Konfektionstechnisches Verfahren, ein Spannmodul und ein Nähguthalter zur Gestaltung von textilen Vorformlingen zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoff-Bauteilen Die Erfindung betrifft ein konfektionstechnisches Verfahren zur Gestaltung von textilen Vorformlingen zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoff-Bauteilen unter der Verwendung von textilen Zuschnitten als Ausgangsmaterial nach den Oberbegriffen der Verfahrensansprüche. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Spannmodul zur Ausbildung eines Flansches an einem textilen Vorformling sowie einen Nähguthalter zur Aufnahme eines textilen Vorformlings.

Für die Herstellung von faserverstärkten Kunststoff-Bauteilen aus textilen Halbzeugen sind kosteneffiziente textile Vorformlinge, sogenannte Preformen, in reproduzierbarer Qualität vorgesehen, welche der Endkontur des Kunststoff- Bauteils weitestgehend angenähert sind (near net shape). Die textilen Vorformlinge werden durch zumindest ein Gelege, Gewebe oder ein Gestrick, also allgemein ein textiles Flächengebilde gebildet. Die Vorformlinge werden beispielsweise zur Herstellung integralverstärkter Beplankungsfelder verwendet.

Für die qualitätsgerechte Herstellung der Preformen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik Verfahren bekannt, welche die Herstellung von geraden und gekrümmten Verstärkungsprofilen mit variablen Flansch-, Steg-und Fußabmessungen zum Inhalt haben. Mit diesen Verfahren kann eine Reihe von Profiltypen hergestellt werden.

Bei der Herstellung von faserverstärkten Kunststoff-Bauteilen aus textilen Halbzeugen nach dem Stand der Technik werden diese mit Hilfe von textilen Techniken gewebt, geflochten, gestickt sowie konfektioniert, d. h. zugeschnitten, vernäht und in einem separaten Verarbeitungsschritt zur weiteren Verarbeitung dann mit Harz infiltriert. Nachteilhaft wirken sich beispielsweise die geringeren Bauteilsteifigkeiten geflochtener Strukturen aus. Des weiteren können komplexe Strukturen mit lokalen Aufdickungen und veränderlichen Profilquerschnittsabmaßen nur schwer und in aufwendiger Handarbeit gefertigt werden. Eine Reproduzierbarkeit in konstanter Qualität ist nur mit hohem Aufwand realisierbar.

Um textile Preformen reproduzierbar fertigen zu können, sind Vorkehrungen zu treffen, die die Handhabung der Textilien bei den einzelnen Verarbeitungsschritten gegen irreversible Verzerrungen schützen. Die elastische und reversible Verformungsfähigkeit von Textilien beeinträchtigt die formgebenden Verarbeitungsschritte. Es ist daher darauf zu achten, daß bei allen Operationen die Textilien spannungsfrei, d. h. frei von äußeren Kräften ver-und bearbeitet werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein konfektionstechnisches Verfahren bereit zu stellen, mit dem eine große Vielfalt von Vorformlingen herstellbar ist.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, Vorrichtungen zur Durchführung von konfektionstechnischen Verfahren bereit zu stellen, mit denen eine große Vielfalt von Vorformlingen herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Weitere Ausführungsformen sind in deren Unteransprüchen angegeben.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Reihe von Querschnittsgeometrien in gekrümmter und gerader Ausführung hergestellt werden.

Des weiteren werden an beliebiger Position Verstärkungslagen eingearbeitet ; Veränderungen in den Querschnittsabmessungen werden realisiert, eine reproduzierbare Qualität der Preformen wird mit dieser Methode gewährleistet.

Die Technik erlaubt es, dreidimensionale Preformen aus mehreren Lagen unterschiedlicher Textilien aufzubauen und damit die elasto-mechanischen Eigenschaften festzulegen, an beliebiger Stelle Verstärkungslagen einzuarbeiten, die Querschnittsabmessungen an beliebiger Position zu verändern, eine Krümmung in Längsrichtung herzustellen und zweidimensionale Textilien reproduzierbar zu dreidimensionalen textilen Preformen zu verarbeiten.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß Preformen in gerader und gekrümmter Form in einer Reihe von Querschnittsformen in reproduzierbarer Qualität hergestellt werden können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß lokale Aufdickungen und Veränderungen in den Querschnittsabmessungen realisiert werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Figuren beschrieben, die zeigen : Figur 1a eine Darstellung einer Ausführungsform eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren textilen Vorformlings oder einer Sub-Preform im Querschitt, die einen Steg und einen Flansch aufweist, Figur 1 b eine weitere Ausführungsform für die Profilform, die zusätzlich einen Fuss aufweist, um ein LZ-Profil zu bilden, Figur 1 c eine weitere Ausführungsform für die Profilform, die als Z-Profil ausgebildet ist, Figur 1d eine weitere Ausführungsform für die Profilform, die zwei durch einen Steg miteinander verbundene Flansche aufweist, Figur 1 e eine weitere Ausführungsform für die Profilform, die aus einem Steg und einem Fuß gebildet ist, Figur 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer ersten Positionier-und Näheinrichtung zum gegenseitigen Fixieren der Lagen des textilen Halbzeugs im Flansch oder Stegbereich, Figur 3a ein Querschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannmoduls, Figur 3b eine perspektivische Darstellung eines Teils einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannmoduls in der Gestaltung mit einer flexiblen Klemmschiene sowie ein Ausschnitt eines in dieses eingespannten Vorformlings, Figur 4 eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines Formelements und ein daran zum Teil angelegtes Spannmodul, das zur Ausbildung einer Krümmung in Längsrichtung des herzustellenden Vorformlings das Spannmodul zum Teil angelegt ist, Figur 5a eine Draufsicht auf ein an ein Formelement angelegtes Spannmodul, Figur 5b perspektivische Dateil-Darstellung einer an ein Formelement angelegte Klemmschiene als Ausführungsform eines Spannmoduls mit einem Ausschnitt eines eingespannten Vorformlings, Figur 6a eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Nährahmens, in den ein Spannmodul eingesetzt ist, mit einer Haltevorrichtung, Figur 6b einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Nährahmens, in den ein Spannmodul eingesetzt ist, mit einer Haltevorrichtung, Figur 7 eine schematische Anordnung der der in der Figur 5a gezeigten Vorrichtungen mit Versteifungselementen zur Abstützung des Fußbereiches der Preform, Figur 8a einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Versteifungselementes für den Fußbereich eines Vorformlings, Figur 8b eine Ausführungsform eines Abstandhalters zum Gestalten des Fußbereiches eines Vorformlings, Figur 9 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Ausführungsform des Versteifungselementes nach Figur 8a, Figur 10 eine Querschnittdarstellung eines Nähguthalters, der für in Längsrichtung geradlinig gestaltete Vorformlinge vorgesehen ist, mit einem Spannmodul und einer Haltevorrichtung.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Kunststoff-Bauteile hergestellt, die in ihrer Längsrichtung gekrümmt oder gerade sein können und die ein winkliges Profil, insbesondere eine der in den Figuren 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e dargestellten Profilformen aufweisen können. Weitere Formen lassen sich durch Zusammensetzen der dargestellten Profilformen fertigen. Figur 1 a zeigt ein Profil 1 mit einem bezüglich der Höhenerstreckung ersten End-oder Randbereich 1a und einem zweiten End-oder Randbereich 1 b sowie mit einem bezüglich der axialen oder Längs-Richtung ersten 1c und zweiten 1d Ende (nicht in den Darstellungen der Figuren 1 a, 1 b, 1 c, 1 d, 1 e sichtbar). Das Profil 1 weist einen Steg 2 mit seinen Enden 2a, 2b und einen Flansch 3 an einem seiner Enden 2a bzw. 2b auf. Figur 1 b zeigt ein Profil 4, dessen Steg 2 ebenfalls einen Flansch 3 an seinem ersten Ende 2a und einen Fuß 5 an seinem zweiten Ende 2b aufweist. Das in der Figur 1 c dargestellte Profil 6 mit dem Steg 2 weist zwei Flansche 3 auf, von denen einer von einem Ende 2a, 2b in jeweils entgegengesetzter Richtung senkrecht wegragt. Bei dem Profil 7 der Figur 1 d ragen die Flansche 3 gleichgerichtet zueinander von dem Steg 2 weg. Figur 1 e zeigt ein Profil 8 mit nur einem Fuß 5.

Zur Orientierung ist in der Figur 1 ein Koordinatensystem 9 dargestellt, das die Längsrichtung 9a oder z-Richtung des Profils 1, dessen Höhen-oder y-Richtung 9b und dessen Breiten-oder x-Richtung 9c definiert.

Die dargestellten Flansche 3 und Füsse 5 können senkrecht oder winklig vom jeweiligen Steg 2 wegragen. Die dreidimensionale Gestalt des Endprodukts bzw. der Preform, aus der das Endprodukt hergestellt wird, bestimmt die flächige Form des Halbzeugs sowie den Verlauf von Nähten, die an geeigneten Stellen die Lagen des Halbzeugs zueinander fixieren. Auch können die herzustellenden Produkte in ihrer Längsrichtung kurvig oder gekrümmt oder geradlinig verlaufen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Preform aus zumindest zwei Lagen von zugeschnittenen textilen Halbzeugen hergestellt. Diese werden in eine Fixiereinrichtung (Positioniereinrichtung) 11 eingelegt, positioniert und in einem Fixiervorgang vernäht, um die zumindest zwei Lagen zueinander in einem Bereich für nachfolgende Drapierschritte zu fixieren (Figur 2), der bei der herzustellenden Preform ein Bereich verhältnismäßig geringer Verformung ist. Ein solcher Bereich kann bei einem Vorformling mit einem Flansch oder Fuß insbesondere der Stegbereich sein. Ein Bereich geringer Verformung ist ein Bereich, in dem Umform- Operationen keine Veränderung der Faser-Orientierung verursachen. Lokale Verstärkungen, soweit vorhanden, werden ebenfalls in diesem Schritt eingelegt und durch den Fixiervorgang angeheftet. Dadurch wird das Halbzeug zu einer Sub- Preform oder Preform 20. Ein Flansch 3 wird mit Hilfe einer Klemmschiene geformt (Figuren 3a und 3b). Zur Bewerkstelligung einer Krümmung des Halbzeugs in dessen Längsrichtung wird die Klemmschiene mit der eingespannten Sub-Preform an einen Formbogen angelegt (Figuren 4,5a und 5b). Ein Fuß 5 wird durch Auseinander-Kanten eines Teils der Sub-Preform 20 an einer Längslinie gebildet (Figur 7). Nach Formung der Preform aus einer Sub-Preform, soweit die Preform nicht schon die Sub-Preform ist, wird die Preform z. B. in einer entsprechenden Form mit Harz infiltriert, urn das herzustellende Kunststoff-Endprodukt zu bilden.

Die textilen Zuschnitte oder Halbzeuge 10 umfassen in ihrem Ausgangszustand mehrere Lagen von textilen Flächengebilden in Form von Gelegen, Gesticken oder Geweben. Der Einsatz der entsprechenden textilen Halbzeuge 10 hängt von deren Drapierfähigkeit ab, d. h. der Verformbarkeit der Lagen des Vorformlings bei der Ausbildung von Verzerrungen und Krümmungen an demselben. Das textile Halbzeug muß sich so umformen lassen, daß in der Endposition keine Verwerfungen bzw. Falten im Material auftreten, weiche die mechanischen Eigenschaften negativ beeinflussen.

Das textile Halbzeug 10 ist zunächst in eine Form zu schneiden, aus der ein Vorformling 20 und daraus das Kunststoff-Endprodukt gebildet werden kann. Diese Ausgangsform stellt vorzugsweise die abgewickelte Fläche des Endprodukts dar, unter Berücksichtigung der durch die Drapierung verursachten Effekte, z. B.

Vorhaltung von zusätzlichem Material. Die Ausgangsform stellen Lagen eines textilen Halbzeugs dar, aus denen durch Zuschneiden und Aufeinanderlegen ein Vorformling 20 gebildet wird, aus dem beispielsweise durch Aufkanten von Bereichen desselben oder von Bereichen einzelner Lagen oder durch Krümmung in Längsrichtung der zur Herstellung des Endprodukts geeignete Vorformling hergestellt wird. Dazu wird das textile Halbzeug 10 in eine Fixiereinrichtung 11 eingelegt. Dabei wird das textile Halbzeug 10 vorzugsweise derart eingelegt, daß eine in der Längserstreckung des Halbzeugs 10 verlaufende Längsseite 12 an einer Bezugs-oder Anlagekante 15 anliegt. Die Bezugs-oder Anlagekante 15 verläuft vorzugsweise in Längsrichtung 9a des Halbzeugs 10. Es können jedoch auch mehrere Bezugskanten 15 vorgesehen sein, beispielsweise wenn das textile Halbzeug 10 eine unregelmäßig verlaufende Längsseite oder Kante 12 aufweist.

Die Fixiereinrichtung 11 umfaßt Auflagebleche 17 mit einem in der Längsrichtung des Halbzeugs verlaufenden Nähfenster 18 und eine zwischen dem Nähfenster 18 und der Bezugskante 15 gelegenen ersten Auflagefläche 19a sowie einer auf der gegenüberliegenden Seite des Nähfensters 18 gelegenen zweiten Auflagefläche 19b. Die Fixiereinrichtung 11 kann weiterhin eine oder mehrere Einspann- Einrichtungen 16 aufweisen, die das Halbzeug 10 in ihrer vorbestimmten Lage fixieren. Diese sind vorzugsweise entlang der Bezugskante abschnittsweise oder durchgehend angeordnet.

Die Einspann-Einrichtung 16 kann auch anders als in der Figur 2 dargestellt gestaltet sein. Wesentlich ist die Erfüllung einer Einspannfunktion für einen Bereich des Vorformlings. Insbesondere kann die Einspann-Einrichtung 16 lösbar an der Fixiereinrichtung 11 angeordnet sein. Auch kann statt der Einspann-Einrichtung 16 ein für nachfolgende Schritte verwendbares Spannmodul 21 verwendet werden.

In der Fixiereinrichtung 11 werden die Lagen des Halbzeugs 10 innerhalb des Nähfensters 18 nach dem Stand der Technik mit einer CNC-gesteuerten Doppelsteppstich-Nähmaschine durch mindestens eine Naht 13 miteinander vernäht.

Um aus dem vernähten textilen Halbzeug 10 eine Sub-Preform oder eine Preform oder einen Vorformling 20 zu bilden, die schon mehr dem Endprodukt ähnelt bzw. diesem schon gleicht und die im folgenden kurz als (Sub-) Preform 20 bezeichnet wird, kann das vernähte textile Halbzeug 10 aus der Fixiereinrichtung 11 entfernt und in ein Spannmodul 21 eingepaßt werden. Es kann stattdessen auch die Einspann-Einrichtung 16 in den nachfolgenden Schritten weiterverwendet werden.

Dies ist insbesondere dann angebracht, wenn kein Flansch am Vorformling auszubilden ist. In einer alternativen Vorgesehensweise wird das Spannmodul 21 in der FixierEinrichtung 11 verwendet. Das Spannmodul 16 weist in einer bevorzugten Ausführungsform eine in Längsrichtung 9a der (Sub-) Preform 20 verlaufende Klemmschiene 21 a auf, deren Längsrichtung mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnet ist. Die Klemmschiene 21 a weist ebenfalls eine Anlage-oder Bezugskante 23 zur Bildung eines Flanschbereichs 24 auf, an der die entsprechende Seite des Halbzeugs 10, vorzugsweise dessen Längsseite 12 zur Anlage gebracht wird. Die Klemmschiene 21a als Bestandteil des Spannmoduls 21 kann mehrere entlang der Längsrichtung 22 angeordnete Haltevorrichtungen 25 aufweisen, die vorzugsweise als Klemmvorrichtungen oder Klemmbacken 25 gestaltet sind, die vorzugsweise im gleichmäßigen Abstand voneinander an einer vorzugsweise flexiblen Klemmschiene oder einem Federstahlband 26 angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Klemmvorrichtungen mittels Verbindungselementen oder durch Klebeverbindungen aus dem Federstahlband 26 befestigt. Diese Klemmvorrichtungen 25 können dabei eine vordere Fläche 27, die dem Stegbereich 2 zugewandt ist, und eine hintere Fläche 28 aufweisen. Zur Bewerkstelligung einer Verklemung des Vorformlings werden beide Flächen 27,28 durch einen Mechanismus (nicht näher beschrieben) relativ zueinander bewegt. Die Klemmvorrichtungen 25 haben die Funktion, die Sub-Preform bzw. Preform 20 in einer Soll-Lage gegenüber der Anlagekante 23 zu halten.

Das Spannmodul 21 ist dazu vorgesehen, an dem von den Klemmbacken 25 fixierten Ende des Vorformlings 20, in der Figur 3a und 3b ist dies beispielhaft das Ende 1a, einen Flansch 3 zu formen. Dazu wird in einem Schritt 30 die Sub-Preform bzw. Preform 20 um eine vorbestimmte Linie in Längsrichtung 22 um einen vorbestimmten Winkelbetrag,. beispielsweise um 90°, gekantet, um den Vorformling oder die (Sub-) Preform 20 der Form des herzustellenden Produkts, also beispielsweise einer der in den Figuren 1 a bis 1 e dargestellten Formen, anzunähern. Die sich durch das Kanten ergebende Knick-oder Kantenlinie 31 des zu bildenden Flansches hängt von der Form der Klemmvorrichtungen 25 quer zur Längsrichtung 22 ab. Diese erstrecken sich bis zu der Kantenlinie 31, so daß das Kanten 30 durch Andrücken der an den Klemmvorrichtungen 25 anliegenden Bereiche der (Sub-) Preform 20 an die z. B. rechtwinklig sich anschließende Fläche der vorderen Fläche 27 der Klemmvorrichtung 25 bewerkstelligt wird.

Die voranstehend beshriebene Bildung eines Flansches am Vorformling unterbleibt, wenn das herzustellenden Produkt keinen Flansch aufweist. Je nach dem herzustellenden Produkt kann stattdessen die Bildung eines Fusses vorgesehen sein.

Danach wird der Vorformling 20 an eine Anlagefläche eines Formelementes 41 angelegt, um den eingespannten Randbereich in dem Soll-Winkel abzustützen.

Wenn das herzustellende Produkt in seiner Längsrichtung 9a in bestimmter Weise gekrümmt sein soll, wird in einem Schritt 40 oder einem Drapierprozeß das Spannmodul 21 flexibel gestaltet. Bei der bevorzugten Ausführungsform des Spannmoduls 21 mit einer Klemmschiene 21 a ist diese in ihrer Längsrichtung 22 flexibel als Federstahlband 26 gestaltet. Das Spannmodul 21 wird zur Ausbildung einer in Längsrichtung 22 verlaufenden Krümmung an einer Anlagefläche eines Formelements 41, das in diesem Falls als Formbogen geformt sein kann, zur Anlage gebracht. Der Formbogen 41 weist eine Anlagefläche 42 auf, die über ihre Längsrichtung 42a eine Krümmung aufweist, die der vorbestimmten Krümmung des herzustellenden Produkts entspricht (beispielhaft in der Figur 5a ddargestellt).

Dieser Schritt des Anlegens eines Randbereichs des Vorformlings an eine Anlagefläche des Formelementes kann auch erfolgen, wenn kein Flansch vorgesehen ist, sondern z. B. ein Fuß an dem Randbereich, der dem eingespannten Bereich gegenüber liegt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Krümmung in Längsrichtung 22 erreicht werden soll.

Das Formelement 41, oder auch der Formbogen, ist schematisch beispielsweise in der Figur4 eingezeichnet, um den Zustand beim Drapieren oder Anlegen 40 darzustellen. Unterhalb des Formbogens 41 befindet sich in der dargestellten Ausführungsform ein zusätzliches Auflagefläche 55, das einen bestimmten Winkel zur Anlagefläche 42 einnimmt, um eine Abstützung in diesem Winkel zu erreichen und ein Abklappen der Sub-Preform 20 aus der gewünschten Winkeligkeit zu verhindern. Das Auflagefläche 55 weist dabei eine zum Vorformling 20 hin gewandte Auflagefläche 52a auf, auf der das End-bzw. Anfangsstück des Steges 2 aufliegt.

Der Zustand, in dem die Klemmschiene 21 a mit dem flexiblen Federstahlband 26 an ein Formelement in Form eines Formbogens 41 angelegt ist, ist in der Figur 5a und 5b dargestellt. Die Befestigung der Klemmschiene 21 a am Formbogen 41 kann mittels Fixier-oder Befestigungsmittel oder auch auf andere Weise erfolgen, z. B. mittels Klebeverfahren. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt die Befestigung direkt mit Klemmstücken 25 an der Fläche 42 und/oder durch das Federstahlblech 26 mit der zum Flansch abgewandten Fläche an der Fläche 42. Die Befestigung erfolgt lösbar, beispielsweise durch einen Klettverschluss.

Die durch den Formbogen 41 vorgegebende Krümmung macht ein Drapieren der Sub-Preform 20 im Stegbereich erforderlich. Der drapierte Bereich ist anschließend durch z. B. Nähen zu fixieren.

Der Vorformling 20 mit dem ersten 1 b und dem zweiten 1 b Randbereich wird in einen Nährahmen oder Nähguthalter 52 eingesetzt, um die Lagen des Vorformlings durch Vernähen zu fixieren. Der Nährahmen 52 ist derart beschaffen, daß der Vorformling 20 an einem ersten Randbereich 1 a mit der zuvor verwendeten Fixiereinrichtung bzw. Spannmodul 21 aufgenommen werden kann.

Eine Ausführungsform des Nährahmens 52 mit einem Formelement 41 mit gekrümmter Anlagefläche 42 (vgl. Figur 4) ist in der Figur 6b dargestellt. Gegenüber dem Spannmodul 21 ist eine Haltevorrichtung 54 zum Fixieren des dem Flanschbereich 3 gegenüberliegenden Randbereiches 1 b dargestellt. Die am erfindungsgemäßen Nährahmen beispielsweise vorgesehene Haltevorrichtung 54 kann je nach der zu bildenden Form des Randbereiches 1 b verschieden gestaltet sein. In der Ausführungsform der Figur 6b ist die Haltevorrichtung 54 in einer Ausführungsform 54a dargestellt, mit der die Ausbildung eines Fusses 5 am Randbereich 1 b durchgeführt werden kann. Zur Fußbildung oder Stegfixierung sind dabei mehrere entlang der Krümmung angeordnete Haltevorrichtungen 54 eingesetzt (siehe Figur 6a).

In der Darstellung nach der Figur 6a und 6b ist dieser mit einem Spannmodul 21 mit der Klemmschiene 21 a und dem Formbogen in einen Nährahmen 52 zur Bildung und zum Vernähen in Längsrichtung gekrümmter Vorformlinge 20 mit einem Flansch 3 eingesetzt. Die Bauweise der Vorrichtung richtet sich nach der Zugänglichkeit des anzuwendenden Nähverfahrens.

Die in der Figur 6b dargestellte, für in Längsrichtung gekrümmte Vorformlinge vorgesehene Ausführungsform des Nährahmens 52 mit mehreren Haltevorrichtungen 54 umfaßt eine erste Auflagefläche 55, die mit der Anlage-oder Auflagefläche 52a des Spannmoduls 21 identisch ist oder zusammenwirkt, und eine am zweiten Endbereich 1 b gelegene zweite Auflagefläche 56 mit einer Anlagefläche 52b auf. Die in der Figur 6b eingetragene Längsrichtung 53a des Vorformlings 20 entspricht der Längsrichtung 9a der Figur 1a, der Längsrichtung 22 bzw. 42a der Figur 4. Die Haltevorrichtungen 54 sind in der Längsrichtung 42a bzw. 53a gesehen vorzugsweise in gleichbleibendem Abstand angeordnet.

Für den Fall, daß das herzustellende Produkt in seiner Längsrichtung 22 gekrümmt ist, sind mehrere Haltevorrichtungen 54 entlang einer gekrümmten Längsrichtung 53a in der Figur 6a angeordnet. Der Schritt 50 wird dann als nachfolgend an Hand der Figur 6b beschriebener Schritt 50a ausgeführt. Für den Fall dagegen, daß das herzustellende Produkt einen Fuß aufweist und nicht in seiner Längsrichtung 9a bzw. 53a gekrümmt, sondern geradlinig ist, ist die Klemmschiene 21 nicht an eine gekrümmte Anlagefläche 42 des Formelementes 41 anzulegen, sondern Spannmodul 21 in seiner Längsrichtung geradlinig gestaltet.

Der Verfahrenschritt 40 kann dan entfallen. Der Schritt 50 zur Ausbildung eines Fusses an einem Randbereich des nicht gekrümmten Vorformlings 20 wird anstelle des Schrittes 50a der als Schritt 50b an Hand der Figur 10a beschriebene Schritt durchgeführt. Eine entsprechende Ausführungsform des Nährahmens 82 ist in den Figuren 10a und 10b dargestellt.

Sowohl der Nährahmen 52 und als auch der Nährahmen 82 kann alternativ auch derart gestaltet sein, daß keine Haltevorrichtung 54 zur Bildung eines Fusses am Randbereich 1 b angeordnet oder einsetzbar sind. Je nch der zu bildenden Gestalt der Vorformlinge 20 kann auch ein Spannmodul 21, eine Fixiereinrichtung 16 oder eine andersartige Einspann-Einrichtung am Nährahmen 52 bzw. dem Nährahmen 87 zum Halten oder Einspannen des Randbereichs 1 b vorgesehen sein.

Die Erstreckung des Nähguthalters oder Nährahmens 52 bzw. 82 in seiner Breitenrichtung 53b ist derart gestaltet, daß die (Sub-) Preform 20 in dieser Richtung umfaßt wird. Der in der Figur 6b bzw. 1 Oa dargestellte Nährahmen 52 bzw.

8skann ein eigenes, d. h. fest angebrachtes oder integriertes Formelement 41 und Klemmschiene 21 mit Klemmvorrichtungen 25 aufweisen. Vorteilhafterweise ist das Formelement 41 und die Klemmvorrichtungen 25 jedoch austauschbar oder einsetzbar an dem Nährahmen 52 angeordnet und wird aus einem vorangehenden Schritt, z. B. dem Drapier-Schritt 40, übernommen. D. h. der Nährahmen 52 ist also derart gestaltet, daß das Spannmodul 21 mit der (Sub-) Preform 20 eingelegt und optional auch befestigt werden kann.

Ist am Randbereich 1a kein Flansch am Vorformling 20 zu bilden, kann es vorgesehen sein, daß das Spannmodul 21 oder eine andere Einspannvorrichtung, z. B. die Einspannvorrichtung 16, in den Nährahmen 52 bzw. den Nährahmen 87 eingesetzt wird, wobei der eingespannte Randbereich 1 a z. B : nicht aufgekantet ist, sondern eben verläuft.

Der Nährahmen 52 nach der Figur 6b für gekrümmte, d. h. drapierte Vorformlinge 20 weist zumindest ein zwischen den Auflageflächen 52a und 52b gelegenes Nähfenster 57 auf, das sich in Längsrichtung 22 bzw. 42 erstreckt. Es können auch mehrere entlang der Längsrichtung 53a angeordnete Fenster 57 vorgesehen sein.

Der Nährahmen 52 mit den Fenstern 57 dient dazu, mittels Nähten 60, die (Sub-) Preform 20 in ihrer Gestalt nach dem Schritt 30 bzw. 40 zu fixieren. Durch mindestens eine Naht oder eine dichte Vernähung der (Sub-) Preform (20) erfolgt ein Formfixieren des Stegbereichs (2) zur Verbesserung der Schadenstoleranz- Eigenschaften des Bauteils. In dem Fall, daß der Schritt 40 durchgeführt wird, wird auch die Krümmung der (Sub-) Preform 20 durch mehrere Nähte 60 fixiert. Das Einbringen der Nähte 60 erfolgt mittels Nähmaschinen nach dem Stand der Technik, z. B. mittels einer Portal-oder einer Roboter-Nähmaschine (nicht gezeigt).

Die Einarbeitung der Nähte 60, die partiell und flächig erfolgen kann, kann auch in einer Weise geschehen, daß sie die in-plane-Eigenschaften, d. h. die mechanischen Eigenschaften gegen delaminieren und die Schadenstoleranz-Eigenschaften verbessert.

Zwischen entsprechenden Lagen 63a, 63b der (Sub-) Preform 20 kann im Schritt 50 zur Ausbildung eines Fußes 5 am Randbereich 1 b ein Abstandhalter oder Hohiraumfüiier oder vorzugsweise ein Zwickel 65 (Figur 8b) eingebracht werden, der in der Längsrichtung 42a, also in Längsrichtung des Fusses, oder gemäß des Verlaufs der Knickstelle verläuft. Dies geschieht vorzugsweise, wenn sich der Vorformling 20 im Nähguthalter 52 bzw. 82 befindet. Ein vorzugsweise vorgesehener Zwickel 65 ist inder Figur 8b dargestellt. Der Abstandhalter kann insbsondere hinsichtlich seiner Querschnittsform je nach dem Anwendungsfall auch anders gestaltet sein. Wesentlich ist, daß zwischen Lagen des Vorformlings 20 einführbar ist und die jeweiligen Lagen auseinander hält. Vorzugsweise ist er derart gestaltet, daß in diesen eine Fixiernaht einführbar ist. Der Zwickel 65 weist vorzugsweise eine in etwa dreieckige Querschnittsform auf (Figur 8b) und besitzt eine Spitze 65a, die nach dem Einlegen des Zwickels 65 in die (Sub-) Preform 20 zum Fenster 57 hingerichtet ist, sowie ein dieser gegenüberliegendes stumpfes Ende 65b auf.

Die axialen Enden 65c, 65d liegen vorzugsweise im Bereich der axialen Enden 1 c bzw. 1d der (Sub-) Preform 20, wenn der Abstandhalter oder Zwickel 65 in dieselbe eingebracht ist. Um eine entsprechende Lage des Abstandhalters oder Zwickels 65 zu bewerkstelligen, wird eine Anschlags-oder Konturnaht 66 in die (Sub-) Preform 20 an dem dem Endbereich 1 b nahegelegenen Rand des Fensters 57 eingebracht.

Danach kann der Zwickel 65 in Richtung zum Spannmodul 21 bzw. dem ersten Randbereich 1 a der (Sub-) Preform 20 hingeschoben werden, bis die in diese Richtung weisende Spitze 65a des Zwickels 65 in etwa zur Anlage mit der Konturnaht 66 kommt. Die Konturnaht 66 definiert dabei die Fußgeometrie bzw. die Höhe des Steges 2 bzw. die Kantenlinie 91 (s. Figur 1e) des Fusses 5. Durch die Wahl der Konturnaht 66 können variable Steghöhen realisiert werden. Im Fall eines in Längsrichtung 9a gekrümmten Verlaufs der (Sub-) Preform 20, d. h. wenn die Klemmschiene 21a gekrümmt ist und an einem Formbogen 41 (Schritt 40) angelegt ist, geschieht das Positionieren des Zwickels 65 vorteilhafterweise dadurch, daß der Abstandhalter oder Zwickel 65an seinen längsseitigen Enden 65c, 65d (nicht gezeigt) unter eine geringe Zugspannung gesetzt wird. Hierfür kann auch eine Mechanik zur Ausübung der entgegengerichteten Zugkraft in Längsrichtung vorgesehen sein. Aufgrund der Krümmung des Zwickels 65 wird dieser dadurch in Richtung der Anschlags-oder Konturnaht 66 gezogen. Der Zwickel 65 wird danach mittels einer parallel zur Konturnaht 66 verlaufenden Fixiernaht 67 innerhalb den entsprechenden Lagen der (Sub-) Preform 20 fixiert. Die Fixiernaht 67 liegt vorzugsweise im Bereich der Spitze 65a des Zwickels 65. Zum Einfügen des Zwickels 65 wird der zweite Endbereich 1b, für den die Ausbildung eines Fußes 5 vorgesehen ist, aufgeklappt, wobei die entsprechende Lage bzw. die entsprechenden Lagen der (Sub-) Preform 20 von den restlichen Lagen der (Sub-) Preform 20 abgehoben wird.

In weiteren Schritten wid ein Nähprozeß zur Fixierung der Lagen des drapierten Stegbereichs und gegebenenfalls auch anderer Bereichs des Voirformlings 20 durchgeführt. Zur Bildung eines Fusses 5 werden dann entsprechende Bereich von Lagen in entgegengesetzter Richtung auseinandergeklappt. Diese werden zur mechanischen Stabilisierung des Fusses mit Versteifungselementen versehen, wenn es nach dem Anwendungsfall erforderlich ist.

Zum Ausgleich eines unregelmäßigen Verlaufs der Kontur im zweiten Endbereich oder Fußbereich 1 b wird die Haltevorrichtung 54 vorzugsweise mit einem Andrückmittel gestaltet, um den Abstandhalter 65 gegen die Anschlagsnaht 66 zu drücken. Das Andrückmittel umfaßt vorzugsweise zumindest ein Schubblech 69 mit einer Stoßfläche 69a eingesetzt, welches den Zwickel 65 mittels einer Stellmechanik 72 gegen die Zwickelanschlagsnaht oder Konturnaht 66 drückt und so dessen Positionierung gewährleistet. In Längsrichtung 53a sind vorzugsweise an denjenigen Stellen Schubbleche 69 vorzusehen, wo es zu lokalen Verjüngungen der Höhe des Steges 2 kommt und so eine Anlage des Zwickels 65 an die Zwickelanschlagsnaht 66 nicht gewährleistet ist. Jedes Schubblech 69 weist eine Stoßfläche 69a auf, die an dem stumpfen Ende 65b des Zwickels 65 anliegt, und deshalb vorzugsweise winklig zur Auflagefläche 52b angeordnet ist. Ein am Randbereich gelegenes Endstück 69c des Schubblechs 69 ist derart geformt, daß von diesem ein Spannelement 71 der Haltevorrichtung 54 angreifen kann, um das Schubblech 69 mit dem Zwickel 65 an die Konturnaht 66 zu drücken. An das Übertragungselement 71 ist eine Mechanik 72 nach dem Stand der Technik (nicht gezeigt) angekoppelt, die die Schiebbewegung des Schubblechs 69 und deren Halten in seine Endstellung, bei der der Zwickel 65 an der Konturnaht 66 anliegt, gehalten wird. Die Haltevorrichtung 54 weist weiterhin ein Niederhalterblech 73 auf, das vorzugsweise an der Mechanik 72, beispielsweise ein Metallklotz mit einem Drehgelenk zum Abklappen des Niederhalterbleches angeordnet ist. Das Niederhalterblech 73 wird so positioniert, daß eine entsprechende Fläche 73 a des zweiten Endbereichs 1 b der (Sub-) Preform 20 auf die Auflagefläche 52b des Auflagebleches 56 drückt. Der Niederhalter hat die Funktion, die Preform 20 gegen die beim Nähprozeß auftretenden Kräfte in ihrer Lage zu fixieren.

In der Figur 10a ist der Verfahrensschritt 50b zur Ausbildung eines Fußes 5 für den Fall dargestellt, daß das herzustellende Produkt in seiner Längsrichtung 9a nicht gekrümmt ist und daher der Drapierprozeß 40 nicht durchgeführt wird. In diesem Fall ist der Nährahmen oder Nähguthalter 52 in seiner Längsrichtung 53a geradlinig gestaltet. Ein Schnitt durch den Nährahmen 82 und eine Ausführungsform 54b der Haltevorrichtung 54 ist in der Figur 10a für einen Schritt 50b gezeigt, wobei der Vorformling im dort dargestellten Beispiel am Randbereich 1 a einen Flansch aufweist. Der Abstandhalter 66 ist wie in der Figur 6b dargestellt. Auch ist eine anschlagsnaht 66 vorgesehen. Der dargestellte Nähguthalter 82 weist ebenfalls zumindest ein Fenster oder Nähfenster 87 auf, in dessen Bereich Nähte 60 in die auf den Nährahmen 82 aufgelegte (Sub-) Preform 20 zur Fixierung von dessen Lagen eingebracht werden. Der Nähguthalter 82 weist einen ersten Randbereich 82a, der am Spannmodul 21 anliegt und einen zweiten Randbereich 82b auf. Die Konturnaht 66 bestimmt die Kontur des Stegs 2 bzw. den Verlauf des Fusses des herzustellenden Profiles oder dessen Kantenlinien 91, da sie in etwa dem Verlauf entspüricht, nach dem die Füsse vom Stegberecih wegragen.

Der Abstandhalter oder Zwickel 65 wird zwischen zwei Lagen eingebracht. Um den Abstandhalter oder Zwickel 65 gegen die Konturnaht 66 zu drücken, wird der zweite Endbereich oder Fußbereich 1 b der (Sub-) Preform lagenweise separiert, wie es schematisch in der Figur 10a dargestellt ist. Dabei werden die Randbereiche zweier Textillagen 63a, 63b in Gegenrichtung auseinandergeklappt. Durch die fehlende Krümmung in Längsrichtung wird der Abstandhalter oder Zwickel 65 vorteilhafterweise unter Zugspannung gesetzt, um ihn ausreichend dicht an die Konturnaht 66 zu führen. Um die exakte Positionierung des Zwickels für den Schritt 50b zu gewährleisten, kann deshalb zusätzlich vorgesehen sein, ein Andrückmittel zum Bewegen und Fixieren des Abstandhalters zu verwenden und in die Haltevorrichtung zu integrieren. In der in der Figur 10a dargestellten Ausführungsform wird eine Nadelbarre 88 mit Nadeln 88a verwendet, die mittels einer Stellmechanik 74 und einem Zustellmittel in Form eines Kammblechs 89 beweglich ist. Auf die Nadelbarre 88 wird der Abstandhalter 65 aufgesetzt, welche mittels des Kammbleches 89 geführt wird, und durch die Nadeln 88a der Nadelbarre 88 fixiert (Figur 1 Ob). Die gegebenenfalls vorgesehene stumpfe Fläche 65b des Zwickels liegt dabei auf der Oberfläche 89c des Kammbleches 89 auf. Für Änderungen in der Stegbreite können mehrere Nadelbarren 88 entlang der Längsersteckung 53a der Haltevorrichtung 54 vorgesehen werden. Die Nadelbarre 88 hält den Zwickel 65 in dessen Längsrichtung in einer vorgegebenen und insbesondere geradlinigen Form. Das Kammblech 89, drückt auf den durch die Nadelbarre 88 in Form gehaltenen Zwickel 65 und drückt ihn dadurch gegen die Konturnaht 66. Danach kann der Zwickel mittels einer Fixiernaht 67 fixiert werden ; um jedoch Kollisionen von Nadeln 88a der Nadelbarre 88 mit der Nähnadel der Nähmaschine zu vermeiden, ist es notwendig die Nadelbarre 88 in Breitenrichtung 53b zu bewegen. Durch den Druck den Kammbleches 89 und der Textillagen 63a und 63b des Fußbereiches wird der Zwickel 65 hinreichend in seiner Lage fixiert.

Sollen beispielsweise Profile wie in den Figuren 1 b und 1f hergestellt werden, so muß in einem weiteren Verfahrensschritt 60 der Fußbereich ausgeformt und die freien Randbereiche oder Fußbereiche der jeweiligen Lage fixiert werden.

Vorteilhafterweise werden in den Fußbereich 5 noch zusätzliche Versteifungslagen oder Versteifungselemente 91 (Figur 8a) eingesetzt.

Bei dem Schritt 60 zur Versteifung des Fußbereichs 1 b mit oder ohne Krümmung in Längsrichtung zur Ausbildung eines Fusses 5 wird das Spannmodul 21 in eine Position gebracht, die den freien Zugang zum Fußbereich 1 b erlaubt. Dazu wird das Spannmodul 21 aus dem Nährahmen 52 herausgenommen. Der Stegbereich 2 der (Sub-) Preform 20 wird durch Stützelemente 93 (Figur 7) abgestützt, d. h. in seiner vorbestimmten Form, als flächiges Gebilde gehalten. Gleichzeitig dienen die Stützelemente 93 als Montagehilfe für das zumindest eine Versteifungselement 91.

Die freien Enden oder Randbereiche der Füsse können in beliebigen Winkeln zueinander oder in Bezug auf den Stegbereich angeordnet sein und beispielswiese mittels Versteigungselementen versteift werden.

Die vorgesehenen Versteifungslagen 91 sind vorteilhafterweise aus mehreren Lagen zusammengesetzt und haben einen regulären oder konstanten Randkontur- Verlauf. Die Ausgangsmaterialien sind beispielsweise Multiaxialgelege und Schmall-Breit-Gewebe 91 a die der geforderten Gestalt des Fußes 5 des herzustellenden Profils angepaßt sind. Die Bestandteile der Versteifungslagen werden vorzugsweise durch Nähen oder Kleben mittels eines thermoplastischen Vlieses oder durch bereits in die Gewebe implementierten thermoplastischen Garne durch Aufschmelzen miteinander verbunden.

Beim Nähen werden sämtliche Zuschnitte der Versteifungslagen 91a in einer Nähvorrichtung oder einem Nährahmen positioniert und mit einer oder mehreren Nähten zusammengefügt. Beim Einsatz von Bindern werden die Zuschnitte der Gewebe 91 a bzw. Gelege 91 b auf einer Unterlage (Figur 9) positioniert. Dabei kann nach den Stapeln noch zusätzlich ein thermoplastisches Vlies 91 c auf die Versteifungslagen 91a und 91 b aufgelegt werden. Die Versteifungslagen werden anschließend unter Wärme und Druck gesetzt, wobei es zum Aufschmelzen der thermoplastischen Materialien kommt. Nach dem Abkühlen sind alle Lagen 91a miteinander verklebt. Das thermoplastische Vlies 91 c dient als Fixierstoff für die Montage der miteinander vernähten Lagen oder Gewebe 91a in den Fußbereich 1 der (Sub-) Preform 20.

Das zumindest eine Versteifungselement 91 wird derart am Fußbereich 1 b positioniert, daß die freien Enden 1e, 1f des lagenweise auseinander geklappten Fußbereichs im Zusammenwirken mit dem Stegbereich 2 einen Fuß in vorbestimmter Gestalt ausbilden. Dieser kann je nach Anwendungsfall in einem beliebeigen, z. B. dem rechten Winkel vom Steg wegragen. Das zumindest eine Versteifungselement 91 wird auf die nach außen gerichtete Endfläche 1g, die durch die freien Enden 1e, 1f, gebildet wird, aufgelegt und vorzugsweise durch eine thermische Behandlung verklebt oder mechanisch vernäht. Um die Versteifungslagen für nachfolgende Schritte im Fußbereich 5 positionieren, werden sie mit einem Positionierblech 94 gehalten. Die Ausführung des Positionierbleches 94 ist von der Fügeart abhängig. Falls das zumindest eine Versteifungselement 91 ein Vlies 91 c aufweist, wird dieses beim Erhitzen aufgeschmolzen und zum Verbinden der Komponenten genutzt. Das Vlies sollte sich dazu in der Fügefläche vom Fußbereich 5 befinden.

Nach der Montage der Versteifungselemente 91 wird die Preform aus dem Spannmodul 21 entfernt. Zur weiteren Verarbeitung wird die Preform in ein Infiltrationswerkzeug positioniert und nach bekannten Verfahren mit Harz getränkt.

Dabei können zur Abstützung von Bereichen des Vorformlings vorantsehend beschriebene Vorrichtungen oder auch andere Stützelemente voergesehen sein.