Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum

Konsolidieren von Faserverbundstrukturen für beispielsweise Automobiibauteile.

Die Anwendungen für Faserverbundwerkstoffe sind über die vergangenen Jahrzehnte immer weiter gestiegen, insbesondere wenn sie als preiswerte Alternative zu den metallischen Werkstoffen gesehen werden konnten, mit den Vorteilen der

Gestaltungsfreiheit und anwendungsspezifischer Formulierungsmöglichkeiten. Speziell der Werkstoff CFK (Carbon-faserverstärkter Kunststoff) hat ein extrem hohes

Leichtbaupotential, wobei er sich zugleich durch seine hohe Festigkeit und sehr hohe Struktursteifigkeit auszeichnet. Letzteres ist beispielsweise im Automobilbau ein wichtiges Kriterium. Die automatisierbare Herstellung der P reform stellt eine Schlüsseltechnologie im Herstellungsprozess von endlosfaserverstärkten Faserverbundbauteilen zur

Realisierung einer effizienten Großserienfertigung mit reproduzierbarer stabiler Bauteiiquaiität dar. Aber auch bei sogenannten Hybridbauteilen, also formgepressten Blechen, die vornehmlich mit Carbonfaser-Halbzeugen verpresst werden, um kritische Belastungszonen zusätzlich zu verstärken, müssen sich alle Produktions-Einheiten anlagen- und steuerungstechnisch integrieren lassen, wenn eine hinreichende

Produktivität erreicht werden soll.

Zur Hersteilung von endlosfaserverstärkten Bauteilen werden heute überwiegend textile Faser-Halbzeuge wie Fasergewebe oder Fasergelege, welche mit einer Matrix teilweise oder vollständig imprägniert sind. Ferner können Fasergewebe auch mit pulverförmigen Kunststoff infiltriert werden oder aus einem Mischgarn mit einem Anteil an thermoplastischen Fasern hergestellt werden, deren thermoplastischer Anteil bei der weiteren Verarbeitung aufgeschmolzen wird und die Matrix bildet. Die Matrix von faserverstärkten Kunststoffen hat die Aufgabe, die hochbelastbaren Fasern

einzubetten (Stützfunktion) und deren Zwischenraum vollständig auszufüllen

(Sperrfunktion).

An Matrix-Werkstoffe können grundsätzlich Materialien aus den Gruppen der Thermoplaste und ggf. zusätzlicher elastifizierender Komponenten, wie Elastomere, eingesetzt werden, welche sich in der Festigkeit, der maximalen Dehnung, der

Einsatztemperatur, der Verarbeitungsgeschwindigkeit und der

Chemikalienbeständigkeit unterscheiden.

Aus diesen Halbzeugen, die als Rollen oder Plattenware in Standardformaten zur Verfügung stehen, werden beispielsweise in einem Schneidprozess Zuschnitte erzeugt, die in der Regel das umgeformte Bauteil vollfiächig auskleiden. Alternativ können endlosfaserverstärkte Bauteile auch über Faser- oder auch als Tape- Legeverfahren bekannt gewordene Verfahren wesentlich verschnittärmer bzw.

verschnittfrei und damit ressourceneffizienter hergestellt werden. Speziell die

Verwendung von Tapes aus thermoplastischen Endlosfasern erweist sich als eine sehr attraktive Prozessvariante. Mit einem„Tape" ist im Zusammenhang vorzugsweise jegliche Art von bahnförmigem Material, insbesondere ein Prepregmaterial, das beispielsweise eine Breite zwischen 30 und 200 mm aufweist, gemeint, welches für ein Ablegen mittels einer Tapelegevorrichtung geeignet ist. Mit„Prepegmaterial" sind vorliegend insbesondere Faser-Garne (Rovings), Faser-Gelege und/oder Faser- Gewebe gemeint, welche mit einer Matrix, beispielsweise einer Thermoplastmatrix, teilweise oder vollständig imprägniert, insbesondere vorimprägniert, sind. Bei den

„Fasern" handelt es sich insbesondere um Kohlenstofffasern, ist aber in gleicher Weise auch für Glasfasern oder andere, insbesondere künstlich hergestellte, Fasern oder auch Naturfasern anwendbar. Zur Verarbeitung von Tapes ist bekannt, diese mittels Tapelegevorrichtungen, insbesondere auch sogenannte Fibre-Placement- Vorrichtungen, von einer Spule oder Rolle abzuziehen, auf Länge zu schneiden und auf einen Legetisch bzw. einer bereits auf dem Legetisch abgelegten Tapestruktur abzulegen. Mit dem Ablegen eines Tapestreifens wird dieser über eine Anzahl an Ultraschall-Schweißköpfen punktweise mit der darunter liegende Tapeschicht verbunden. Beispielhafte Tapelegevorrichtungen sind beispielsweise aus den

Dokumenten WO 2014/083196 A1 und US 8,048,253 bekannt.

Nachdem so mittels Tapelegen von einzelnen Tapes, oder mittels Anordnen von großflächigen Zuschnitten, Faserverbundstrukturen mit einer gewünschten Form gelegt bzw. aufgebaut wurden, ist es erforderlich, die Faserverbundstrukturen in einem nachfolgenden Verfahrensschritt unter Einwirkung von Druck und Temperatur zu verpressen und so zu einem Laminat zu konsolidieren.

Ein beispielhaftes Verfahren zum Konsolidieren von Faserverbundstrukturen mit thermoplastischen und/oder thermoelastischen Polymeren ist aus dem Dokument DE 10 2014 004 053 A1 bekannt. In diesem Dokument wird, wie in Fig. 1 dargestellt, vorgeschlagen, eine zu konsolidierende Faserverbundstruktur 1 auf einer starren Unterlage 2 anzuordnen, sowie eine starre Abdeckung 3 auf der Faserverbundstruktur 1 zu platzieren, so dass sich die Faserverbundstruktur 1 in einem Zwischenraum zwischen der Unterlage 2 und der Abdeckung 3 befindet. Seitlich wird der

Zwischenraum von einer Ringdichtung 5 aus nachgiebigem Material abgedichtet. Weiter sind Strahlungsquellen 4 vorgesehen, die über bzw. unter der Abdeckung 3 und der Unterlage 2 angeordnet sind und die elektromagnetische Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung erzeugen. Die Abdeckung 3 und die Unterlage 2 sind für die von den Strahlungsquellen 4 erzeugte elektromagnetische Strahlung durchlässig ausgebildet, so dass die elektromagnetische Strahlung durch die Unterlage 2 und die Abdeckung 3 hindurch in die Faserverbundstruktur 1 eingekoppelt werden kann. Um die

Faserverbundstruktur 1 zu konsolidieren, wird die Faserverbundstruktur 1 durch die Unterlage 2 und die Abdeckung 3 hindurch mit der elektromagnetischer Strahlung bestrahlt, um das Imprägnierpolymer in einen plastifizierten, schmelzflüssigen Zustand zu überführen. Darüber hinaus wird der Zwischenraum zwischen der Unterlage 2 und der Abdeckung 3 mittels einer an einen in den Zwischenraum einmündenden

Rohrstutzen 6 angeschlossenen Vakuumpumpe (nicht gezeigt), evakuiert, so dass infolge des von oben auf die Abdeckung 3 (oder auch zumindest bereichsweise von unten auf die Unterlage 2) einwirkenden Umgebungsdruckes die Faserverbundstruktur

1 unter Kompression der Ringdichtung 5 zwischen der Abdeckung 3 und der Unterlage

2 verpresst wird.

Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist der geringe erforderliche anlagentechnische Aufwand, insbesondere der Verzicht auf Presswerkzeuge oder dergleichen, so dass sich das Verfahren einfach und kostengünstig realisieren lässt. Darüber hinaus erlaubt das Verfahren eine direkte Erwärmung der Faserverbundstruktur 1 , ohne dass es erforderlich ist, z.B. große Presswerkzeuge zu heizen, was das Verfahren sehr energieeffizient und damit kostengünstig im Betrieb macht. Allerdings besteht bei diesem Verfahren die Möglichkeit, dass es beim Schließen von Abdeckung und Unterlage zu Lufteinschlüssen kommt, bzw. dass sich während des Verpressens und Konsolidierens innerhalb der Faserverbundstruktur Lufteinschlüsse bilden, und so zur Bildung von Poren in dem konsolidierten Laminat führen. Zwar wird durch den angewandten Unterdruck für eine gewisse Entlüftung der

Faserverbundstruktur gesorgt, da aber die Faserverbundstruktur zwischen der Unterlage und der Abdeckung eingepresst wird, mag es vorkommen, dass ein

Absaugen von Lufteinschlüssen vor allem in der Mitte der Faserverbundstruktur in einigen Fällen nur unzureichend erfolgt. Infolgedessen können sich vor allem in der Mitte der Faserverbundstruktur Poren bilden, die zu einem optisch unzulänglichen

Eindruck der Oberfläche des konsolidierten Laminats und/oder zu einem inhomogenen Laminat führen können. Diese Problematik besteht insbesondere bei großen

Formaten, wie beispielsweise bis zu 2.000 mm x 2.000 mm oder mehr. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Konsolidieren einer Faserverbundstruktur anzugeben, welche die vorstehenden Nachteile überwinden.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Konsolidieren einer Faserverbundstruktur anzugeben, welche es ermöglichen, eine Faserverbundstruktur bei weitestehender Vermeidung der Ausbildung von

Lufteinschlüssen und/oder Poren zu einem Laminat zu konsolidieren, und es so ermöglicht, ein Laminat mit einer einwandfreien, homogenen Oberfläche sowie mit auszubilden.

Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden gelöst mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Konsolidieren einer Faserverbundstruktur wie in den

Ansprüchen 1 und 12 angegeben. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.

Als eine erste Lösung wird ein Verfahren zum Konsolidieren einer

Faserverbundstruktur mit zumindest einem thermoplastischen und/oder

thermoelastischen Polymer angegeben, umfassend Anordnen der

Faserverbundstruktur zwischen einer plattenförmigen Unterlage und einer plattenförmigen Abdeckung, wobei die Abdeckung durch ein Dichtelement in Bezug auf die Unterlage verlagerbar gegen die Unterlage abgedichtet wird, Erzeugen eines Unterdrucks in dem Zwischenraum zwischen der Unterlage und der Abdeckung, und Erwärmen der Faserverbundstruktur mittels elektromagnetischer Strahlung zumindest bis in den Bereich der Schmelztemperatur des zumindest einen thermoplastischen und/oder thermoelastischen Polymers, wobei unter Einwirkung des die Abdeckung gegen die Unterlage drückenden Umgebungsdrucks die Faserverbundstruktur zwischen der Abdeckung und der Unterlage verpresst wird. Das Verfahren umfasst weiter: Einbringen der Anordnung aus Abdeckung und Unterlage mit der dazwischen angeordneten Faserverbundstruktur in eine Vakuumkammereinrichtung, wobei die Vakuumkammereinrichtung zumindest eine Kammer ausbildet, welche die Abdeckung und/oder die Unterlage gegenüber der Umgebung zumindest teilweise abdichtet, Erzeugen eines Unterdrucks in der zumindest einen Kammer vor und/oder gleichzeitig mit dem Erzeugen des Unterdrucks in dem Zwischenraum, nachdem der Unterdruck in dem Zwischenraum einen Solldruck erreicht hat, Abbauen des Unterdrucks in der zumindest einen Kammer unter Beibehaltung des Unterdrucks in dem Zwischenraum, und nach Abbauen des Unterdrucks in der zumindest einen Kammer, Entnehmen der Anordnung aus Abdeckung und Unterlage mit der dazwischen angeordneten

Faserverbundstruktur aus der Vakuumkammereinrichtung.

Gemäß der Erfindung erfolgt das Verpressen und Konsolidieren der

Faserverbundstruktur daher nicht gleichzeitig mit dem Evakuieren des Zwischenraums, wie dies etwa beim mit Bezug auf Fig. 1 erläuterten Verfahren geschieht. Vielmehr kann zuerst der Zwischenraum evakuiert werden, ohne dass eine Komprimierung der Faserverbundstruktur erfolgt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Anordnung aus Abdeckung und Unterlage mit der dazwischen angeordneten Faserverbundstruktur in die Vakuumkammereinrichtung eingebracht wird, und die von der

Vakuumkammereinrichtung gebildete(n) Kammer(n) ebenfalls evakuiert werden, nämlich zeitgieich mit oder (teilweise) zeitlich vor dem Evakuieren des Zwischenraums. Auf Grund des so entstehenden Unterdruckzustands in der/den Kammer(n) der Vakuumeinrichtung wird so verhindert, dass sich eine Druckdifferenz an der

Abdeckung und/oder der Unterlage ausbildet, welche Druckdifferenz bewirken würde, dass die Abdeckung und die Unterlage zusammengepresst werden, und dabei die dazwischen angeordnete Faserverbundstruktur vorzeitig komprimiert würde. Es wird so möglich, den Zwischenraum zu evakuieren, ohne dass dabei die Faserverbundstruktur bereits zu dieser Zeit zusammengepresst und kompaktifiziert wird. In der

Faserverbundstruktur eingeschlossene Luft kann somit einfacher aus der

Faserverbundstruktur heraus in den Zwischenraum entweichen und über die angeschlossene Vakuumpumpe abgezogen werden. Erst nachdem die

Faserverbundstruktur derart entlüftet wurde, wird der Unterdruck in der/in den

Kammer(n) der Vakuumkammereinrichtung abgebaut, beispielsweise indem Luft aus der Umgebung mit dem vorherrschenden Umgebungsdruck in die Kammer(n) der Vakuumkammereinrichtung einströmen gelassen wird, während gleichzeitig der im Zwischenraum herrschende Unterdruckzustand aufrecht erhalten wird. Es stellt sich somit nun eine Druckdifferenz an der Abdeckung und/oder der Unterlage ein, welche Druckdifferenz bewirkt, dass die Abdeckung und die Unterlage zusammengepresst werden, wobei gleichzeitig die dazwischen angeordnete Faserverbundstruktur zusammengepresst wird. Anschließend kann die Anordnung aus Abdeckung und Unterlage, bei weiterhin aufrecht erhaltenem Unterdruckzustand im Zwischenraum, aus der Vakuumkammereinrichtung entnommen werden, um in den Bereich von Strahlungsquellen zum Erwärmen der Faserverbundstruktur verbracht zu werden, wo die Faserverbundstruktur bis zur Schmelztemperatur des Polymers erwärmt wird, und wobei unter Einwirkung des die Abdeckung gegen die Unterlage drückenden

Umgebungsdrucks die nun erweichte Faserverbundstruktur zwischen der Abdeckung und der Unterlage verpresst wird. Dies ermöglicht es, die Faserverbundstruktur weitestgehend ohne oder mit nur wenigen und sehr kleinen Lufteinschlüssen bzw. Poren zu konsolidieren und somit zu einem hochqualitativen Laminat hoher Güte zu formen.

Es ist dabei bevorzugt, dass das Erwärmen der Faserverbundstruktur mittels elektromagnetischer Strahlung nach Entnehmen der Anordnung aus Abdeckung und Unterlage mit der dazwischen angeordneten Faserverbundstruktur aus der

Vakuumkammereinrichtung erfolgt, um eine möglichst einfache Handhabung des Verfahrens zu ermöglichen. Alternativ ist es auch denkbar, das Erwärmen der

Faserverbundstruktur mittels elektromagnetischer Strahlung vor dem Platzieren der Abdeckung auf der Unterlage vorzunehmen, und/oder das Erwärmen innerhalb der Vakuumkammereinrichtung auszuführen. Vorzugsweise wird die Abdeckung anfänglich in einem Abstand über der

Faserverbundstruktur positioniert.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Abdeckung an zumindest zwei

gegenüberliegenden Seiten jeweils ein Tragrahmenelement aufweist, und/oder die Unterlage an zumindest zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils ein

Tragrahmenelement aufweist.

Die Abdeckung und/oder die Unterlage sind bevorzugt als ein strahlungstransparentes Element ausgebildet oder umfassen diese, insbesondere als eine Glasplatte oder eine Glaskeramikplatte ausgebildet oder umfassen diese. Die Abdeckung und/oder die Unterlage sollten insbesondere transparent für UV-Strahlung, Infrarot-Strahlung, Laser- Strahlung und/oder Mikrowellen-Strahlung ausgebildet sein. Die Vakuumkammereinrichtung kann vorzugsweise eine erste Kammerabdeckung umfassen, auf welche die Unterlage positioniert werden kann, so dass sich die erste Vakuumkammerabdeckung unterhalb der Unterlage erstreckt, wobei eine erste Kammer zwischen der ersten Kammerabdeckung und der Unterlage ausgebildet wird, wobei weiter eine Abdichtung zwischen der ersten Kammerabdeckung und der Unterlage vorgesehen ist, insbesondere ein Dichtelement, um die erste Kammer zur Umgebung hin abzudichten, und wobei weiter bevorzugt ein Durchgang vorgesehen ist, insbesondere ein Rohrleitungsabschnitt, welcher es erlaubt, die Kammer mit einer Vakuumpumpe zu verbinden zur Erzeugung des Unterdrucks in der ersten Kammer. Weiter vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das zwischen der Unterlage und der Abdeckung vorgesehene Dichtelement eine erste Wirkfläche einschließt, das zwischen der ersten Kammerabdeckung und der Abdeckung vorgesehene Dichtelement eine zweite Wirkfläche einschließt, und dass die zweite Wirkfläche größer als die erste Wirkfläche ist. Alternativ oder ergänzend kann die Vakuumkammereinrichtung eine zweite

Kammerabdeckung umfassen, welche auf die Abdeckung positioniert werden kann, so dass sich die zweite Kammerabdeckung oberhalb der Abdeckung erstreckt, wobei eine zweite Kammer zwischen der zweiten Kammerabdeckung und der Abdeckung ausgebildet wird, wobei weiter eine Abdichtung zwischen der zweiten Kammerabd eckung und der Abdeckung vorgesehen ist, insbesondere ein

Dichtelement, um die zweite Kammer zur Umgebung hin abzudichten, und wobei weiter bevorzugt ein Durchgang vorgesehen ist, insbesondere ein

Rohrleitungsabschnitt, welcher es erlaubt, die Kammer mit einer Vakuumpumpe zu verbinden zur Erzeugung des Unterdrucks in der zweiten Kammer.

Weiter vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das zwischen der Unterlage und der Abdeckung vorgesehene Dichtelement eine erste Wirkfläche einschließt, das zwischen der ersten Kammerabdeckung und der Unterlage vorgesehene Dichtelement eine zweite Wirkfläche einschließt, und dass die zweite Wirkfläche größer als die erste

Wirkfläche ist. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die zweite Wirkfläche um einen Betrag größer als die erste Wirkfläche ist, der so bemessen ist, dass für einen gegebenen Druckzustand bei teilweiser oder vollständiger Evakuierung des Zwischenraums und der Kammer, die zwischen der ersten Kammerabdeckung und der Unterlage ausgebildet ist, eine resultierende Kraft ergibt, welche vorzugsweise von der Faserverbundstruktur weggerichtet ist.

Weiter vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das zwischen der Unterlage und der Abdeckung vorgesehene Dichtelement eine erste Wirkfläche einschließt, das zwischen der zweiten Kammerabdeckung und der Abdeckung vorgesehene Dichtelement eine zweite Wirkfläche einschließt, und dass die zweite Wirkfläche größer als die erste Wirkfiäche ist. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die zweite Wirkfläche um einen Betrag größer als die erste Wirkfläche ist, der so bemessen ist, dass für einen gegebenen Druckzustand bei teilweiser oder vollständiger Evakuierung des Zwischenraums und der Kammer, die zwischen der zweiten Kammerabdeckung und der Abdeckung ausgebildet ist, eine resultierende Kraft ergibt, welche die von der Abdeckung ausgeübte Gewichtskraft kompensiert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass die erste Kammerabdeckung und die zweite Kammerabdeckung während des Erzeugens eines Unterdrucks in den Kammern auf einem vordefinierten Abstand zueinander gehalten werden. Dies kann besonders bevorzugt erfolgen, indem entsprechend bemaßte Bolzen oder Abstandselemente ausgebildet und zwischen der ersten

Kammerabdeckung und der zweiten Kammerabdeckung angeordnet werden, welche die zweite Kammerabdeckung auf und gegenüber der ersten Kammerabdeckung abstützen.

Alternativ oder ergänzend können Halteelemente vorgesehen werden, welche die erste und die zweite Kammerabdeckung jeweils in einer vorgegebenen Position relativ zum Beispiel eines Vorrichtungsrahmens halten und derart mittelbar die erste und die zweite Kammerabdeckung relativ zueinander in Position und in einem vorgegebenen Abstand halten. Weiter alternativ kann die Vakuumkammereinrichtung als ein Vakuumgehäuse ausgebildet sein, in welches die Anordnung aus Abdeckung und Unterlage mit der dazwischen angeordneten Faserverbundstruktur eingebracht werden kann, wobei das Vakuumgehäuse eine Kammer ausbildet, welche die eingebrachte Anordnung aus Abdeckung und Unterlage mit der dazwischen angeordneten Faserverbundstruktur umgibt, wobei weiter bevorzugt ein Durchgang vorgesehen ist, insbesondere ein Rohrleitungsabschnitt, welcher es erlaubt, die Kammer mit einer Vakuumpumpe zu verbinden zur Erzeugung des Unterdrucks in der Kammer.

Die Abdichtung kann jeweils mittels eines Dichtelements, insbesondere einer elastischen Ringdichtung erfolgen.

Der Zwischenraum und die zumindest eine Kammer können jeweils mit einer gleichen Vakuumpumpe verbunden werden. Alternativ können für den Zwischenraum und die zumindest eine Kammer getrennte Vakuumpumpen vorgesehen sind, wobei weiter bevorzugt die Vakuumpumpen so angesteuert und/oder betrieben werden, dass der Druck in der zumindest einen Kammer kleiner ist als der Druck in dem Zwischenraum, insbesondere wenigstens 1 mbar, 2 mbar, 5 mbar oder 10 mbar kleiner ist als der Druck in dem Zwischenraum. Als eine weitere Lösung wird eine Vorrichtung zum Konsolidieren einer

Faserverbundstruktur mit zumindest einem thermoplastischen und/oder

thermoelastischen Polymer angegeben, umfassend eine plattenförmige Unterlage; eine plattenförmige Abdeckung; ein Dichtelement zur verlagerbaren Abdichtung der Abdeckung in Bezug auf die Unterlage; zumindest eine Strahlungsquelle zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung zum Erwärmen der

Faserverbundstruktur mittels elektromagnetischer Strahlung zumindest bis in den Bereich der Schmelztemperatur des zumindest einen thermoplastischen und/oder thermoelastischen Polymers; und eine Vakuumpumpe zum Erzeugen eines

Unterdrucks in dem Zwischenraum zwischen der Unterlage und der Abdeckung. Die Vorrichtung umfasst weiter eine Vakuumkammereinrichtung, in welche die Anordnung aus Abdeckung und Unterlage mit der dazwischen angeordneten Faserverbundstruktur eingebracht werden kann, wobei die Vakuumkammereinrichtung zumindest eine Kammer ausbildet, welche die Abdeckung und/oder die Unterlage gegenüber der Umgebung abdichtet, wobei die Vorrichtung so betreibbar ist, in der zumindest einen Kammer vor und/oder gleichzeitig mit dem Erzeugen des Unterdrucks in dem

Zwischenraum einen Unterdruck zu erzeugen, nach Erreichen eines Zieldrucks in dem Zwischenraum den Unterdruck in der zumindest einen Kammer unter Beibehaltung des Unterdrucks in dem Zwischenraum abzubauen, und nach Abbauen des Unterdrucks in der zumindest einen Kammer die Anordnung aus Abdeckung und Unterlage mit der dazwischen angeordneten Faserverbundstruktur aus der Vakuumkammereinrichtung zu entnehmen.

Die Vorrichtung kann bevorzugt geeignet sein, ein Verfahren wie vorstehend beschrieben auszuführen.

Als eine nochmals weitere Lösung wird eine Anlage zum Konsolidieren einer

Faserverbundstruktur mit einer Belade-/Entladestation, einer Heizstation, und einer Kühlstation angegeben, welche eine Vorrichtung wie vorstehend beschrieben umfasst, und die eingerichtet ist: in der Belade-ZEntladestation die mit einer

Faserverbundstruktur belegte Unterlage aufzunehmen oder die Unterlage zur

Belegung mit einer Faserverbundstruktur bereitzustellen, und die Abdeckung über der Unterlage zu positionieren, in der Belade-/Entladestation oder in einer zwischen der Belade-/Entladestation und der Pressstation angeordneten Station, die Anordnung aus Abdeckung und Unterlage mit der dazwischen angeordneten Faserverbundstruktur in die Vakuumkammereinrichtung einzubringen, in der zumindest einen Kammer und in dem Zwischenraum den Unterdruck zu erzeugen, nach Erreichen eines Zieidrucks in dem Zwischenraum den Unterdruck in der zumindest einen Kammer unter

Beibehaltung des Unterdrucks in dem Zwischenraum abzubauen, und nach Abbauen des Unterdrucks in der zumindest einen Kammer die Anordnung aus Abdeckung und Unterlage mit der dazwischen angeordneten Faserverbundstruktur aus der

Vakuumkammereinrichtung zu entnehmen, die Unterlage und die Abdeckung mit der dazwischen platzierten Faserverbundstruktur zur Heizstation zu bewegen, in der Heizstation die Faserverbundstruktur mittels der zumindest einen Strahlungsquelle zumindest bis in den Bereich der Schmelztemperatur des zumindest einen

thermoplastischen und/oder thermoelastischen Polymers zu erwärmen, wobei durch den Unterdruck in dem Zwischenraum die erweichte Faserverbundstruktur zwischen der Abdeckung und der Unterlage konsolidiert wird; nach erfolgter Konsolidierung, die Unterlage und die Abdeckung mit der dazwischen platzierten konsolidierter

Faserverbundstruktur zur Kühlstation zu bewegen; in der Kühlstation, die Anordnung aus Unterlage, Abdeckung und der dazwischen platzierten Faserverbundstruktur vorzugsweise unter Aufrechterhaltung des Unterdrucks zu kühlen; nach erfolgter Abkühlung, die Unterlage und die Abdeckung mit der dazwischen platzierten

Faserverbundstruktur zur Belade-/Entladestation zu bewegen; und in der Belade- /Entladestation die Abdeckung von der Unterlage abzuheben zur Entnahme der konsolidierten Faserverbundstruktur von der Unterlage oder zur Entnahme der mit der konsolidierten Faserverbundstruktur belegten Unterlage. Die Kühlstation kann eine erste und eine zweite Kühlplatte aufweisen, wobei zum Kühlen die Anordnung aus Unterlage, Abdeckung und der dazwischen platzierten Faserverbundstruktur auf der ersten Kühlplatte angeordnet werden kann und die zweite Kühlplatte auf die Anordnung aus Unterlage, Abdeckung und der dazwischen platzierten Faserverbundstruktur abgesenkt werden kann. Durch den direkten Kontakt mit den Kühlplatten kann eine gute Wärmeleitung und damit eine effiziente

Wärmeabfuhr ermöglicht werden.

Bevorzugt kann weiter vorgesehen sein, dass die erste und die zweite Kühlplatte als Pressplatten einer Presse arbeiten können, derart, einen vorgegebenen Pressdruck auf die Anordnung aus Unterlage, Abdeckung und der dazwischen platzierten

Faserverbundstruktur auszuüben. Auf diese Weise ist es möglich, auch während der Zeit in der Kühlstation die Faserverbundstruktur im verpressten Zustand zu halten, und so zu verhindern, dass die Faserverbundstruktur möglicher Weise expandiert und so in unerwünschter Weise ihre gewünschte Form verliert, und/oder für eine weitere Verpressung der Faserverbundstruktur zu sorgen.

Die genannte Anlage ist bevorzugt so eingerichtet, ein Verfahren wie vorstehend beschrieben auszuführen.

Die Erfindung wird hiernach mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben:

Fig. 1 zeigt ein Verfahren zum Konsolidieren einer

Faserverbundstruktur gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2A bis 2D zeigen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Konsolidieren einer Faserverbundstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zum Konsolidieren einer

Faserverbundstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung zum Konsolidieren einer

Faserverbundstruktur gemäß einer dritten Ausführungsform; und

Fig. 5A bis 5B dienen der Erläuterung des Effekts unterschiedlicher von den

Dichtelementen definierter Wirkflächen

Mit Bezug auf die Fig. 2A bis 2D wird zunächst ein Verfahren zum Konsolidieren einer Faserverbundstruktur 10 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform

beschrieben.

Wie in Fig. 2A gezeigt, wird eine mit thermoplastischen oder thermoelastischen Polymeren vorimprägnierten oder mit solchen Polymeren im festen oder gelösten bzw. abgeschiedenen Zustand versetzten Faserverbundstruktur 10 auf einer

plattenförmigen Unterlage 20 angeordnet. Unter Vorsehung eines Dichtelements 15, insbesondere einer elastischen Ringdichtung, welche die Faserverbundstruktur 10 seitlich und bevorzugt in einem Abstand umgibt, wird weiter eine plattenförmige Abdeckung 30 über der auf der Unterlage 20 angeordneten Faserverbundstruktur 10 positioniert. Die Unterlage 20 und die Abdeckung 30 sind jeweils aus einem für elektromagnetische Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, durchlässigen und hitzebeständigen Material gebildet. Besonders bevorzugt sind die Unterlage 20 und die Abdeckung 30 jeweils als Platten aus Glas oder einer Glaskeramik ausgebildet.

Beispielsweise können die Abdeckung 30 und die Unterlage 20 jeweils als rechteckige Glasplatten mit einer Breite von 500 mm, 1000 mm, 1500 mm, 2000 mm oder mehr, und einer Länge von 1000 mm, 1500 mm, 2000 mm, 2500 mm oder mehr ausgebildet sein. Die Dicke der Glasplatte kann beispielsweise 2 mm, 3 mm, 5 mm oder mehr betragen.

Um eine einfachere Handhabung der Abdeckung 30 und der Unterlage 20 zu bieten, können diese jeweils an einem Tragrahmen befestigt sein. Der Tragrahmen kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein, und kann die Abdeckung 30 und die Unterlage 20 an ihren Seitenkanten vollständig oder teilweise umfassen. Entsprechend zeigt die Fig. 2A beispielhaft, dass an der Abdeckung 30 und der Unterlage 20 jeweils zwei Tragrahmenelementen 21 bzw. 31 angeordnet sind. Zur Handhabung der Abdeckung 30, insbesondere zum Positionieren der Abdeckung 30 über der Unterlage 20, können an dem Tragrahmen 31 seitliche Vorsprünge, Ausnehmungen oder dergleichen (nicht dargestellt) vorgesehen sein, welche es ermöglichen, dass entsprechende Haken oder andere Halteelemente (nicht dargestellt) den Tragrahmen 31 , und somit die

Abdeckung 30, in Eingriff nehmen können. Wird für die Abdeckung 30 und/oder die Unterlage 20 jeweils eine Glasplatte verwendet, kann die Glasplatte beispielsweise durch Verkleben mit den entsprechenden Tragelementen 21 , 31 fest verbunden sein. Andere Arten der Befestigung, wie Verschrauben, oder auch Klemmen in einer Nut, die in einem Tragelement 21 , 31 vorgesehen ist, und welche die Glasplatte beidseitig umfasst und klemmt, sind ebenfalls denkbar.

In Fig. 2A ist ebenfalls ein als Rohrleitungsabschnitt 61 ausgebildeter Durchgang dargestellt, der sich durch das Tragelement 31 hindurch erstreckt. Über diesen Rohrleitungsabschnitt 61 kann, wie nachfolgend näher beschrieben wird, der

Zwischenraum Z evakuiert und in Unterdruck versetzt werden.

Die Abdeckung 30 kann direkt auf die Unterlage 20, bzw. die auf der Unterlage 20 angeordnete Faserverbundstruktur 10 aufgelegt werden. Bevorzugt können jedoch Abstützungselemente (nicht dargestellt) vorgesehen werden, beispielsweise in Form elastisch komprimierbarer Abstandselemente, wie entsprechend bemaßte

Gummielemente, oder auch aktiv ansteuerbarer Aktuatorelemente, welche die

Abdeckung 30 so gegenüber der Unterlage 20 abstützen, dass nach Aufbringen der Abdeckung 30 über der Faserverbundstruktur 10 und der Unterlage 20 ein Spalt zwischen der Faserverbundstruktur 10 und der Abdeckung 30 verbleibt.

Anschließend kann die Anordnung aus Unterlage 20, Abdeckung 30 und dazwischen angeordneter Faserverbundstruktur 10 in einer Vakuumkammereinrichtung angeordnet werden, wie mit Bezug auf Fig. 2B gezeigt. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2B wird die Vakuumkammereinrichtung durch eine erste Kammerabdeckung 40 und eine zweite Kammerabdeckung 50 gebildet.

Die erste Kammerabdeckung 40 erstreckt sich dabei unterhalb der Unterlage 20, wobei die Unterlage 20 bzw. das Tragrahmenelement 21 der Unterlage 20 auf der ersten Kammerabdeckung 40 aufliegt, so dass eine erste Kammer K1 zwischen der ersten Kammerabdeckung 40 und der Unterlage 20 ausgebildet wird. Weiter ist ein

Dichtelement 41 vorgesehen, das zwischen der ersten Kammerabdeckung 40 und der Unterlage 20 bzw. dem Tragrahmenelement 21 der Unterlage 20 angeordnet ist, um die erste Kammer K1 gegenüber der Umgebung abzudichten.

Die zweite Kammerabdeckung 50 erstreckt sich oberhalb der Abdeckung 30, wobei die zweite Kammerabdeckung 50 auf der Abdeckung 30 bzw. dem Tragrahmenelement 31 der Abdeckung 30 aufliegt, so dass eine zweite Kammer K2 zwischen der zweiten Kammerabdeckung 50 und der Abdeckung 30 ausgebildet wird. Weiter ist ein

Dichtelement 51 vorgesehen, das zwischen der zweiten Kammerabdeckung 50 und der Abdeckung 30 bzw. dem Tragrahmenelement 31 der Abdeckung 30 angeordnet ist, um die zweite Kammer K2 gegenüber der Umgebung abzudichten. Die erste und die zweite Kammerabdeckung 40, 50 können beispielsweise jeweils als Stahl- oder Aluminiumplatten ausgebildet werden.

Um zu verhindern, dass durch die Last der zweiten Kammerabdeckung 50 die

Abdeckung 30 gegen die Unterlage 20 gedrückt wird, sind bevorzugt Abstandselemente (nicht dargestellt) vorgesehen, die beispielsweise als entsprechend bemaßte Bolzen oder Abstandselemente ausgebildet und entlang des seitlichen Umfangs der Kammerabdeckung 50 angeordnet sein können, welche die zweite Kammerabdeckung 50 auf und gegenüber der ersten Kammerabdeckung 40 abstützen. Andere Formen der Abstützung und/oder Halterung der Kammerabdeckung 50 gegenüber der Kammerabdeckung 40 sind ebenfalls möglich.

Wie in der Fig. 2B weiter dargestellt, wird der Rohrleitungsabschnitt 61 über ein Ventil V1 und über einen weiteren Rohleitungsabschnitt 64 mit einer Vakuumpumpe 65 verbunden. Durch die ersten und zweiten Kammerabdeckungen 40, 50 hindurch sind ebenfalls als Rohrleitungsabschnitte 62, 63 ausgebildete Durchgänge ausgebildet, die über jeweilige Ventile V2, V3 ebenfalls mit dem Rohleitungsabschnitt 64 und über diesen mit der Vakuumpumpe 65 verbunden sind. Die Rohrleitungsabschnitte 62, 63 können jeweils über weitere Ventile V4, V5 mit der Umgebungsluft in Kommunikation gebracht werden.

Die Ventile V4, V5 sind oder werden in diesem Stadium geschlossen, und die Ventile V1 bis V3 sind oder werden geschlossen, um mitteis der Vakuumpumpe 65 die in dem Zwischenraum Z und die in den Kammern K1 und K2 jeweils enthaltene Luft zu evakuieren und abzusaugen. In den Kammern K1 und K2, sowie in dem

Zwischenraum Z wird auf diese Weise ein Unterdruckzustand erzeugt.

Auf Grund der stabilen Ausführung der Kammerabdeckungen 40, 50 als Stahl- oder Aluminiumplatten können diese dem allein außen angreifenden Umgebungsdruck widerstehen, ohne sich zu verformen. Die Abstützung und/oder Halterung der zweiten Kammerabdeckung 50 gegenüber der ersten Kammerabdeckung 40 verhindert dabei weiter, dass die zweite Kammerabdeckung 50 relativ zur ersten Kammerabdeckung 40 bewegt und auf diese gedrückt wird. Es kommt daher auch nicht zu einem

unerwünschten vorzeitigen Pressen der Abdeckung 30 auf die Unterlage 20.

Da in diesem Ausführungsbeispiel der Zwischenraum Z über die

Rohrleitungsabschnitte 61 , 62, 63, 64 mit den Kammern K1 und K2 in Verbindung steht, bildet sich in dem Zwischenraum Z und in den Kammern K1 und K2 jeweils ein Unterdruckzustand mit im Wesentlichen gleichem Druck aus. Es wird daher kein von der Kammer K1 in Richtung zur Faserverbundstruktur 10 gerichteter Flächendruck auf die Unterlage 20 ausgeübt, und es wird kein von der Kammer K2 in Richtung zur Faserverbundstruktur 10 gerichteter Flächendruck auf die Abdeckung 30 ausgeübt. Somit ist es möglich, einen Unterdruck in dem Zwischenraum Z zu erzeugen, ohne dass dadurch bereits eine Verlagerung der Abdeckung 30 relativ zur Unterlage 20 verursacht wird, und es kann somit ein Unterdruck in dem Zwischenraum Z aufgebaut werden, ohne dass die Faserverbundstruktur 10 komprimiert wird. Daher kann eine gute Entlüftung der lose liegenden, unkomprimierten Faserverbundstruktur 10 und insbesondere eine gute Absaugung von in der Faserverbundstruktur 10 enthaltenen Lufttaschen oder anderen Lufteinschlüssen bewerkstelligt werden. Es kann auf diese Weise bewerkstelligt werden, dass nahezu keine Restluft in Faserverbundstruktur 10 verbleibt, so dass im weiteren Verlauf die Faserverbundstruktur 10 zu einem im

Wesentlichen porenfreien Laminat konsolidiert werden kann. Wenn der Druck in dem Zwischenraum Z einen gewünschten Unterdruckzustand, beispielsweise einen gewünschten Zieldruck von 10 mbar oder 5 mbar erreicht hat, werden die Ventile V2 und V3 geschlossen, so dass die Rohrleitungsabschnitte 62, 63 von der Vakuumpumpe 65 getrennt werden. Anschließend werden die Ventile V4, V5 geöffnet, um Luft aus der Umgebung in die Kammern K1 und K2 einströmen zu lassen. In den Kammern K1 und K2 stellt sich folglich ein Druckniveau ein, das dem Luftdruck der Umgebung entspricht, und es entsteht eine entsprechende Druckdifferenz zu dem weiterhin im Unterdruck stehenden Zwischenraum Z. Dementsprechend übt nun der in der Kammer K1 herrschende Luftdruck eine Kraft auf die Unterlage 20 aus, und der in der Kammer K2 herrschende Luftdruck übt eine Kraft auf die Abdeckung 30 aus, so dass die Abdeckung 30 relativ zur Unterlage 20 bewegt wird und die

Faserverbundstruktur 10 zwischen der Abdeckung 30 und der Unterlage 20 gepresst und komprimiert wird, wie in Fig. 2C versinnbildlicht.

Nachdem die Faserverbundstruktur 10 derart entlüftet wurde, kann die Anordnung aus Unterlage 20, Abdeckung 30 und dazwischen angeordneter Faserverbundstruktur 10 bei weiterhin bestehendem Unterdruck in dem Zwischenraum Z aus der

Vakuumkammereinrichtung entnommen werden und im Bereich von Strahlungsquellen 14 zum Erwärmen der Faserverbundstruktur 10 angeordnet werden, wie in Fig. 2D gezeigt. Dabei können, wie in Fig. 2D gezeigt, Strahlungsquellen 14 vorgesehen sein, die oberhalb der Abdeckung 30 und unterhalb der Unterlage 20 angeordnet sind, und die eingerichtet sind, elektromagnetische Strahlung zur Erwärmung der

Faserverbundstruktur 10 abzugeben. Alternativ ist es ebenso möglich, nur eine Strahlungsquelle 14 oberhalb der Abdeckung 30 oder unterhalb der Unterlage 20 anzuordnen. Die Strahlungsquellen 14 sind bevorzugt als Infrarotlichtquellen ausgeführt. Die unterhalb der Unterlage 20 angeordnete Strahlungsquelle 14 kann optional auch in die Stützstruktur (nicht dargestellt) für die Unterlage 20 angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Strahlungsquellen 14 als Flächenstrahler ausgebildet, welche die Abdeckung 30 und/oder die Unterlage 20 im Wesentlichen ganzflächig und mit im Wesentlichen gleicher flächenbezogener Strahlungsdichte bestrahlen. Das in der Faserverbundstruktur 10 enthaltene Polymer wird nun schmelzflüssig und kann, unter Einwirkung des verpressenden Drucks von Abdeckung 30 und Unterlage 20, in etwaige noch verbliebene Hohlräume fließen und diese ausfüllen. Nachdem auf diese Weise die Faserverbundstruktur 10 verpresst und zu einem

Laminat, auch aus Tailored Blank bezeichnet, konsolidiert wurde, und nachdem das Laminat ausgekühlt ist, kann die Abdeckung 30 geöffnet werden. Dies kann auf einfache Weise geschehen, indem das Vakuum bzw. der Unterdruck in dem

Zwischenraum abgestellt und die Abdeckung 30 abgehoben wird.

Das Verfahren kann bevorzugt in einer Anlage (nicht dargestellt) zum Konsolidieren einer Faserverbundstruktur 10 ausgeführt werden, die eine Belade-/Entladestation, eine Heizstation und eine Kühlstation aufweist. In der Belade-ZEntladestation kann die Unterlage 20 beispielsweise für einen Bediener so zugänglich gemacht werden, dass der Bediener eine Faserverbundstruktur 10, wie beispielsweise ein im Tape lege verfahren gelegtes Tapegelege auf die Unterlage 20 platzieren kann. Über eine in der Anlage vorgesehene Halterung, die beispielsweise an dem Tragrahmen der Abdeckung 30 angreifen kann, wird die Abdeckung 30 auf oder über der Unterlage 20 platziert, so dass die Faserverbundstruktur 10 wie vorstehend mit Bezug auf Fig. 2A beschrieben sich weiter mittels der Dichteinrichtung 15 abgedichteten Zwischenraum Z befindet. Die Unterlage 20 kann dann, zusammen mit der darauf angeordneten Faserverbundstruktur 10 sowie der ebenso darüber angeordneten Abdeckung 30, zu der Heizstation bewegt werden, in der die Faserverbundstruktur 10 von den

Strahlungsquellen 14 bestrahlt und erwärmt wird, beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich zwischen 200 und 400 °C, abhängig vom Imprägnierpolymer, bis der Kern der Faserverbundstruktur 10 schmelzflüssig ist. In der Heizstation kann dabei vorgesehen sein, dass ein Hubtisch angeordnet ist, der vorzugsweise mit einer flachen Tischfläche ausgebildet ist, um die Unterlage 20 von einer (nicht dargestellten) Fördereinrichtung, die für den Transport in der Anlage sorgt, abzuheben und so in eine wohldefinierte Position zu verbringen.

Nach erfolgter Verpressung wird, vorzugsweise bei weiter angelegtem Vakuum, die Gesamtheit aus Unterlage 20, Abdeckung 30 und dazwischen gepresster

Faserverbundstruktur 10 zur Kühlstation bewegt.

In der Kühlstation kann eine erste Kühlplatte, beispielsweise in Form eines Kühltischs, vorgesehen sein, auf welche die Unterlage 20 abgelegt wird, oder die angehoben werden kann, um in Kontakt mit der Unterlage 20 gebracht zu werden. Ebenfalls kann eine zweite Kühlplatte vorgesehen sein, die von oben her in Kontakt mit der

Abdeckung 30 gebracht wird. Alternativ kann die erste Kühlplatte bzw. der Kühltisch die Unterlage 20 so weit anheben, bis die Abdeckung 30 in Kontakt mit der zweiten Kühlplatte gebracht wird. Mit den Kühlplatten werden die Abdeckung 30 und die Unterlage 20, sowie mittelbar die Faserverbundstruktur 10 abgekühlt, beispielsweise bis die Faserverbundstruktur 10 im Kern auf eine Temperatur unter 150 °C, bevorzugt unter 100 C abgekühlt ist und das Imprägnierpolymer verfestigt.

Bevorzugt kann weiter vorgesehen sein, dass die erste und die zweite Kühlplatte als Pressplatten einer Presse arbeiten können, derart, einen vorgegebenen Pressdruck auf die Anordnung aus Unterlage 20, Abdeckung 30 und der dazwischen platzierten Faserverbundstruktur 10 auszuüben. Auf diese Weise ist es möglich, auch während der Zeit in der Kühlstation die Faserverbundstruktur 10 im verpressten Zustand zu halten, und so zu verhindern, dass die Faserverbundstruktur 10 möglicher Weise expandiert und so in unerwünschter Weise ihre gewünschte Form verliert, und/oder für eine weitere Verpressung der Faserverbundstruktur 10 zu sorgen. Anschließend kann die Gesamtheit aus Unterlage 20, Abdeckung 30 und dazwischen gepresster Faserverbundstruktur 10 zur Belade-/Entladestation bewegt werden, in der die Abdeckung 30 abgehoben werden und der Bediener die fertig zum Laminat konsolidierte Faserverbundstruktur 10 entnehmen kann.

Um eine übermäßige Kompression der Faserverbundstruktur 10 zu vermeiden, kann, weiter bevorzugt vorgesehen sein, Anschlagstücke (nicht dargestellt) zwischen der Abdeckung 30 und der Unterlage 20 und/oder zwischen den entsprechenden

Tragrahmenelementen 31 , 21 vorzusehen. Die Anschlagstücke sind in ihrer Höhe entsprechend der Zieldicke der konsolidierten Faserverbundstruktur 10 bemessen. Die Anschlagstücke können beispielsweise aus einem Metall gefertigt sein. Bevorzugt sind die Anschlagstücke jedoch aus einem temperaturfesten Kunststoffmaterial, insbesondere mit geringer spezifischer Wärmekapazität ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass diese Anschlagstücke sich beim Abkühlen der Faserverbundstruktur 10 ebenfalls rasch abkühlen und es nicht zu einem Effekt kommt, dass die

Anschlagstücke über den Kühlprozess hinaus heiß bleiben und bei einem nächsten Einbringen einer Faserverbundstruktur 10 diese vorzeitig und unerwünscht lokal erhitzt, was zu einer ungleichmäßigen Verpressung und Konsolidierung führen könnte. Wieder mit Bezug auf Fig. 2B kann vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Dichtelemente 41 , 51 , welche die Kammern K1 , K2 abdichten, weiter außen platziert sind als das Dichtelement 15, welches den Zwischenraum Z abdichtet. Dies hat zur Folge, dass der in dem Zwischenraum Z herrschende Druckzustand auf eine relativ kleinere Fläche wirkt, nämlich der von dem weiter innen liegenden Dichtelement 15 begrenzten Fläche, als der in den Kammern K1 , K2 herrschende Druckzustand (mit insbesondere gleichem Druck), welcher jeweils auf die Fläche wirkt, welche von den weiter außen angeordneten Dichtelementen 41 , 51 wirkt. Auf die jeweils außerhalb der Dichtelemente 15, 41 , 51 gelegenen Flächenabschnitten wirkt entsprechend der Umgebungsdruck. Dies wird mit Bezug auf Fig. 5A und 5B näher erläutert.

Fig. 5A und 5B zeigen schematisch ein Dichtelement 51 , das auf der Abdeckung 30 (genauer zwischen der Abdeckung 30 und der in Fig. 5A, 5B nicht dargestellten zweiten Kammerabdeckung 50) positioniert ist, um eine umlaufende Abdichtung bereitzustellen. Hierbei zeigt die Fig. 5A eine schematische Ansicht von der Seite und die Fig. 5B eine schematische Ansicht von oben. Die von dem Dichtelement 51 eingeschlossene Fläche soll hier als Wirkfläche W2 bezeichnet werden. Diese

Wirkfläche W2 entspricht der flächigen Ausdehnung der Kammer K2, in welcher bei Evakuierung der reduzierte Druck P _R herrscht. Mit anderen Worten ist die Wirkfläche W2 die Fläche, über der der reduzierte Druck P _R in der Kammer K2 auf die Abdeckung 30 einwirkt.

Ebenso ist ein Dichtelement 15 gezeigt, das unterhalb der Abdeckung 30 (genauer zwischen der Abdeckung 30 und der in den Fig. 5A, 5B nicht dargestellten Unterlage 20) positioniert ist, um eine umlaufende Abdichtung bereitzustellen. Die von dem Dichtelement 15 eingeschlossene Fläche soll hier als Wirkfläche WZ bezeichnet werden. Diese Wirkfläche WZ entspricht der flächigen Ausdehnung des

Zwischenraums Z, in welcher bei Evakuierung ebenfalls ein reduzierter Druck P _R herrscht. Mit anderen Worten ist die Wirkfläche WZ die Fläche, über der der reduzierte Druck P _R in dem Zwischenraum Z auf die Abdeckung 30 einwirkt.

Außerhalb der von den Dichtelementen 15, 51 jeweils abgedichteten Bereiche herrscht der Umgebungsdruck. Für die Abdeckung 30, deren Gesamtfläche hier als A bezeichnet werden soll, bedeutet dies, dass verschiedene Druck- und Gewichtskräfte angreifen. So wirkt die Gewichtskraft F _G der Abdeckung 30 in Richtung nach unten. Ebenfalls wird durch den reduzierten Druck P _R im Wirkbereich W2 eine nach unten gerichtete Kraft auf die Abdeckung 30 ausgeübt, die dem Produkt aus der Fläche, hier dem Wirkbereich W2, und dem Druck, hier P _R , entspricht, mithin F = W2 ^* P _R . Im Außenbereich (relativ zum Dichtelement 51 ), der einer Fläche A-W2 entspricht, herrscht der Umgebungsdruck P _(J , so dass im Außenbereich eine nach unten gerichtete Kraft F = (A-W2) ^* Pu ausgeübt wird. Von der Unterseite der Abdeckung 30 wirkt entsprechend eine nach oben gerichtete Kraft, die von dem reduzierten Druck P _R im Wirkbereich WZ hervorgerufen wird, mithin F = WZ ^* P _R , sowie auf Grund des Umgebungsdrucks im Außenbereich (relativ zum Dichtelement 15), der einer Fläche A-WZ entspricht, eine nach oben gerichtete Kraft F

= (A-WZ) ^* Pu. Als resultierende nach unten gerichtete Kraft F _res ergibt sich somit:

F _res = F _G + W2 ^* P _R + (A-W2) ^* Pu - WZ ^* P _R - (A-WZ) ^* Pu

= F _G + (W2-WZ) ^* P _R - (W2-WZ) ^* Pu

Die resultierende Kraft F _res wird somit nur durch die Flächendifferenz der Wirkflächen bestimmt. Wird die Differenz W2-WZ als AW und die Differenz zwischen

Umgebungsdruck und reduziertem Druck Pu - P _R als ΔΡ geschrieben, kann F _res angegeben werden wie folgt.

F _res = F _G - AW ΔΡ

Dieser Umstand kann sich vorteilhaft zu Nutze gemacht werden, um durch eine geeignete Wahl von ÄW die Gewichtskraft F _G für einen gewünschte Druckdifferenz ΔΡ, die einem Zustand teilweiser oder vollständiger Evakuierung entsprechen kann, zu kompensieren, so dass die resultierende Kraft F _res zu Null wird. Für diesen Fall kann AW bestimmt werden als:

AW = F _G / AP

Für eine Abdeckung 30 aus Glas, mit einem spezifischen Gewicht von 2,5 g/cm ³ , einer Fläche A von 2 m ² und einer Dicke von 10 mm ergibt sich beispielsweise ein Gewicht von 50 kg, entsprechend einer Gewichtskraft F _G von ca. 500 N. Um eine vollständige Kompensation dieser Gewichtskraft bei einer teilweisen

Evakuierung auf z.B. ungefähr dem halben Umgebungsdruck, vereinfacht als 500 mbar angenommen, zu erreichen, kann eine Wirkflächendifferenz AW von ca. 500 N / 0.5 ^* 100.000 N/m ² = 0.010 m ² = 100 cm ² vorgesehen werden. Wird die Evakuierung weiter fortgesetzt, so steigt die Druckdifferenz AP, und es findet folglich eine Überkompensation statt, so dass erreicht werden kann, dass die

Abdeckung 30 von der Faserverbundstruktur 10 weg gedrückt wird. Eine entsprechende Ausgestaltung kann vorteilshaft entsprechend auch bezüglich des Dichtelements 41 zwischen der ersten Kammerabdeckung 40 und der Unterlage 20 vorgesehen werden. Durch diese Anordnung, insbesondere einer geeigneten Wahl einer

Wirkflächendifferenz AW, kann erreicht werden, dass auf die Abdeckung 30 und die Unterlage 20 jeweils auf Grund der unterschiedlichen Flächendruckkräfte eine resultierende Kraft F _res wirkt, welche die Abdeckung 30 und die Unterlage 20 jeweils von der Faserverbundstruktur 10 weg drückt und so zusätzlich einer Komprimierung entgegenwirkt. Dies ist vorteilhaft, da sich auf diese Weise eine verbesserte

Absaugung von Lufteinschlüssen aus der Faserverbundstruktur 10 erzielen lässt.

Ergänzend oder alternativ kann auch vorgesehenen werden, mehrere Vakuumpumpen 65 zu verwenden, beispielsweise eine Vakuumpumpe 65, welche mit dem

Zwischenraum Z verbunden wird und diese absaugt, und eine zweite Vakuumpumpe 65, welche mit den Kammern K1 und K2 verbunden wird und diese gemeinsam absaugt. Ebenso ist es denkbar, für jede der Kammern K1 , K2 eine gesonderte Vakuumpumpe 65 vorzusehen. Die unterschiedlichen Vakuumpumpen 65 können nun vorteilhafter Weise so betrieben, insbesondere angesteuert und/oder geregelt werden, dass sich in dem Zwischenraum Z und den Kammern K1 , K2 unterschiedliche Druckzustände einstellen. Insbesondere kann beispielsweise vorgegeben werden, dass der Druck in dem Zwischenraum Z wenigstens 1 mbar, 2 mbar, 5 mbar oder 10 mbar größer ist als der Druck in den Kammern K1 , K2. Durch diese unterschiedlichen Drücke ergeben sich an der Abdeckung 30 und an der Unterlage 20 wiederum unterschiedliche Flächendruckkräfte, die sich in einer resultierende Kraft äußern, welche die Abdeckung 30 und die Unterlage 20 jeweils von der Faserverbundstruktur 10 weg drückt und so zusätzlich einer Komprimierung entgegenwirkt. Dies ist vorteilhaft, da sich auf diese Weise eine verbesserte Absaugung von Lufteinschlüssen aus der Faserverbundstruktur 10 erzielen lässt.

Im Vorstehenden wurde mit Bezug auf die Fig. 2A bis 2D eine bevorzugte

Ausführungsform beschrieben, in welcher durch zwei Kammerabdeckungen 40, 50 zwei Kammern K1 , K2 ausgebildet wurden, die jeweils einer von der Abdeckung 30 und der Unterlage 20 benachbart gelegen ausgebildet werden. Dies ist jedoch nicht beschränkend, und es sind ebenfalls andere Ausführungsformen denkbar.

So ist es ebenfalls denkbar, wie in Fig. 3 gezeigt, beispielsweise nur die zweite Kammerabdeckung 50 vorzusehen, welche benachbart der Abdeckung 30 angeordnet ist. Die Unterlage 20 kann in diesem Fall bevorzugt mit einer größeren Materialdicke ausgebildet werden, beispielsweise mindestens doppelt so dick wie die Abdeckung 30, und/oder mit einer vom eingesetzten Material und der Fläche der Unterlage 20 abhängig gewählten Mindestdicke, um eine hinreichende Steifigkeit gegenüber einem Durchbiegen auf Grund des im Zwischenraum Z herzustellenden Unterdrucks zu erzielen.

In einer nochmals weiteren Ausführungsform kann, wie in Fig. 4 gezeigt, vorgesehen werden, dass ein Vakuumgehäuse 67 bereitgestellt wird, in welches die Unterlage 20 und die Abdeckung 30 vollständig eingebracht werden, so dass das Vakuumgehäuse 67 die Anordnung aus Abdeckung 30, Unterlage 20 und dazwischen angeordneter Faserverbundstruktur 10 vollständig umhüllt.

Bezuqszeichenliste P1578:

1 , 10 Faserverbundstruktur

2, 20 Unterlage

3, 30, Abdeckung

4, 14 Strahlungseinrichtung

5, 15 Dichtelement

6 Rohrstutzen

21 Tragrahmenelement 31 Tragrahmenelement

40 Kammerabdeckung

41 Dichtelement

50 Kammerabdeckung

51 Dichtelement

61 , 62, 63, 64 Rohrleitungsabschnitt

65 Vakuumpumpe

67 Vakuumgehäuse

A Fläche der Abdeckung

F Kraft

F _G Gewichtskraft

F _res resultierende Kraft

P _R reduzierter Druck

Pu Umgebungsdruck

K1. K2, K3 Kammer

V1 , V2, V3, V4, V5 Ventil

W2, WZ Wirkflächen

Z Zwischenraum