Ausbildung des Anlageelements 28 wird das innere Wandelement 4 zunehmend gedehnt, wobei gleichzeitig aufgrund der Ausbildung des Aufnahmeelements 62 der Spalt 68 zunehmend verkleinert wird, bis die Klemmkante 69 das innere Wandelement 4 klemmt. Hierdurch entstehen
gleichzeitig zwei Dichtstellen, nämlich einerseits die flächige Dichtstelle bzw. der flächige Dichtbereich an dem Anlageelement 28 und andererseits die Dichtstelle an der Klemmkante 69, wodurch der Innenraum 8 äußerst zuverlässig und effektiv gegen den Aufnahmeraum 6 abgedichtet wird. Nach der Montage des Anpresselements 66 wird das Anschlusselement 33 mit dem Außengewinde 34 in das Innengewinde 32 eingeschraubt. In this position of the structural component semifinished product 3, first of all the contact pressure element 24 is screwed onto the associated receiving element 21 so that it is pressed against the outer wall element 5 in the radial direction and the elastic sealing element 27 is deformed, so that it is in contact with the outer one Wall element 5 comes. The receiving space 6 is sealed by the pressing of the receiving element 21 to the outside of the outer wall member 5 and by the elastic sealing member 27 relative to the environment 58. Subsequently, the pressing element 66 is screwed onto the receiving element 62, whereby at the same time the contact element 28 is inserted into the inner space 8. Due to the conical design of the contact element 28, the inner wall element 4 is increasingly stretched, at the same time due to the formation of the receiving element 62, the gap 68 is increasingly reduced until the clamping edge 69, the inner wall element 4 clamped. This results at the same time two sealing points, namely on the one hand, the flat sealing point or the flat sealing area on the contact element 28 and on the other hand, the sealing point on the clamping edge 69, whereby the interior space 8 is sealed extremely reliable and effective against the receiving space 6. After assembly of the pressing member 66, the connecting element 33 is screwed with the external thread 34 in the internal thread 32.
Hinsichtlich der weiteren Montage des Zuführsystems 1 , insbesondere der Verschlussvorrichtung 40 und der Pumpen 10, 1 1, wird auf das erste Aus- führungsbeispiel verwiesen. Hinsichtlich des Betriebs des Zuführsystems 1 und der Demontage wird ebenfalls auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen. With regard to the further assembly of the feed system 1, in particular the closure device 40 and the pumps 10, 1 1, reference is made to the first exemplary embodiment. With regard to the operation of the feed system 1 and the disassembly is also made to the first embodiment.
Durch die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung 9 wird eine einfache und schnelle Einbringung von Matrixmaterial 2 in den Aufnahmeraum 6 ermöglicht, wodurch für den industriellen Einsatz geringe Taktzeiten bei der Herstellung von faserverstärkten Strukturbauteilen erzielbar sind. Insbesondere wird durch die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung 9 das Einbringen von Matrixmaterial 2 mit einem hohen Druck pm bzw. Über- druck ermöglicht, wodurch der Aufnahmeraum 6 mit einer vergleichsweise geringen radialen Abmessung ausgebildet werden kann, so dass das spätere faserverstärkte Strukturbauteil ein vergleichsweise geringes Gewicht aufweist. Durch die Einstellung des Innendrucks pi in dem Innenraum 8 wird eine Geometriekontrolle des inneren Wandelements 4 und der Verstär- kungsfasern 7 ermöglicht, so dass Faserverzerrungen oder Faserverdichtungen wirkungsvoll vermieden werden können und das spätere faserverstärkte Strukturbauteil eine hohe Qualität aufweist. Für den Druck pm gilt insbesondere: pm > 1,5 bar, insbesondere pm > 3,0 bar, insbesondere pm > 4,5 bar, und insbesondere pm > 6,0 bar.
Durch den flächigen Anpressdruck bzw. die Flächenpressung der Dichteinheiten 13, 14 wird einerseits eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Strukturbauteil-Halbzeug 3 und der Anschlussvorrichtung 9 erzielt und andererseits ein gleichzeitiges Einbringen von Matrixmaterial 2 und eine Einstellung des Innendrucks pi ermöglicht, da der Aufnahmeraum 6 gegenüber der Umgebung 58 und gegenüber dem Innenraum 8 abgedichtet ist. Bei der Ans chluss Vorrichtung 9 gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist eine unmittelbare Montage auf das abgeschnittene Strukturbauteil-Halbzeug 3 möglich, so dass ein Verkürzen des äußeren Wandelements 5 und ggf. der Verstärkungsfasern 7 vermieden werden kann. Demgegenüber stellt die Anschlussvorrichtung 9 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel eine zweite Dichteinheit 14 mit einer hohen Dichtwirkung bereit, da aufgrund der Kegelverklemmung zwei Dichtstellen erzeugt werden. Der Abstandshalter 38 gewährleistet trotz dem flächigen radialen Anpressdruck ein einfaches Einbringen des Matrixmaterials 2 mit möglichst geringem Widerstand. Gleichzeitig ermöglicht der Abstandshalter 38 in Verbindung mit dem Abstandshalter 56 der Verschlussvorrichtung 40 einen Stromfluss zum beschleunigten Aushärten des Matrixmaterials 2. Zusätz- lieh kann die Anschlussvorrichtung 9 vor Einbringen des Matrixmaterials 2 durch einen Stromfluss über die Verstärkungsfasern 7 auf bis zu 80 °C erwärmt werden, wobei die Viskosität des Matrixmaterials 2 und dessen Fließeigenschaften positiv beeinflusst werden.
Eine Ausbildung der Anschlussvorrichtung 9 und/oder der Verschlussvorrichtung 40 aus Kunststoffmaterial - mit Ausnahme der elektrisch leitenden Bauteile - ist einfach und kostengünstig. Demgegenüber ermöglicht eine Ausführung der Anschlussvorrichtung 9 und/oder der Verschlussvorrich- tung 40 aus Metall eine einfache Reinigung und Wiederverwendung. The connecting device 9 according to the invention enables a simple and rapid introduction of matrix material 2 into the receiving space 6, as a result of which low cycle times in the production of fiber-reinforced structural components can be achieved for industrial use. In particular, the introduction of matrix material 2 with a high pressure p m or overpressure is made possible by the connecting device 9 according to the invention, whereby the receiving space 6 can be formed with a comparatively small radial dimension, so that the later fiber-reinforced structural component has a comparatively low weight , By adjusting the internal pressure pi in the inner space 8, geometry control of the inner wall element 4 and the reinforcing fibers 7 is made possible, so that fiber distortions or fiber compaction can be effectively avoided and the later fiber-reinforced structural component has a high quality. For the pressure p m applies in particular: p m > 1.5 bar, in particular p m > 3.0 bar, in particular p m > 4.5 bar, and in particular p m > 6.0 bar. By the surface pressure or the surface pressure of the sealing units 13, 14 on the one hand a frictional connection between the structural component semifinished product 3 and the connecting device 9 achieved and on the other hand, a simultaneous introduction of matrix material 2 and an adjustment of the internal pressure pi allows, as the receiving space 6 opposite the environment 58 and against the interior 8 is sealed. In the case of the device 9 according to the first and second embodiments, direct mounting onto the cut-off structural component semifinished product 3 is possible, so that shortening of the outer wall element 5 and possibly the reinforcing fibers 7 can be avoided. In contrast, the connecting device 9 according to the third embodiment provides a second sealing unit 14 with a high sealing effect, since two sealing points are generated due to the conical clamping. The spacer 38 ensures despite the flat radial contact pressure easy insertion of the matrix material 2 with the lowest possible resistance. At the same time the spacer 38 in conjunction with the spacer 56 of the closure device 40 allows a current flow for accelerated curing of the matrix material 2. In addition, the connection device 9 can be heated up to 80 ° C by introducing a current flow through the reinforcing fibers 7 before introducing the matrix material 2 , wherein the viscosity of the matrix material 2 and its flow properties are positively influenced. A design of the connecting device 9 and / or the closure device 40 made of plastic material - with the exception of the electrically conductive components - is simple and inexpensive. In contrast, an embodiment of the connecting device 9 and / or the closure device 40 made of metal allows easy cleaning and reuse.
Durch die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung 9 ist ein Einbringen des Matrixmaterials 2 mit einem Druck pm und einem zugehörigen Innendruck pi von bis zu 20 bar möglich. Durch die Durchgangsöffnung 44 des Austragselements 43 kann die in dem Aufnahmeraum 6 befindliche Luft beim Einbringen des Matrixmaterials 2 entweichen. Um das Einbringen des Matrixmaterials 2 zu erleichtern, kann in den Innenraum 8 Heißluft bzw. Dampf eingebracht werden. Hierdurch ist eine Erwärmung der Anschlussvorrichtung 9 möglich, wodurch die Fließeigenschaften des The connecting device 9 according to the invention makes it possible to introduce the matrix material 2 with a pressure p m and an associated internal pressure pi of up to 20 bar. Through the passage opening 44 of the discharge element 43, the air contained in the receiving space 6 can escape during the introduction of the matrix material 2. In order to facilitate the introduction of the matrix material 2, 8 hot air or steam can be introduced into the interior. As a result, heating of the connecting device 9 is possible, whereby the flow properties of the
Matrixmaterials 2 verbessert werden. Das Matrixmaterial 2 weist durch die erwärmte Anschlussvorrichtung 9 und das erwärmte Strukturbauteil- Halbzeug 3 eine niedrigere Viskosität auf, wodurch ein einfacheres und schnelleres Einbringen sowie ein beschleunigtes Aushärten ermöglicht werden. Matrix material 2 can be improved. The matrix material 2 has a lower viscosity due to the heated connection device 9 and the heated structural component semifinished product 3, which enables a simpler and faster introduction and accelerated hardening.
Das zweite Wandelement 5 weist einen äußeren Durchmesser D auf, für den vorzugsweise gilt: 10 mm < D < 200 mm, insbesondere 15 mm < D < 150 mm, und insbesondere 20 mm < D < 100 mm. Das zweite Wandelement 5 weist ferner eine radiale Wandstärke W2 bzw. W auf, wobei vor- zugsweise gilt: 5 < D/W < 30 und insbesondere 10 < D/W < 20. Weiterhin weist das zweite Wandelement 5 vorzugsweise eine Härte von höchstens 100 Shore A, insbesondere von höchstens 90 Shore A, und insbesondere von höchstens 80 Shore A auf. Durch die Ausbildung des zweiten Wandelements 5 wird einerseits eine ausreichende Stabilität gegenüber Druckdif-
ferenzen zwischen dem Aufnahmeraum 6 und der Umgebung 58 gewährleistet und andererseits eine Verformbarkeit bzw. Biegbarkeit des Strukturbauteil-Halbzeugs 1 gewährleistet. Die Wandelemente 4, 5 sind vorzugsweise derart formbar, dass ein Krümmungsradius des Strukturbauteil- Halbzeugs 1 von weniger als 10 D, insbesondere von weniger als 8 D, insbesondere von weniger als 6 D, und insbesondere von weniger als 4 D erzielbar ist. Die Wandelemente 4, 5 sind vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff. Die Wandstärke Wi des ersten Wandelements 4 und/oder die Wandstärke W2 des zweiten Wandelements 5 können gleich oder unterschiedlich sein. The second wall element 5 has an outer diameter D, for which the following preferably applies: 10 mm <D <200 mm, in particular 15 mm <D <150 mm, and in particular 20 mm <D <100 mm. The second wall element 5 furthermore has a radial wall thickness W 2 or W, wherein preferably: 5 <D / W <30 and in particular 10 <D / W <20. Furthermore, the second wall element 5 preferably has a hardness of at most 100 Shore A, in particular of at most 90 Shore A, and in particular of at most 80 Shore A on. Due to the design of the second wall element 5, on the one hand, sufficient stability against pressure difference is achieved. ensured between the receiving space 6 and the environment 58 and on the other hand ensures a deformability or flexibility of the structural component semifinished product 1. The wall elements 4, 5 are preferably formable such that a radius of curvature of the structural component semifinished product 1 of less than 10 D, in particular less than 8 D, in particular less than 6 D, and in particular less than 4 D can be achieved. The wall elements 4, 5 are preferably made of plastic, in particular of a thermoplastic material. The wall thickness Wi of the first wall element 4 and / or the wall thickness W 2 of the second wall element 5 may be the same or different.
Die Wandstärken Wi und/oder W2 liegen vorzugsweise zwischen 1 mm und 6 mm, insbesondere zwischen 1,5 mm und 5 mm, und insbesondere zwischen 2 mm und 4 mm. The wall thicknesses Wi and / or W 2 are preferably between 1 mm and 6 mm, in particular between 1.5 mm and 5 mm, and in particular between 2 mm and 4 mm.
Das Strukturbauteil-Halbzeug 3 bzw. die Wandelemente 4, 5 sind rohrför- mig ausgebildet, wobei die Öffnungen zu dem Aufnahmeraum 6 und dem Innenraum 8 stirnseitig ausgebildet sind. Die Anschlussvorrichtung 9 und die Verschlussvorrichtung 40 sind in ihrer Querschnittsform an die Querschnittsform der Wandelemente 4, 5 angepasst. The structural component semifinished product 3 or the wall elements 4, 5 are of tubular design, wherein the openings to the receiving space 6 and the interior 8 are formed on the front side. The connecting device 9 and the closure device 40 are adapted in their cross-sectional shape to the cross-sectional shape of the wall elements 4, 5.
Das Strukturbauteil-Halbzeug 3 weist vorzugsweise eine Länge von weniger als 10 m, insbesondere von weniger als 6 m, insbesondere von weniger als 4 m, insbesondere von weniger als 3 m, insbesondere von weniger als 2,5 m und insbesondere von weniger als 2 m auf.
The structural component semifinished product 3 preferably has a length of less than 10 m, in particular less than 6 m, in particular less than 4 m, in particular less than 3 m, in particular less than 2.5 m and in particular less than 2 m up.
Claims
Patentansprüche claims
Anschlussvorrichtung zum Einbringen von Matrixmaterial in einen mit Verstärkungsfasern versehenen Aufnahmeraum eines Strukturbauteil- Halbzeugs mit Connecting device for introducing matrix material in a provided with reinforcing fibers receiving space of a structural component semifinished product with
einem Grundkörper (12), a base body (12),
einem ersten Kanal (36) zum Einbringen eines Matrixmaterials (2) in einen Aufnahmeraum (6) eines Strukturbauteil-Halbzeugs (3), einem zweiten Kanal (37) zum Einstellen eines Innendrucks in einem Innenraum (8) des Strukturbauteil-Halbzeugs (3), a first channel (36) for introducing a matrix material (2) into a receiving space (6) of a structural component semifinished product (3), a second channel (37) for setting an internal pressure in an inner space (8) of the structural component semifinished product (3) .
einer an dem Grundkörper (12) angeordneten ersten Dichteinheit a on the base body (12) arranged first sealing unit
(13) zum Abdichten des Aufnahmeraums (6) gegenüber einer Umgebung (58), und (13) for sealing the receiving space (6) from an environment (58), and
einer an dem Grundkörper (12) angeordneten zweiten Dichteinheit one on the base body (12) arranged second sealing unit
(14) zum Abdichten des Aufnahmeraums (6) gegenüber dem Innenraum (8). (14) for sealing the receiving space (6) relative to the interior (8).
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichteinheit (13) umfasst: Connecting device according to claim 1, characterized in that the first sealing unit (13) comprises:
ein erstes Aufnahmeelement (21) mit einer ersten Aufnahmeöff- nung (22) zum Aufnehmen eines Wandelements (5) des Strukturbauteil-Halbzeugs (3) und a first receiving element (21) having a first receiving opening (22) for receiving a wall element (5) of the structural component semifinished product (3) and
ein erstes Anpresselement (24) zum radialen Anpressen des ersten Aufnahmeelements (21) an das Wandelement (5). a first pressing element (24) for radially pressing the first receiving element (21) against the wall element (5).
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anpressen das erste Aufnahmeelement (21) ein Außengewinde (23) und das erste Anpresselement (24) ein zugehöriges Innengewinde (25) aufweist.
Connecting device according to claim 2, characterized in that for pressing the first receiving element (21) has an external thread (23) and the first pressing element (24) has an associated internal thread (25).
4. Anschlussvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, 4. Connecting device according to claim 2 or 3, characterized
dass das erste Anpresselement (24) zum Einstellen eines Anpress- drucks einen sich verjüngenden Innendurchmesser aufweist. the first pressing element (24) has a tapering inner diameter for setting a contact pressure.
5. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, 5. Connecting device according to one of claims 1 to 4, characterized
dass die erste Dichteinheit (13) mindestens ein elastisches Dichtele- ment (27) zum Anliegen gegen ein Wandelements (5) des Strukturbauteil-Halbzeugs (3) aufweist. the first sealing unit (13) has at least one elastic sealing element (27) for abutment against a wall element (5) of the structural component semifinished product (3).
6. Anschlussvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtelement (27) zwischen dem ersten Aufnahmeelement (21) und dem ersten Anpresselement (24) angeordnet ist. 6. Connecting device according to claim 5, characterized in that a sealing element (27) between the first receiving element (21) and the first pressing element (24) is arranged.
7. Anschlussvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, 7. Connecting device according to claim 5 or 6, characterized
dass ein Dichtelement (27) an einer dem Wandelement (5) zugewand- ten Innenseite des ersten Aufnahmeelements (21) angeordnet ist. a sealing element (27) is arranged on an inner side of the first receiving element (21) facing the wall element (5).
8. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, 8. Connecting device according to one of claims 2 to 7, characterized
dass das erste Aufnahmeelement (21) einteilig mit dem Grundkörper (12) ausgebildet ist. the first receiving element (21) is formed integrally with the base body (12).
9. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet
durch mindestens einen Abstandshalter (38) zum Einführen in den Aufnahmeraum (6). 9. Connecting device according to one of claims 1 to 8, characterized by at least one spacer (38) for insertion into the receiving space (6).
10. Anschlussvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstandshalter (38) hohlzylinderförmig ausgebildet ist und mindestens einen Abstandshalterkanal (39) für das Matrixmaterial (2) aufweist. 10. Connecting device according to claim 9, characterized in that a spacer (38) is formed as a hollow cylinder and at least one spacer channel (39) for the matrix material (2).
1 1. Anschlussvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn- zeichnet, 1 1. Connecting device according to claim 9 or 10, characterized marked,
dass der mindestens eine Abstandshalter (38) elektrisch leitend ist und in Kontakt mit einem ersten elektrisch leitenden Anschlusselement (18) ist. 12. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1, dadurch gekennzeichnet, the at least one spacer (38) is electrically conductive and in contact with a first electrically conductive connection element (18). 12. Connecting device according to one of claims 1 to 1 1, characterized
dass ein an dem Grundkörper (12) angeordnetes erstes Anschlusselement (18) zumindest einen Teil des ersten Kanals (36) ausbildet. 13. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, in that a first connection element (18) arranged on the base body (12) forms at least a part of the first channel (36). 13. Connecting device according to one of claims 1 to 12, characterized
dass die zweite Dichteinheit (14) ein Anlageelement (28) zum Einführen in den Innenraum (8) und zum Anliegen gegen ein Wandelement (4) des Strukturbauteil-Halbzeugs (3) aufweist. in that the second sealing unit (14) has a contact element (28) for insertion into the inner space (8) and against a wall element (4) of the structural component semifinished product (3).
14. Anschlussvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (28) an einer Außenseite konisch ausbildet ist.
14. Connecting device according to claim 13, characterized in that the contact element (28) is conically formed on an outer side.
15. Anschlussvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, 15. Connecting device according to claim 13 or 14, characterized
dass das Anlageelement (28) eine Ausnehmung (31) aufweist und ein zweites Anschlusselement (33) in die Ausnehmung (31) einführbar ist. in that the abutment element (28) has a recess (31) and a second connection element (33) can be inserted into the recess (31).
16. Anschlussvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (28) an einer Innenseite konisch ausgebildet ist und das zweite Anschlusselement (33) insbesondere ein Außengewinde (34) aufweist, das in ein Innengewinde (32) des Anlageelements (28) einschraubbar ist. 16. Connecting device according to claim 15, characterized in that the abutment element (28) is conically formed on an inner side and the second connection element (33) in particular an external thread (34) which in an internal thread (32) of the contact element (28) can be screwed is.
17. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, 17. Connecting device according to one of claims 13 to 16, characterized
dass das Anlageelement (28) und insbesondere das zweite Anschlusselement (33) den zweiten Kanal (37) ausbilden. in that the abutment element (28) and in particular the second connection element (33) form the second channel (37).
18. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, 18. Connecting device according to one of claims 13 to 17, characterized
dass das Anlageelement (28) einteilig mit dem Grundkörper (12) ausgebildet ist. in that the abutment element (28) is formed integrally with the base body (12).
19. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, 19. Connecting device according to one of claims 13 to 17, characterized
dass die zweite Dichteinheit (14) umfasst: the second sealing unit (14) comprises:
ein zweites Aufnahmeelement (62) mit einer zweiten Aufnahmeöffnung (63) zum Aufnehmen eines Wandelements (4) des Strukturbauteil-Halbzeugs (3) und a second receiving element (62) having a second receiving opening (63) for receiving a wall element (4) of the structural component semifinished product (3) and
ein zweites Anpresselement (66) zum radialen Anpressen des zweiten Aufnahmeelements (62) an das Wandelement (4).
a second pressing element (66) for radially pressing the second receiving element (62) against the wall element (4).
20. Anschlussvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (28) mit dem zweiten Aufnahmeelement (62) einen Spalt (68) zum Klemmen des Wandelements (4) ausbildet. 20. Connecting device according to claim 19, characterized in that the contact element (28) with the second receiving element (62) forms a gap (68) for clamping the wall element (4).
21. Anschlussvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Aufnahmeelement (62) eine Klemmkante (69) ausbildet. 22. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, 21. Connecting device according to claim 20, characterized in that the second receiving element (62) forms a clamping edge (69). 22. Connecting device according to one of claims 19 to 21, characterized
dass zum Anpressen das zweite Aufnahmeelement (62) ein Außengewinde (64) und das zweite Anpresselement (66) ein zugehöriges Innengewinde (65) aufweist. in that, for pressing, the second receiving element (62) has an external thread (64) and the second pressing element (66) has an associated internal thread (65).
23. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, 23. Connecting device according to one of claims 19 to 22, characterized
dass das zweite Anpresselement (66) zum Einstellen eines Anpressdrucks einen sich verjüngenden Innendurchmesser aufweist. in that the second pressure element (66) has a tapered inner diameter for setting a contact pressure.
24. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, 24. Connecting device according to one of claims 19 to 23, characterized
dass das Anlageelement (28) einteilig mit dem zweiten Anpresselement (66) ausgebildet ist. in that the abutment element (28) is formed integrally with the second pressing element (66).
25. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, 25. Connecting device according to one of claims 19 to 24, characterized
dass das zweite Aufnahmeelement (62) einteilig mit dem Grundkörper (12) ausgebildet ist.
the second receiving element (62) is formed integrally with the base body (12).
26. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, 26. Connecting device according to one of claims 1 to 25, characterized
dass der Grundkörper (12) aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist. that the base body (12) is formed from a plastic material.
27. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, 27. Connecting device according to one of claims 1 to 25, characterized
dass der Grundkörper (12) aus einem Metall ausgebildet ist. the base body (12) is formed from a metal.
28. Zuführ System mit 28. Feeding system with
einer Anschlussvorrichtung (9) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 27, a connection device (9) according to at least one of claims 1 to 27,
einer Verschlussvorrichtung (40) zum Verschließen des Innenraums (8) des Strukturbauteil-Halbzeugs (3), a closure device (40) for closing the interior (8) of the structural component semifinished product (3),
einer ersten Pumpe (10) zum Einbringen von Matrixmaterial (2) in den Aufnahmeraum (6) des Strukturbauteil-Halbzeugs (3), und einer zweiten Pumpe (1 1) zum Einstellen des Innendrucks in dem Innenraum (8). a first pump (10) for introducing matrix material (2) into the receiving space (6) of the structural component semifinished product (3), and a second pump (11) for adjusting the internal pressure in the inner space (8).
29. Verfahren zum Zuführen von Matrixmaterial in einen mit Verstärkungsfasern versehenen Aufnahmeraum eines Strukturbauteil- Halbzeugs mit folgenden Schritten: 29. A method for feeding matrix material into a receiving space provided with reinforcing fibers of a structural component semifinished product with the following steps:
Bereitstellen eines Strukturbauteil-Halbzeugs (3) mit Providing a structural component semifinished product (3) with
— einem ersten Wandelement (4), A first wall element (4),
— einem das erste Wandelement (4) umgebenden zweiten Wandelement (5), A second wall element (5) surrounding the first wall element (4),
— einem Aufnahmeraum (6), der in einer Querrichtung (Q) von den Wandelementen (4, 5) begrenzt ist und sich in einer
Längsrichtung (L) zwischen den Wandelementen (4, 5) erstreckt, - A receiving space (6) which is bounded in a transverse direction (Q) of the wall elements (4, 5) and in a Extending longitudinal direction (L) between the wall elements (4, 5),
— einem Innenraum (8), der in der Querrichtung (Q) von dem ersten Wandelement (4) begrenzt ist, An interior space (8) delimited in the transverse direction (Q) by the first wall element (4),
— in dem Aufnahmeraum (6) angeordneten Verstärkungsfasern - In the receiving space (6) arranged reinforcing fibers
(7), (7)
— einer ersten Öffnung (A ) zum Einstellen eines Innendrucks in dem Innenraum (8), und - A first opening (A) for adjusting an internal pressure in the inner space (8), and
— einer zweiten Öffnung (A2) zum Einbringen von fließfähigem Matrixmaterial (2) in den Aufnahmeraum (6), - A second opening (A 2 ) for introducing flowable matrix material (2) in the receiving space (6),
Bereitstellen eines Zuführsystems (1) nach Anspruch 28, Providing a delivery system (1) according to claim 28,
Anbringen der Anschlussvorrichtung (9) und der Verschlussvorrichtung (40) an ein Strukturbauteil-Halbzeug (3), Attaching the connection device (9) and the closure device (40) to a structural component semifinished product (3),
Verbinden der ersten Pumpe (10) mit dem ersten Kanal (36), - Verbinden der zweiten Pumpe (1 1) mit dem zweiten Kanal (37), Connecting the first pump (10) to the first channel (36), - connecting the second pump (1 1) to the second channel (37),
Einbringen von Matrixmaterial (2) durch die zweite Öffnung (A2) in den Aufnahmeraum (6) mittels der ersten Pumpe (10) durch den ersten Kanal (36), und Introducing matrix material (2) through the second opening (A 2 ) into the receiving space (6) by means of the first pump (10) through the first channel (36), and
Einstellen des Innendrucks in dem Innenraum (8) über die erste Öffnung (A ) mittels der zweiten Pumpe (1 1) über den zweiten Adjusting the internal pressure in the internal space (8) via the first opening (A) by means of the second pump (11) via the second
Kanal (37).
Channel (37).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14711972 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14711972 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |