EINER MODULAREN WERKZEUGFORM

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines dreidimensionalen, mit einem Verstärkungskörper verstärkten und/oder eine verstärkende Hohlstruktur umfassenden Faser-Halbzeuges in einer Drapierstation, die als Drapierwerkzeug zumindest einen Drapierstempel für ein aus Faser-Matten gebildetes Faser-Halbzeug und eine Formschale mit einer Vertiefung zur Ausbildung eines Freiraums in dem Faser-Halbzeug

umfasst.

Für die Herstellung insbesondere von faserverstärkten Kunststoffbauteilen

(Faserverbundbauteilen) und insbesondere von kohlenstofffaserverstärkten

Kunststoffbauteilen (CFK-Bauteile), ist unter anderem das Resin-Transfer- Moulding-Verfahren (RTM-Verfahren) bekannt. Die Herstellung einer Endform eines Faserverbundbauteils 1 mittels dieses Verfahrens erfolgt in industriellen Anlagen 10 in nachfolgend ablaufenden, in Fig. 1a) bis 1f) skizzierten,

Einzel prozessen: In einem ersten Prozessschritt, dem so genannten Lege-Prozess, werden

vorkonfektionierte Faser-Matten 5 gemäß einem vordefinierten

Faserlagenaufbau schichtweise zu einem Faser-Halbzeug 4 übereinander gelegt. Die Ablage der Faser-Matten 5 kann traditionell in 2D (siehe Fig. 1a), also im Wesentlichen in einer Ebene, erfolgen, wobei das Faser-Halbzeug 4 zumindest die notwendigen äußeren Konturen und ggf. auch bereits besondere Schichten oder Schichtdicken aufweist. Alternativ oder kumulativ dazu (siehe

Fig. 1b) kann die Ablage von Faser-Matten 5 ganz oder teilweise aber auch in einer Drapierstation 40 erfolgen, mittels welcher 3D-konturierte Faser- Halbzeuge 4 erhältlich sind, die einer ersten Annäherung an die Geometrie einer Faser- Vorform 3 des zu fertigenden Faserverbundbauteils 1 entsprechen. Die einzelnen Faser-Matten 5 solcher Faser-Halbzeuge 4 weisen neben den Faser-Matten 5 selbst in der Regel auch einen Binder auf, der klebstoffartige oder vergleichbare adhäsive Eigenschaften besitzt. Der Binder bewirkt zumindest eine Vorfixierung der einzelnen Faser-Matten 5 untereinander, damit das daraus gebildete Faser-Halbzeug 4 hinreichend fixiert den nachfolgenden Prozessen zugeführt werden kann.

Alternativ oder im Kombination zur Herstellung einer Faser-Vorform 3 in einer Drapierstation 40 kann in einem zweiten Prozessschritt, dem Vorform-Prozess, das aus Faser-Matten 5 gebildete Faser-Halbzeug 4 bei Raumtemperatur oder auf eine Umformtemperatur aufgeheizt in ein Vorform-Werkzeug 30 einer Vorform-Station überführt werden (siehe Fig. 1c). Die Umformung des Faser- Halbzeuges 4 zu einer Faser-Vorform 3 des späteren Kunststoffbauteils 1 erfolgt meist unter Druck durch das Schließen von oberer Formwerkzeughälfte 31 und unterer Formwerkzeughälfte 32 des Werkzeugs 30 und Aktivierung des Binders (insbesondere Aufheizen und Abkühlen), so dass dieser ausgehärtet eine endkonturnahe Vorverfestigung der einzelnen Faser-Matten 5

untereinander bewirkt. Abschließend kann der Randbereich der so erzeugten Faser-Vorform 3 noch beschnitten werden (im Folgenden auch als Besäumung oder Netshaping bezeichnet), beispielsweise durch Stanzen oder

Ultraschallschneiden, so dass die Faser-Vorform 3 definierte Konturkanten aufweist. Die Faser- Vorform 3 wird abschließend entformt und kann bei Bedarf bis zur Durchführung der folgenden Prozess- und Verfahrensschritte

zwischengelagert werden. Während der Zwischenlagerung kann bereits eine erste Qualitätskontrolle stattfinden. Mittels optischer Prüfung kann hierbei insbesondere der

Ausformgrat der Faser- Vorform (des Preformlings) 3 sowie eventuelle

Faserverzüge, Faserwellungen, Falten oder ähnliche oberflächige Fehlstellen erkannt werden. ln einem nachfolgenden dritten Prozessschritt, dem RTM-Prozess, wird die Faser-Vorform (der Preformling) 3 in eine gereinigte und eingetrennte, d.h. beispielsweise mit einem Antihaftmittel beschichtete Kavität eines

Formwerkzeugs 20 einer RTM-Station eingelegt (siehe Fig. 1d). Das in der Regel zweiteilige, nämlich insbesondere aus Werkzeugoberteil (Patrize) 21 und Werkzeugunterteil (Matrize) 22 bestehende, Formwerkzeug 20 wird daraufhin mittels einer Presse geschlossen und ein ein- oder zweikomponentiges Harzsystem in die Kavität des Formwerkzeugs 20 injiziert, wobei es als

Matrixwerkstoff die Faserstruktur der Faser-Vorform 3 durchdringt und die Fasern einschließt. Nach dem Aushärten des Harzsystems kann die so erhaltene Hauptform 2 (siehe Fig. 1e) des Faserverbundbauteils 1 entformt, ggf. erneut qualitätsgeprüft und/oder auf die finale Endform (siehe Fig. 1f) des Faserverbundbauteils 1 beschnitten werden. Um in solchen faserverstärkten Kunststoffbauteilen vorgefertigte

Verstärkungskörper wie beispielsweise Kernwerkstoffe einbinden zu können, müssen bereits bei der Herstellung des Faser-Halbzeuges entsprechende Freiräume in das Faser-Halbzeug drapiert werden. Diese Freiräume werden in den weiteren Prozessschritten mit entsprechenden Verstärkungskörpern besetzt und bei den nachfolgenden Prozessschritten ganz oder teilweise in die Faser- Vorform des Faserverbundbauteiles eingebunden.

Für die Herstellung von Freiräumen in Faser-Halbzeugen werden in

gegenwärtigen Drapierstationen mehrere gesonderte oder - wie in Fig. 1 b) dargestellt und beispielsweise in der WO 2012/062828 A1 beschrieben - vielgliedrig aufgebaute Drapierwerkzeuge genutzt. Hierbei besteht erhöhter Platzbedarf aufgrund der Anzahl von Drapierwerkzeugen und/oder erhöhte Kosten aufgrund der Komplexität vielgliedriger Drapierwerkzeuge. Weitverbreitet aber gleichsam nachteilig ist, dass das Einlegen vorgefertigter Verstärkungskörper in drapierte Freiräume per Hand oder mit einem Händlingsgerät unabhängig von den Drapierwerkzeugen der Drapierstation erfolgt und hierfür jeweils eine Unterbrechung des Drapiervorganges bzw. eines Automatikbetriebes notwendig ist. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein hinsichtlich des Drapierens eines Freiraumes in ein Faser-Halbzeug

verbessertes Verfahren nebst geeigneter Anlage bereitzustellen, welche die vorstehend beschriebenen Nachteile vermeidet. Darüber hinaus soll auch ein verbessertes, vorzugsweise automatisiertes, Einbringen vorgefertigter

Verstärkungskörper in drapierte Freiräume ermöglicht sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und eine Anlage mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung baut auf gattungsbildenden Verfahren bzw. Anlagen dadurch auf, dass an einer der Vertiefung gegenüberliegenden Oberfläche des

Drapierstempels temporär und/oder abwechseln ein Drapiersegment und/oder ein Verstärkungskörper und/oder ein Platzhalter zur Ausbildung einer

Hohlstruktur im Faser-Halbzeug lösbar angeordnet werden können.

Die Verstärkungskörper können auch als reine Füllkörper ausgebildet sein, welche einen gewissen Bauraum in der Hauptform des Faserverbundbauteils ausfüllen, jedoch nicht unbedingt zur Verstärkung des Faserverbundbauteils beitragen.

Insbesondere bei einer voll- oder teilautomatisierten Herstellung eines Faser- Halbzeugs ist dabei bevorzugt, dass die Anordnung des Drapiersegments und/oder des Verstärkungskörpers und/oder des Platzhalters an der Oberfläche des Drapierstempels ebenfalls voll- oder teilautomatisiert, insbesondere mit Hilfe einer der Drapierstation zugeordneten Wechseleinrichtung, erfolgt. ln einer Weiterbildung der Erfindung kann die lösbare Anordnung des

Drapiersegments und/oder des Verstärkungskörpers und/oder des Platzhalters an der Oberfläche des Drapierstempels stoffschlüssig, kraftschlüssig, formschlüssig, magnetisch und/oder mechanisch erfolgen. Die Kombination einzelner oder mehrerer dieser Anbindungsmöglichkeiten untereinander hat eine variable Anbindung drapiergerechter Drapiersegmente und/oder

Verstärkungskörper und/oder Platzhalter an der Oberfläche des

Drapierstempels eines Drapierwerkzeugs der Drapierstation zum Vorteil. In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist bevorzugt, wenn in einem integralen Drapierschritt der Freiraum im Faser-Halbzeug mittels des

Verstärkungskörpers drapiert und dieser Verstärkungskörper unmittelbar im Anschluss daran im Freiraum belassen wird. Auch wenn bei dieser

Ausgestaltung der Verstärkungskörpers nicht nur auf die spätere Aufgabe im Faserverbundbauteil sondern auch auf die beim Drapieren des Freiraums auftretenden Kräfte ausgelegt sein muss, hat diese Ausgestaltung zum Vorteil, dass ein ganzer Drapierschritt eingespart wird. Die Nutzung eines integralen Drapierschrittes ist im Allgemeinen dann vorteilhaft, wenn der

Verstärkungskörper eine gewisse Steifigkeit besitzt, die ein Drapieren der Faser-Matten erst überhaupt ermöglicht. Zudem sollten durch das Drapieren mit dem Verstärkungskörper die Eigenschaften des Verstärkungskörpers

(beispielsweise durch Druck oder Temperatur) nicht verändert werden.

In einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist bevorzugt, wenn in einem ersten Drapierschritt zunächst mit Hilfe des Drapiersegments der Freiraum im Faser-Halbzeug drapiert und in einem zweiten Drapierschritt in diesem

Freiraum ein Verstärkungskörper belassen wird.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist bevorzugt, wenn in einem ersten Drapierschritt zunächst mit Hilfe des Drapiersegments der Freiraum im Faser-Halbzeug drapiert und in einem zweiten Drapierschritt in diesem Freiraum ein Platzhalter zur Ausbildung der Hohlstruktur im Faser-Halbzeug eingesetzt wird.

Insbesondere in einem solchen, zwei gesonderte Drapierschritte umfassenden Verfahren, hat sich der Einsatz insbesondere korrespondierend zur Vertiefung ausgebildeter Drapiersegmente und/oder insbesondere korrespondierend zum Freiraum ausgebildeter Verstärkungskörper oder Platzhalter bewährt. Dies erlaubt vorteilhaft den Einsatz jeweils speziell auf die jeweilige Aufgabe ausgelegter Drapiersegmente und Verstärkungskörper bzw. Platzhalter, nämlich den beim Drapieren einer Vertiefung auftretenden Kräfte einerseits und denjenigen Kräften im späteren Faserverbundbauteil, was auch die Einbringung von Verstärkungskörpern oder Platzhaltern im Bereich des Freiraums mit einer letztlich unabhängig von beim Drapieren des Freiraums auftretenden Kräften ausgelegter Ausgestaltung zum Vorteil hat.

So können in einer bevorzugten Weiterbildung insbesondere aufblasbare Schläuche oder Flaschen als Platzhalter Verwendung finden, welcher bereits aufgeblasen in den Freiraum eingelegt werden oder im schlaffen Zustand in den Freiraum eingelegt und erst im Anschluss daran zur endgültigen Form aufgeblasen werden.

Darüber hinaus ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, wenn in einem dritten Drapierschritt durch ein weiteres Drapieren von Faser- Matten der im Freiraum belassene Verstärkungskörper oder der darin eingesetzte Platzhalter mit weiteren Faser-Matten umschlossen wird.

Um ein positionsgerechtes Halten im Freiraum belassener Verstärkungskörper und/oder im Freiraum eingesetzter Platzhalter sicher zu stellen können mit der Vertiefung zusammenwirkende Haltemittel vorgesehen sein. Insbesondere können die Haltennittel ausgebildet sein, ein Vakuum zu ziehen, welches den Verstärkungskörper und/oder den Platzhalter positionsgerecht in der Vertiefung, insbesondere während des dritten Drapierschrittes, fixiert. In einer bevorzugten Weiterbildung schließlich kann nach dem dritten

Drapierschritt der Platzhalter aus dem Freiraum wieder entfernt werden, so dass im Faser-Halbzeug ein zumindest teilweise von Faser-Matten

umschlossener, das Faser-Halbzeug verstärkender Hohlkörper entsteht. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Materialeinsatz an Faser-Matten insgesamt minimiert werden soll, natürlich nur soweit die mechanischen Anforderungen an das finale Kunststoffbauteil es in diesem Bereich auch zulassen.

Bei alledem bildet bei nicht angeordneten Drapiersegmenten und/oder

Verstärkungskörpern und/oder Platzhaltern, also die frei von Drapiersegmenten und/oder Verstärkungskörpern und/oder Platzhaltern belassene Oberfläche des Drapierstempels vorteilhaft die Oberseite des Faser-Halbzeugs nach dem Drapieren ab. Anders als im Stand der Technik werden für das Drapieren von Freiräumen und das Einlegen von Verstärkungskörpern und/oder Platzhaltern keine kompletten weiteren Drapierwerkzeuge mehr benötigt. Stattdessen werden alle Aufgaben von den gleichen Drapierstempeln übernommen. Aufgrund des begrenzten Bauraums in einer Drapierstation und der teilweise komplexen Ausbildung der Drapierwerkzeuge als Stempel, ist der bekannte Austausch dieser in einer kurzen Zykluszeit mit einem erheblichen Aufwand verbunden und daher recht kostenintensiv. Gegenüber dem Tauschen kompletter Stempelsätze verkürzt sich mit der vorliegenden Erfindung die Taktzeit für die Herstellung eines mit einem Verstärkungskörper verstärkten und/oder eine verstärkende Hohlstruktur umfassenden Faser-Halbzeuges vorteilhaft deutlich durch die temporäre abwechselnde lösbare Anordnung von Drapiersegmenten bzw. Verstärkungskörpern oder Platzhaltern an der Oberfläche eines Drapierstempels. Darüber hinaus ist der Platzbedarf für eine erfindungsgemäße Drapierstation sehr viel geringer, da keine Lagerfläche für einen kompletten zweiten Stempelsatz vorgehalten werden muss. Durch das Einbringen der Verstärkungskörper und/oder Platzhalter mittels Drapierstempel kann des Weiteren vorteilhaft auf weitere Handhabungsgerätschaften verzichtet werden. Darüber hinaus werden durch das Einlegen der Verstärkungskörper und/oder Platzhalter mit dem Drapierstempel Beschädigungsrisiken vermieden, da es sich um das gleiche Werkzeug handelt, welches für die Formgebung des Faser- Halbzeuges verantwortlich ist. Schließlich kann zeitgleich auftretenden Effekten wie Faltenbildung und/oder Faserverschiebungen entgegengewirkt bzw.

vermieden werden.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten beispielhaften Herstellung eines dreidimensionalen, mit einem Verstärkungskörper verstärkten und/oder eine verstärkende Hohlstruktur umfassenden Faser-Halbzeuges, insbesondere im Zuge der Herstellung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen bzw.

Faserverbundbauteilen - auf weiche die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt ist - näher erläutert.

Es zeigen schematisch:

Fig. 1 a) bis f) die typischen industriellen Einzelprozessschritte der Herstellung einer Endform eines faserverstärktes Kunststoffbauteils in einer bekannten Anlage;

Fig. 2a) bis d) verschiedene Ausgestaltungen, wie sich Drapiersegmente und Verstärkungskörper und Platzhalter lösbar an der Oberfläche eines Drapierstempels anordnen lassen; und Fig. 3a) bis r) die Einzelprozessschritte der Herstellung eines

dreidimensionalen, mit einem Verstärkungskörper verstärkten und/oder eine verstärkende Hohlstruktur umfassenden Faser-Halbzeuges nach der Erfindung.

Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile.

Fig. 1a) bis 1f) zeigen die typischen industriellen Einzelprozessschritte der Herstellung einer Endform eines Faserverbundbauteils 1 in einer Anlage 10, wie diese als bekannt vorausgesetzt bereits in der Beschreibungseinleitung gewürdigt sind. Zur Herstellung eines dreidimensionalen, mit einem

Verstärkungskörper 66 verstärkten und/oder eine verstärkende Hohlstruktur 77 umfassenden Faser-Halbzeuges 4 in einer Drapierstation 40 umfasst diese als Drapierwerkzeug 41 zumindest einen Drapierstempel 42 für ein aus Faser- Matten 5 gebildetes Faser-Halbzeug 4 und eine Formschale 45 mit einer Vertiefung 46 zur Ausbildung eines Freiraums 6 in dem Faser-Halbzeug 4. Auf solch gattungsbildende Verfahren bzw. Anlagen 10 baut die vorliegende Erfindung dadurch auf, dass an einer der Vertiefung 46 gegenüberliegenden Oberfläche 43 des Drapierstempels 42 temporär und/oder abwechselnd

Drapiersegmente 44 und/oder Verstärkungskörper 66 und/oder Platzhalter 88 zur Ausbildung einer Hohlstruktur 77 im Faser-Halbzeug 4 lösbar angeordnet werden können. Fig. 2a) bis 2d) zeigen verschiedene Ausgestaltungen, wie sich

Drapiersegmente 44 und Verstärkungskörper 66 und/oder Platzhalter 88 lösbar an der Oberfläche 43 eines Drapierstempels 42 anordnen lassen. Die lösbare Anordnung eines Drapiersegments 44 oder eines Verstärkungskörpers 66 bzw. Platzhalters 88 an der Oberfläche 43 eines Drapierstempels 42 kann

stoffschlüssig (nicht dargestellt), kraftschlüssig (Fig. 2a), formschlüssig (Fig. 2a), magnetisch (Fig. 2c) und/oder mechanisch (Fig. 2d) erfolgen: Als Halten durch Stoffschluss sind insbesondere Adhäsions-Kräfte vorgeschlagen, wie die des Binders zwischen Lagen an Faser-Matten 5, welcher ebenfalls eine Adhäsion zwischen den einzelnen Faser-Matten 5 erzeugt und später zugleich für die Festigkeit der Faser-Vorform (Preform) 3 verantwortlich ist. Daher ist die Anbindung, insbesondere von im Faser- Halbzeug 4 verbleibender Verstärkungskörper 66 oder zumindest temporär eingesetzter Platzhalter 88, über Adhäsionskräfte bevorzugt. Über die

Temperatur können die Adhäsionskräfte des Binders aktiviert bzw. deaktiviert und somit ein Ablösen des Verstärkungskörpers 66 oder des Platzhalters 88 von der Oberfläche 43 des Drapierstempels 42 ausgesteuert werden.

Als Halten von Drapiersegmenten 44 oder Verstärkungskörpern 66 bzw.

Platzhaltern 88 durch Kraftschluss kommen insbesondere durch Klemmung verursachte Reibkräfte in Frage, wie dies beispielhaft in Fig. 2a) links in einer offen und rechts in einer geschlossenen Position eines zweiteiligen,

gegeneinander (wie Pfeile kennzeichnen) verfahrbaren Drapierstempels 42 dargestellt ist. Alternativ oder in Kombination hierzu kann das Halten der Drapiersegmente 44 oder der Verstärkungskörper 66 bzw. der Platzhalter 88 insbesondere durch Vakuumziehen erfolgen.

Als Halten von Drapiersegmenten 44 oder Verstärkungskörpern 66 bzw.

Platzhaltern 88 durch Formschluss kommen insbesondere

Oberflächenverhakungen in Frage, wie dies beispielhaft in Fig. 2b) links in einer gelösten und rechts in einer verbundenen Position mittels Nadeln 55 dargestellt ist, aber auch mittels einem Klettverschluss (nicht dargestellt) denkbar ist.

Bei magnetischen Anbindungen, insbesondere von Drapiersegmenten 44, können (wie beispielhaft in Fig. 2c) dargestellt) Magnete 56 sowohl im

Drapiersegment 44 als auch im Drapierstempel 42 verbaut sein. Die Magnete 56 können sowohl Dauer- wie auch Elektromagnete sein. Das

gegenüberliegende Teil (Drapiersegment 44 oder Drapierstempel 42) muss aus einem Stoff mit ferromagnetischen Eigenschaften bestehen, oder einen ferromagnetischen Einsatz 57 oder - wie insbesondere bei im Faser-Halbzeug 4 verbleibender Verstärkungskörper 66 oder darin zumindest temporär eingesetzter Platzhalter 88 denkbar - eine Oberfläche mit ferromagnetischen Eigenschaften besitzen.

Ein mechanisches Halten, insbesondere von Drapiersegmenten 44, beispielsweise durch Verriegeln mittels eines Stifts oder Bolzens 58 zeigt schließlich Fig. 2d) links in einer gelösten und rechts in einer verbundenen Position.

Eine Kombination einzelner oder mehrere dieser Anbindungsmöglichkeiten untereinander hat eine variable Anbindung drapiergerechter Drapiersegmente 44 und/oder Verstärkungskörper 66 und/oder Platzhalter 88 an der Oberfläche 43 des Drapierstempels 42 eines Drapierwerkzeugs 41 einer Drapierstation 40 zum Vorteil. Insbesondere bei einer voll- oder teilautomatisierten Herstellung eines Faser-Halbzeugs 4 ist dabei bevorzugt, dass die Anordnung des

Drapiersegments 44 und/oder des Verstärkungskörpers 66 und/oder des Platzhalters 88 an der Oberfläche 43 des Drapierstempels 42 ebenfalls voll- oder teilautomatisiert erfolgt, insbesondere mit Hilfe einer der Drapierstation 40 zugeordneten und in Fig. 3a) ff. näher beschriebenen Wechseleinrichtung 50:

Fig. 3a) bis 3r) zeigen die Einzelprozessschritte der Herstellung eines dreidimensionalen, mit einem Verstärkungskörper 66 verstärkten und/oder eine verstärkende Hohlstruktur 77 umfassenden Faser-Halbzeuges 4 nach der Erfindung.

Fig. 3a) zeigt schematisch die Drapierstation 40 einer Anlage 10 zur

Herstellung eines dreidimensionalen, mit einem Verstärkungskörper 66 verstärkten und/oder eine verstärkende Hohlstruktur 77 umfassenden Faser- Halbzeuges 4, in einer geöffneten Grundstellung. Ersichtlich ist, wie der Drapierstation 40 eine Wechseleinrichtung 50 zugeordnet ist. Wenigstens ein Positionierungsarm 51 dient dabei dem temporären Einbringen von

Drapiersegmenten 44 und/oder Verstärkungskörpern 66 bzw. Platzhaltern 88 in die Drapierstation 40 sowie dem Ausbringen nicht benötigter Drapiersegmente 44 nach damit drapierten Freiräumen 6 im Faser-Halbzeug 4.

Fig. 3b) zeigt das Positionieren zweier Drapiersegmente 44 an einer

Oberfläche 43 eines Drapierstempels 42 der Drapierwerkzeuge 41 der

Drapierstation 40. Ersichtlich ist, wie der Positionierungsarm 51 zwischen Drapierwerkzeug 41 und Formschale 45 verfahren werden kann und mit

Hebearmen 52 positionsgenau an der Oberfläche 43 des Drapierstempels 42 - beispielsweise wie in einer oder mehrerer der Beschreibung zur Fig. 2 ausgeführt Ausführungsbeispiele - angeordnet werden kann. Fig. 3c) zeigt die final an der Oberfläche 43 eines Drapierstempels 42 positionierten Drapiersegmente 44. Ersichtlich des Weiteren ist, wie der Positionierungsarm 51 wieder in seine Grundstellung außerhalb der

Drapierstation 40 rückgeführt und mittels Fördermitteln 54 der

Wechseleinrichtung 50 mit der planmäßigen Ablage von Faser-Matten 5 zum Stapeln eines Faser-Halbzeuges 4 auf der Formschale 45 begonnen wurde.

Fig. 3d) zeigt, wie nach finaler Ablage der Faser-Matten 5 und Rückzug der Fördermittel 54 aus der Drapierstation 40 in einem ersten Drapierschritt durch Schließen des mit Drapiersegmenten 44 bestückten Drapierstempels 42 in einem fertig gestapelten Faser-Halbzeug 4 Freiräume 6 zur Aufnahme von Verstärkungskörpern 66 ausgebildet werden können. Dazu weist die

Formschale 45 den Drapiersegmenten 44 an der Oberfläche 43 des

Drapierstempels gegenüberliegend korrespondierende Vertiefungen 46 auf, in welche die Drapiersegmente 44 die Faser-Matten 5 des Faser-Halbzeuges 4 hineindrapieren. Bevorzugt können vor dem Drapieren die Faser-Matten 5 des Faser-Halbzeuges 4 fixiert werden, insbesondere mittel geeigneter Stempel, um ein unbeabsichtigtes Verschieben der einzelnen Faser-Matten 5 zueinander oder des gesamten Faser-Halbzeugs 4 zu vermeiden.

Fig. 3e) zeigt, wie dazu zeitlich versetzt der Randbereich des Faser- Halbzeuges 4 mittels sogenannter Randstempel 47 drapiert werden kann. Die Randstempel 47 können insbesondere zur Fixierung der Faser-Matten 5 bzw. des Faser-Halbzeugs 4 genutzt werden. Parallel dazu können zur geeigneten Zeit den Fördermitteln 54 der Wechseleinrichtung 50 neue Faser-Matten 5 zugeführt werden.

Fig. 3f) zeigt, wie nach erfolgtem Drapieren eines Freiraumes 8 im Faser- Halbzeug 4 die Drapierstation 40 wieder eine geöffnete Grundstellung einnimmt, um der Wechseleinrichtung 50 das Ausbringen der Drapiersegmente 44 und das Einbringen von Verstärkungskörper 66 bzw. von Platzhaltern 88 zu ermöglichen

So zeigt Fig. 3g), wie Hebearme 52 des Positionierungsarmes 51 der

Wechseleinrichtung 50 die Drapiersegmente 44 untergreifen, und - wie in Fig. 3h) gezeigt - nach Freigabe der Drapiersegmente 44 von der Oberfläche 43 des Drapierstempels 42 sicher in an den Hebearmen 52 ausgebildeten

Aufnahmen 53 aufnehmen.

Sodann kann, wie in Fig. 3i) gezeigt, der Positionierungsarm 51 in eine zum Anbringen der Verstärkungskörper 66 (exemplarisch in der ersten Aufnahme 53 dargestellt) bzw. von Platzhaltern 88 (exemplarisch in der dritten Aufnahme 53 dargestellt) korrespondierenden Position verfahren werden. Das passgenaue Positionieren der Verstärkungskörper 66 bzw. der Platzhalter 88 an der Oberfläche 43 des Drapierstempels 42 erfolgt - wie in Fig. 3j) gezeigt - wiederum bevorzugt mit Hebearmen 52. Fig. 3k) zeigt den final an der Oberfläche 43 eines Drapierstempels 42 positionierten Verstärkungskörper 66 (links) bzw. Platzhalter 88 (rechts).

Fig. 31) zeigt, wie nach Rückführung des Positionierungsarms 51 in seine Grundstellung außerhalb der Drapierstation 40 in einem zweiten Drapierschritt durch Schließen des mit dem Verstärkungskörper 66 bzw. dem Platzhalter 88 bestückten Drapierstempels 42 der Verstärkungskörper 66 (links) bzw. der Platzhalter 88 (rechts) in die zuvor ausdrapierten Freiräume 6 des Faser- Halbzeuges 4 eindrapiert werden, d.h. durch erneutes Drapieren des

Drapierstempels 42 wird der Verstärkungskörper 66 in seine definierte Lage im Freiraum 6 gepresst bzw. der Platzhalter 88 darin eingelegt. Durch Lösen des Verstärkungskörpers 66 bzw. Platzhalters 88 vom Drapierstempel 42 verbleiben der Verstärkungskörper 66 bzw. der Platzhalter 88 - wie in Fig. 3m) gezeigt - jeweils in dieser definierten Lage.

Insbesondere in einem solchen, zwei gesonderte Drapierschritte umfassenden Verfahren, hat sich der Einsatz insbesondere korrespondierend zur Vertiefung 46 ausgebildeter Drapiersegmente 44 und/oder insbesondere korrespondierend zum Freiraum 6 ausgebildeter Verstärkungskörper 66 bzw. Platzhalter 88 bewährt. Dies erlaubt vorteilhaft den Einsatz jeweils speziell auf die jeweilige Aufgabe ausgelegter Drapiersegmente 44 und Verstärkungskörper 66 bzw. Platzhalter 88, nämlich den beim Drapieren einer Vertiefung 46 auftretenden Kräfte einerseits und denjenigen Kräften im späteren Faserverbundbauteil 1 , was auch die Einbringung von Verstärkungskörpern 66 oder Platzhaltern 88 im Bereich des Freiraums 6 mit einer letztlich unabhängig von beim Drapieren des Freiraums 6 auftretenden Kräften ausgelegter Ausgestaltung zum Vorteil hat.

So können in einer bevorzugten Weiterbildung insbesondere aufblasbare Schläuche oder Flaschen als Platzhalter 88 Verwendung finden, welcher bereits aufgeblasen in den Freiraum 6 eingelegt werden oder im schlaffen Zustand in den Freiraum 6 eingelegt und erst im Anschluss daran zur endgültigen Form aufgeblasen werden.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist bevorzugt, wenn in einem integralen Drapierschritt der Freiraum 6 im Faser-Halbzeug 4 mittels des

Verstärkungskörpers 66 drapiert und dieser Verstärkungskörper 66 unmittelbar im Anschluss daran im Freiraum 6 belassen wird. Auch wenn bei dieser Ausgestaltung der Verstärkungskörpers 66 nicht nur auf die spätere Aufgabe im Faserverbundbauteil 1 sondern auch auf die beim Drapieren des Freiraums 6 auftretenden Kräfte ausgelegt sein muss, hat diese Ausgestaltung zum Vorteil, dass ein ganzer Drapierschritt eingespart wird.

Die Oberfläche 43 des Drapierstempels 42, welche nun frei sowohl von

Drapiersegmenten 44 als auch von Verstärkungskörpern 66 bzw. Platzhaltern 88 ist, bildet vorteilhaft die Oberfläche 7 des Faser-Halbzeuges 4 ab. Wie in Fig. 3n) gezeigt, können nun mittels den Fördermitteln 54 der

Wechseleinrichtung 50 weitere Faser-Matten 5 auch oberhalb des

Verstärkungskörpers 66 bzw. des Platzhalters 88 abgelegt und im Freiraum 6 belassene Verstärkungskörper 66 bzw. Platzhalter 88 mit weiteren Faser- Matten 5 umschlossen werden.

Fig. 3o) zeigt, wie nach finaler Ablage weiterer Faser-Matten 5 die

Wechseleinrichtung 50 vollständig in ihre Grundstellung außerhalb der

Drapierstation 40 rückgeführt ist.

Fig. 3p) zeigt, wie durch gleichzeitiges oder nachfolgendes Schließen des unbestückten Drapierstempels 42 und der Randstempel 47 in einem dritten Drapierschritt der Verstärkungskörper 66 bzw. der Platzhalter 88 mit Faser- Matten 5 umschlossen werden kann. Um dabei ein positionsgerechtes Halten im Freiraum 6 belassener

Verstärkungskörper 66 und/oder im Freiraum 6 eingesetzter Platzhalter 88 sicher zu stellen, können mit der Vertiefung 46 zusammenwirkende Haltemittel 48 vorgesehen sein. Insbesondere können die Haltemittel 48 ausgebildet sein, ein Vakuum zu ziehen, welches den Verstärkungskörper 66 und/oder den

Platzhalter 88 positionsgerecht in der Vertiefung 46, insbesondere während des dritten Drapierschrittes, fixiert. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass in der Formschale 45 unterhalb der Vertiefungen 46 Öffnungen vorgesehen sein können, an welchen ein Vakuum gezogen wird und somit der Verstärkungskörper 66 bzw. der Platzhalter 88 angesaugt bzw. in Position gehalten wird. Aber auch weitere Möglichkeiten der Fixierung der

Verstärkungskörper 66 bzw. Platzhalter 88 durch Kraftschluss, Formschluss oder Stoffschluss und Kombination draus sind möglich. In einer bevorzugten Weiterbildung schließlich kann nach dem dritten

Drapierschritt der Platzhalter 88 aus dem Freiraum 6 wieder entfernt werden, so dass - wie in Fig. 3q) gezeigt - im Faser-Halbzeug 4 ein zumindest teilweise von Faser-Matten 5 umschlossener, das Faser-Halbzeug 4 verstärkender Hohlkörper 77 entsteht.

Wie in Fig. 3r) gezeigt - ist so ein dreidimensionales, mit einem

Verstärkungskörper 66 verstärktes und/oder eine verstärkende Hohlstruktur 77 umfassenden Faser-Halbzeug 4 erhältlich ist, welches - wie skizziert - die Drapierstation 40 verlassen und weiteren Prozessschritten zugeführt werden kann. In der Drapierstation 40 selbst kann - beginnend mit dem in Fig. 3a) beschriebenen Schritt - sodann mit einem neuen Produktionszyklus begonnen werden.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfassen: Anders als im Stand der Technik werden für das Drapieren von Freiräumen 6 und das Einlegen von Verstärkungskörpern 66 und/oder Platzhaltern 88 keine kompletten weiteren Drapierwerkzeuge 41 mehr benötigt bzw. ein zeit- und kostenintensives manuelles Einlegen von Verstärkungskörpern 66 und/oder Platzhaltern 88 kann vermieden werden. Stattdessen werden alle Aufgaben von den gleichen Drapierstempeln 42 übernommen. Aufgrund des begrenzten Bauraums in einer Drapierstation 40 und der teilweise komplexen Ausbildung der Drapierwerkzeuge 41 als Stempel 42, ist der bekannte Austausch dieser in einer kurzen Zykluszeit mit einem erheblichen Aufwand verbunden und daher recht kostenintensiv. Gegenüber dem Tauschen kompletter Stempelsätze verkürzt sich mit der vorliegenden Erfindung die Taktzeit für die Herstellung eines mit einem Verstärkungskörper 66 verstärkten und/oder eine verstärkende Hohlstruktur 77 umfassenden Faser-Halbzeuges 4 vorteilhaft deutlich durch die temporäre abwechselnde lösbare Anordnung von Drapiersegmenten 44 bzw. Verstärkungskörpern 66 oder Platzhaltern 88 an der Oberfläche 43 eines Drapierstempels 42. Darüber hinaus ist der Platzbedarf für eine

erfindungsgemäße Drapierstation 40 sehr viel geringer, da keine Lagerfläche für einen kompletten zweiten Stempelsatz vorgehalten werden muss. Durch das Einbringen der Verstärkungskörper 66 und/oder Platzhalter 88 mittels

Drapierstempel 42 kann des Weiteren vorteilhaft auf weitere

Handhabungsgerätschaften verzichtet werden. Darüber hinaus werden durch das Einlegen der Verstärkungskörper 66 und/oder Platzhalter 88 mit dem

Drapierstempel 42 Beschädigungsrisiken vermieden, da es sich um das gleiche Werkzeug 41 handelt, welches für die Formgebung des Faser-Halbzeuges 4 verantwortlich ist. Insbesondere kann die Lage der Verstärkungskörper 66 und/oder der Platzhalter 88 vor bzw. nach einem Drapierschritt überprüft werden und somit eine dauerhafte Qualitätskontrolle sichergestellt werden. Schließlich kann zeitgleich auftretenden Effekten wie Faltenbildung und/oder Faserverschiebungen vermieden werden. Bezugszeichenliste P1498:

1 Faserverbundbauteil

2 Hauptform von 1

3 Faser-Vorform

4 Faser-Halbzeug

5 Faser-Matten

6 Freiraum im Faser-Halbzeug 4

7 Oberseite des Faser-Halbzeugs 4

10 Anlage

20 Formwerkzeug

21 Werkzeugoberteil (Patrize) 22 Werkzeugunterteil (Matrize)

30 zweiteiliges Vorform-Werkzeug

31 obere Formwerkzeughälfte

32 untere Formwerkzeughälfte

40 Drapierstation

41 Drapierwerkzeug

42 Drapierstempel

43 Oberfläche des Drapierstempels 44 Drapiersegmente

45 Formschale

46 Vertiefung in der Formschale 45

47 Randstempel

48 Haltemittel Wechseleinrichtung

Positionierungsarm

Hebearmen

Aufnahmen Fördermittel für Faser-Matten 5

Nadeln

Magnet

ferromagnetischer Einsatz

Stift oder Bolzen Verstärkungskörper, insbesondere Kernwerkstoff Hohlstruktur im Faser-Halbzeug 4 Platzhalter