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Title:
MOLD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/083349
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention further develops a mold, in particular for producing a preform component (12a; 12b; 12c) from at least one semi-finished fiber product (14a; 14b; 14c, 36c), having at least two mold halves (16a, 18a; 16b, 18b; 16c, 18c), which are movable relative to one another and are designed to carry out a shaping process of the at least one semi-finished fiber product (14a; 14b; 14c, 36c) and/or to attach at least one reinforcing element (22a; 22b; 22c) to the at least one semi-finished fiber product (14a; 14b; 14c, 36c), wherein at least one of the mold halves (16a, 18a; 16b, 18b; 16c, 18c) is designed to drape the at least one semi-finished fiber product (14a; 14b; 14c) with the aid of the at least one reinforcing element (22a; 22b; 22c). According to the invention, at least one of the mold halves (18a; 18b; 18c) comprises at least one holding device (24a; 24b; 24c) for holding the at least one reinforcing element (22a; 22b; 22c), wherein the at least one holding device (24a; 24b; 24c) comprises at least one holding element (26a, 28a; 26b, 28b; 26c, 28c) in the form of a needle gripper, a vacuum holding element or a magnetic holding element.

Inventors:
MÄRTIENS STEFFEN (DE)
FÜRST TOBIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/078499
Publication Date:
May 11, 2018
Filing Date:
November 07, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SCHMIDT & HEINZMANN GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B29C33/14; B29C70/86; B29C33/16; B29C33/18; B29C70/46; B29C70/54
Foreign References:
US4950437A1990-08-21
EP2952315A12015-12-09
DE102014217756A12016-03-10
EP3072658A12016-09-28
DE102015201559A12016-08-04
Attorney, Agent or Firm:
DAUB, Thomas (DE)
Download PDF:
Claims:
07.1 1 .2017

Ansprüche

1 . Formwerkzeug, insbesondere zur Herstellung eines Preform-Bauteils

(12a; 12b; 12c) aus zumindest einem Faserhalbzeug (14a; 14b; 14c, 36c), mit zumindest zwei zueinander verfahrbaren Werkzeughälften (16a, 18a; 16b, 18b; 16c, 18c), die zu einem Umformvorgang des zumindest einen Faserhalbzeugs (14a; 14b; 14c, 36c) und/oder zur Anbindung wenigstens eines Verstärkungselements (22a; 22b; 22c) an das zumindest eine Faserhalbzeug (14a; 14b; 14c, 36c) vorgesehen sind, wobei wenigstens eine der Werkzeughälften (16a, 18a; 16b, 18b; 16c, 18c) dazu vorgesehen ist, mittels des wenigstens einen Verstärkungselements (22a; 22b; 22c) eine Drapierung des zumindest einen Faserhalbzeugs (14a; 14b; 14c) vorzunehmen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Werkzeughälften (18a; 18b; 18c) zumindest eine Haltevorrichtung (24a; 24b; 24c) aufweist, die dazu vorgesehen ist das wenigstens eine

Verstärkungselement (22a; 22b; 22c) zu halten, wobei die zumindest eine Haltevorrichtung (24a; 24b; 24c) zumindest ein als Nadelgreifer, als Vakuumhalteelement oder als Magnethalteelement ausgebildetes

Halteelement (26a, 28a; 26b, 28b; 26c, 28c) aufweist.

2. Formwerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Werkzeughälfte (18a; 18b; 18c) dazu vorgesehen ist, eine Drapierung des wenigstens einen Faserhalbzeugs (14a; 14b; 14c) mittels des Verstärkungselements (22a; 22b; 22c) in lediglich einem Pressvorgang vorzunehmen. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (24c) dazu vorgesehen ist, das wenigstens eine Verstärkungselement (22c) und wenigstens ein weiteres Faserhalbzeug (36c) zu halten.

Verfahren zur Herstellung eines Preform-Bauteils (12a; 12b; 12c), insbesondere mittels eines Formwerkzeugs nach einem der

vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Drapierung wenigstens eines Faserhalbzeugs (14a; 14b; 14c) mittels eines in das Faserhalbzeug (14a; 14b; 14c) einzubringenden Verstärkungselements (22a; 22b; 22c) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt Werkzeughälften (16a, 18a; 16b, 18b; 16c, 18c) das Faserhalbzeug (14a; 14b; 14c) bei einem Schließvorgang mittels des Verstärkungselements (22a; 22b; 22c) drapieren, wobei das Verstärkungselement (22a; 22b; 22c) nach der Drapierung und Umformung des Faserhalbzeugs (14a; 14b; 14c) in dem Preform-Bauteil bleibt, wobei das Verstärkungselement (22a; 22b; 22c) durch einen Anpressdruck und/oder eine Wärmezufuhr mit dem Faserhalbzeug (14a; 14b; 14c) verbunden wird, wodurch das

Verstärkungselement (22a; 22b; 22c) mit Bindermaterial des

Faserhalbzeugs (14a; 14b; 14c) und/oder mit auf dem Faserhalbzeug (14a; 14b; 14c) aufgebrachten Klebstoffmaterial zumindest teilweise stoffschlüssig verbunden wird.

Preform-Bauteil hergestellt in einem Verfahren nach Anspruch 4, insbesondere unter Verwendung eines Formwerkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zumindest zwei

Faserhalbzeuglagen und ein Verstärkungselement (22a; 22b; 22c), wobei das Verstärkungselement (22a; 22b; 22c) zwischen den beiden

Faserhalbzeuglagen eingeschlossen ist.

Description:
Formwerkzeug

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . In DE 10 2015 201 559 A1 ist bereits vorgeschlagen worden, dass ein

Formwerkzeug, insbesondere zur Herstellung eines Preform-Bauteils aus zumindest einem Faserhalbzeug, zumindest zwei zueinander verfahrbare

Werkzeughälften aufweist, die zu einem Umformvorgang des zumindest einen Faserhalbzeugs und/oder zur Anbindung wenigstens eines Verstärkungselements an das zumindest eine Faserhalbzeug vorgesehen sind, wobei wenigstens eine der Werkzeughälften dazu vorgesehen ist, mittels des wenigstens einen

Verstärkungselements eine Drapierung des zumindest einen Faserhalbzeugs vorzunehmen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, ein gattungsgemäßes Formwerkzeug bereitzustellen mittels dem ein Preform-Bauteil aus einem

Faserhalbzeug und einem Verstärkungselement besonders einfach und schnell hergestellt werden kann. Insbesondere kann mittels dem erfindungsgemäßen Formwerkzeug ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen eines Perform-Bauteils bereitgestellt werden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können. - -

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einem Formwerkzeug, insbesondere zur Herstellung eines Preform-Bauteils aus zumindest einem Faserhalbzeug, mit zumindest zwei zueinander verfahrbaren Werkzeughälften, die zu einem Umformvorgang des zumindest einen Faserhalbzeugs und/oder zur Anbindung wenigstens eines Verstärkungselements an das zumindest eine Faserhalbzeug vorgesehen sind, wobei wenigstens eine der Werkzeughälften dazu vorgesehen ist, mittels des wenigstens einen Verstärkungselements eine Drapierung des zumindest einen Faserhalbzeugs vorzunehmen. Es wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine der Werkzeughälften zumindest eine Haltevorrichtung aufweist, die dazu vorgesehen ist das wenigstens eine Verstärkungselement zu halten, wobei die zumindest eine Haltevorrichtung zumindest ein als Nadelgreifer, als Vakuumhalteelement oder als

Magnethalteelement ausgebildetes Halteelement aufweist. Unter einem„Preform-Bauteil" soll insbesondere ein vorgeformtes Bauteil, insbesondere ein vorgeformtes Halbzeug verstanden werden, das aus wenigstens einem Faserhalbzeug oder wenigstens einer Faserhalbzeuglage und wenigstens einem mit dem Faserhalbzeug oder der Faserhalbzeuglage verbundenen

Versteifungselement gebildet ist. Das Preform-Bauteil ist vorzugsweise als ein Zwischenprodukt aus Verstärkungsfasern bei der Herstellung eines

Faserverbundbauteils mittels LCM-Technologien (Liquid Composite Moulding) ausgebildet. Insbesondere ist in das Preform-Bauteil und insbesondere in das wenigstens eine Faserhalbzeug noch kein Harz- und/oder Härter zur endgültigen Ausformung und Aushärtung des Preform-Bauteils injiziert. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Preform-Bauteil als ein Prepreg ausgebildet ist und insbesondere aus einer mit einem Harz - Härtergemisch infiltrierten aber noch nicht ausgehärteten Fasermatte ausgebildet ist. Das Preform-Bauteil wird vorzugsweise in wenigstens einem weiteren Prozessschritt in ein fertiges Bauteil umgewandelt. Insbesondere ist es denkbar, dass das Preform-Bauteil in diesem . .

zumindest einen weiteren Prozessschritt weiter umgeformt und/oder zugeschnitten und/oder ausgehärtet wird. Unter einem„Faserhalbzeug" soll insbesondere ein Halbzeug aus in einem Matrixwerkstoff angeordneten Fasern verstanden werden, wobei die Fasern unidirektional, biaxial, triaxial oder quadraxial in unterschiedlichsten Orientierungsrichtungen angeordnet sind. Die Fasern können vorzugsweise aus dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Materialen bestehen, wobei

insbesondere Glasfasern, Kohlefasern, oder andere Natur- oder Kunstfasern verwendet werden können. Unter einer„Werkzeughälfte" soll insbesondere eine Hälfte eines Werkzeugs verstanden werden, wobei das Werkzeug vorzugsweise zumindest eine erste, untere Werkzeughälfte und eine zweite, obere

Werkzeughälfte aufweist. Vorteilhafterweise sind die Werkzeughälften

vorzugsweise jeweils als eine Hälfte einer Pressvorrichtung ausgebildet, wobei eine der Werkzeughälften vorzugsweise stationär angebracht ist, und die andere Werkzeughälfte relativ zu der stationären Werkzeughälfte verfahren werden kann und das Werkzeug so geöffnet und geschlossen werden kann. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass beide Werkzeughälften bewegbar gelagert sind. Unter einem„Umformvorgang" soll insbesondere ein Vorgang verstanden werden, bei dem das zumindest eine Faserhalbzeug und/oder das zumindest eine

Verstärkungselement zumindest in Teilbereichen umgeformt wird/werden und insbesondere von einer flachen, ebenen Form in eine gekrümmte und/oder profilierte Form gebracht werden. Unter einem„Verstärkungeselement" soll insbesondere ein Element verstanden werden, dass zur lokalen Verstärkung des fertigen Bauteils in das Preform-Bauteil eingebracht wird, wobei das

Verstärkungselement vorzugsweise in besonders beanspruchten Bereichen des fertigen Bauteils angeordnet ist. Das Verstärkungselement ist vorzugsweise aus weiteren Verstärkungsfasern als Streifen (Patch) oder als eine Platte oder eine Strebe ausgebildet, wobei das Verstärkungselement grundsätzlich auch eine Kontur aufweisen kann, die von einer ebenen Platte oder einer ebenen Strebe abweichen kann. Das Verstärkungselement ist als ein Insert ausgebildet. Das Verstärkungselement ist vorzugsweise aus einem Schaumstoff, aus einem Metall und/oder aus einem Kunststoff gebildet. Unter einer„Anbindung eines . _

Verstärkungselements" soll insbesondere eine verliersichere Anbindung des Verstärkungselements an das Faserhalbzeug verstanden werden, wobei die verliersichere Anbindung durch einen Kraft- Form- und/oder Stoffschluss gebildet werden kann. Vorzugsweise ist das Verstärkungselement stoffschlüssig über eine Klebeverbindung mit dem Faserhalbzeug verbunden. Vorzugsweise ist es denkbar, dass das Verstärkungselement durch einen Anpressdruck und/oder einer Wärmezufuhr mit dem Faserhalbzeug verbunden wird, wodurch das

Verstärkungselement mit dem Matrixmaterial des Faserhalbzeugs zumindest teilweise stoffschlüssig verbunden wird. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass eine zusätzliche Schicht aus einem Klebstoff auf dem Verstärkungselement und/oder dem Faserhalbzeug angebracht ist, mittels dem das

Verstärkungselement mit dem Faserhalbzeug verbindbar ist. Unter einer „Drapierung" soll insbesondere eine sphärische Verformung des Faserhalbzeugs, vorzugsweise ohne Faltenbildung, insbesondere zur Aufnahme des

Verstärkungselements verstanden werden. Dadurch kann eine Drapierung des wenigstens einen Faserhalbzeugs vorteilhaft zeitgleich mit dem Umformen des wenigstens einen Faserhalbzeugs stattfinden.

Unter einer„Haltevorrichtung" soll insbesondere eine Vorrichtung mit wenigstens einem Halteelement verstanden werden, mittels dem ein Element, wie

insbesondere das Verstärkungselement und/oder ein Faserhalbzeug in einer Position festgehalten werden kann. Vorteilhafterweise weist ein Halteelement vorzugsweise zwei Zustände auf, wobei ein Halteelement in einem Halte-Zustand das entsprechende Element in seiner Position hält und in einem Löse-Zustand das entsprechende Element nicht mehr hält. Die Halteelemente sind insbesondere dazu vorgesehen, das entsprechende zu fixierende Element, wie insbesondere das Verstärkungselement und/oder das Faserhalbzeug, form- und/oder

kraftschlüssig zu halten. Dadurch kann das Verstärkungselement vorteilhaft in den Werkzeughälften gehalten werden und so das Verstärkungselement besonders einfach zur Drapierung verwendet werden. - -

Unter einem„Nadelgreifer" soll insbesondere ein Greiferelement verstanden werden, dass zum Greifen und Fixieren insbesondere von Textil- Schaumstoffplatten und/oder Fasergeweben vorgesehen ist, und dazu zumindest eine entlang einer Verfahrichtung verfahrbaren Haltenadeln aufweist, die insbesondere zwischen einem eingefahrenen Zustand und einem ausgefahrenen Zustand verfahrbar sind, wobei die Haltenadel in dem ausgefahrenen Zustand dazu vorgesehen ist, in das zu haltende Element einzudringen und dieses dadurch zu fixieren und zum Lösen des gehaltenen Elements in die eingefahrene Stellung verstellt zu werden, wodurch sich die Halteverbindung zwischen dem der

Haltenadel und dem gehaltenen Element löst. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass ein Greiferelement insbesondere mehrere Haltenadeln aufweist. Die gesamte Haltevorrichtung weist zumindest einen Nadelgreifer, vorzugsweise aber mehrere Nadelgreifer auf, die an unterschiedlichen Stellen an das zu haltende Element angreift. Dadurch kann die Haltevorrichtung besonders vorteilhaft zur Fixierung von Verstärkungselementen aus einem Fasermaterial und/oder einem Schaumstoffmaterial ausgebildet werden.

Unter einem„Vakuumhalteelement" soll vorteilhafterweise insbesondere ein Element verstanden werden, das durch Erzeugung eines Unterdrucks ein zu haltendes Element fixiert, wobei ein zu haltendes Element an einer Anlagefläche des Vakuumhalteelements anliegt, wobei in der Anlagefläche eine Öffnung eingebracht ist, an die zumindest ein Unterdruck erzeugendes Gerät, wie beispielsweise eine Vakuumpumpe angeschlossen ist, das in der Öffnung einen Unterdruck erzeugt, durch das das zu haltende Element an dem

Vakuumhalteelement fixiert wird. In einem Haltezustand des

Vakuumhalteelements wird die Öffnung mit einem Unterdruck beaufschlagt und während eines Lösezustandes mit einem normalen Umgebungsdruck. Dadurch kann die Haltevorrichtung besonders vorteilhaft zur Fixierung flächiger

Verstärkungselemente ausgebildet werden.

Unter einem„Magnethalteelement" soll insbesondere ein Halteelement verstanden werden, das zumindest eine elektromagnetische Spule aufweist, die bei . .

Bestromung ein Magnetfeld erzeugt, das ein zu haltendes metallisches Element, insbesondere ein als metallischer Einleger ausgebildetes Verstärkungselement, in einer Position fixiert. In einem Haltezustand wird die zumindest eine

elektromagnetische Spule bestromt und erzeugt so ein Magnetfeld das ein metallisches Element fixieren kann. In einem Lösezustand ist die zumindest eine elektromagnetische Spule des Magnethalteelements nicht bestromt und erzeugt so kein Magnetfeld, das das metallische Element hält. Es ist insbesondere denkbar, dass mittels des Magnethalteelements rein metallische

Verstärkungselemente gehalten werden, oder dass ein zu haltendes

Verstärkungselement im Wesentlichen aus einem nicht metallischen Material besteht, ein oder mehrere metallische Fixierelemente aufweist, über die das Verstärkungselement mittels des Magnethalteelements gehalten werden kann. Dadurch kann die Haltevorrichtung besonders einfach und vorteilhaft zur Fixierung von metallischen Verstärkungselementen ausgebildet werden. Weiter wird vorgeschlagen, dass die wenigstens eine Werkzeughälfte dazu vorgesehen ist, eine Drapierung des wenigstens einen Faserhalbzeugs mittels des Verstärkungselements in lediglich einem Pressvorgang vorzunehmen. Darunter, dass die Drapierung mittels des Verstärkungselements in„lediglich einem

Pressvorgang" erfolgt, soll insbesondere verstanden werden, dass eine

Drapierung des Faserhalbzeugs und das Verbinden des Verstärkungselements mit dem Faserhalbzeug bei einem Pressvorgang, also bei einem einmaligen Schließen der beiden Werkzeughälften, erfolgt. Dadurch kann die Drapierung des Faserhalbzeugs und die Anbindung des Verstärkungselements in einem

besonders vorteilhaften Prozess stattfinden. Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Haltevorrichtung dazu vorgesehen ist, das wenigstens eine Verstärkungselement und wenigstens ein weiteres

Faserhalbzeug zu halten. Unter einem„weiteren Faserhalbzeug" soll

insbesondere ein zu dem Faserhalbzeug, das mittels des Verstärkungselements drapiert wird, zusätzliches Faserhalbzeug verstanden werden, dass im

Wesentlichen einen gleichen Aufbau haben kann wie das zu drapierende . .

Faserhalbzeug. Dadurch kann vorteilhaft ein weiteres Faserhalbzeug in einem Pressvorgang verarbeitet werden und insbesondere ein einfaches Preform-Bauteil hergestellt werden, das ein zwischen zwei Fasermatten eingebettetes

Verstärkungselement aufweist. Ferner geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Herstellung eines

Preform-Bauteils, wobei eine Drapierung des wenigstens einen Faserhalbzeugs mittels eines in das Faserhalbzeug einzubringendes Verstärkungselements erfolgt. Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt die

Werkzeughälften das Faserhalbzeug bei einem Schließvorgang mittels des

Verstärkungselements drapieren, wobei das Verstärkungselement nach der Drapierung und Umformung des Faserhalbzeugs in dem Preform-Bauteil bleibt, wobei das Verstärkungselement durch einen Anpressdruck und/oder einer

Wärmezufuhr mit dem Faserhalbzeug verbunden wird, wodurch das

Verstärkungselement mit Bindermaterial des Faserhalbzeugs und/oder mit auf dem Faserhalbzeug aufgebrachten Klebstoffmaterial zumindest teilweise stoffschlüssig verbunden wird. Dadurch kann ein Preform-Bauteil mit einem in das Faserhalbzeug eingebrachten Verstärkungselement besonders einfach und schnell hergestellt werden.

Das erfindungsgemäße Formwerkzeug, das erfindungsgemäße Verfahren und/oder das erfindungsgemäße Preform-Bauteil sollen/soll vorliegend nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein.

Insbesondere können/kann das erfindungsgemäße Formwerkzeug, das

erfindungsgemäße Verfahren und/oder das erfindungsgemäße Preform-Bauteil zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. - -

Zeichnungen

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die

Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsbemäßen

Formwerkzeug in einem ersten Ausführungsbeispiel in einem geöffneten Zustand mit einem eingelegten Faserhalbzeug,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Formwerkzeugs in einem

geöffneten Zustand mit einem eingelegten Faserhalbzeug und einem über eine Haltevorrichtung gehaltenen

Verstärkungselement,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Formwerkzeugs in einem

geschlossenen Zustand, mit dem Faserhalbzeug und dem

Verstärkungselement, das zu einem Preform-Bauteil umgeformt und miteinander verbunden wurde,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Formwerkzeugs in einem

geöffneten Zustand mit dem fertigen Preform-Bauteil,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines erfindungsbemäßen

Formwerkzeugs in einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem geschlossenen Zustand mit einem fertigen Preform-Bauteil und

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen

Formwerkzeugs in einem dritten Ausführungsbeispiel in einem geschlossenen Zustand mit einem fertigen Preform-Bauteil aus zwei Faserhalbzeugen und einem Verstärkungselement. - -

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Figuren 1 bis 4 zeigen ein erfindungsgemäßes Formwerkzeug 10a in einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Formwerkzeug 10a ist zur Herstellung eines Preform-Bauteils 12a aus wenigsten einem Faserhalbzeug 14a vorgesehen. Das Preform-Bauteil 12a wird mittels dem Formwerkzeug 1 0a in eine Vorform gebracht. Das Preform-Bauteil 12a ist insbesondere noch nicht zwingend die endgültige Form des fertigen Bauteils. In einem nachgeschalteten

Bearbeitungsschritt wird das Preform-Bauteil 12a, vorzugsweise durch Injizieren von Harz und Härter, unter dem Einfluss von Druck und/oder Wärme in eine endgültige Form gebracht und ausgehärtet.

Das Formwerkzeug 10a ist als eine Presse ausgebildet. Das Formwerkzeug 10a weist zwei Werkzeughälften 1 6a, 18a auf. Die erste Werkzeughälfte 1 6a ist als eine untere Werkzeughälfte 1 6a ausgebildet. Die untere Werkzeughälfte 1 6a ist starr auf einem Boden aufgeständert. Die zweite Werkzeughälfte 18a ist als eine obere Werkzeughälfte 18a ausgebildet. Die obere Werkzeughälfte 18a ist beweglich zu der unteren Werkzeughälfte 1 6a angeordnet. Vorzugsweise ist die zweite Werkzeughälfte 18a über eine nicht näher dargestellte Mechanik in einer vertikalen Bewegungsachse zu der unteren Werkzeughälfte 1 6a bewegbar. Die Mechanik kann insbesondere beispielsweise einen hydraulischen oder rein mechanischen Antrieb haben. Die beiden Werkzeughälften 1 6a, 18a sind in einem geöffneten Zustand voneinander beabstandet angeordnet, wodurch in dem geöffneten Zustand der Bearbeitungsbereich des Formwerkzeugs 10a zugänglich ist. In dem geöffneten Zustand kann das Preform-Bauteil 12a aus dem

Formwerkzeug 10a entnommen werden bzw. die Halbzeuge, aus denen das Prefom-Bauteil 12a gefertigt wird, in das Formwerkzeug 10a eingelegt werden. Ein Einlegen und/oder eine Entnahme in bzw. aus dem Formwerkzeug 10a kann vorteilhafterweise manuell oder mittels einer Automatik, wie beispielsweise einer Robotik erfolgen. Das Einlegen und die Entnahme sollen vorliegend nicht näher beschrieben werden und erfolgen auf eine aus dem Stand der Technik bekannte Art und Weise. Bei einem Schließvorgang der beiden Werkzeughälften 1 6a, 18a - -

und in dem geschlossenen Zustand der Werkzeughälften 1 6a, 18a wird das Preform-Bauteil 12a aus dem in das Formwerkzeug 10a eingelegte Faserhalbzeug 14a geformt. Der Schließvorgang der Werkzeughälften 16a, 18a bildet einen Umformvorgang der zumindest einen in das Formwerkzeug 10a eingelegten Faserhalbzeugs 14a aus. Dazu weist das Formwerkzeug 10a eine Matrize 20a auf, in der das Faserhalbzeug 14a beim Umformvorgang verformt wird. Die Matrize 20a ist insbesondere in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel von der unteren Werkzeughälfte 1 6a gebildet. In einem geöffneten Zustand des

Formwerkzeugs 10a wird das Faserhalbzeug 14a in die von der unteren

Werkzeughälfte 1 6a gebildeten Matrize 20a eingelegt. Das in das Formwerkzeug 10a eingelegte Faserhalbzeug 14a ist vorzugsweise zugeschnitten. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Matrize 20a von der oberen Werkzeughälfte 18a gebildet wird oder dass beide Werkzeughälften 16a, 18a eine Matrize 20a aufweisen. Während des Umformvorgangs wird das Faserhalbzeug 14a durch Einwirkung von Druck und Hitze über die Werkzeughälften 1 6a, 18a umgeformt.

Das Formwerkzeug 10a ist dazu vorgesehen, ein Verstärkungselement 22a an das Faserhalbzeug 14a anzubinden. Das Verstärkungselement 22a ist

insbesondere aus einem Fasermaterial gebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Verstärkungselement aus einem Schaumstoff gebildet ist. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Verstärkungselement 22a als eine andere Fasermatte, als ein Kunststoffbauteil, beispielsweise aus einem PA oder einem Naturwerkstoff gebildet ist. Das Verstärkungselement 22a ist als eine Platte ausgebildet. Das Verstärkungselement 22a ist insbesondere als ein flächiges Bauteil ausgebildet. Grundsätzlich kann das Verstärkungselement 22a auch eine andere Form als die Beschriebene aufweisen, insbesondere eine beliebige dreidimensionale. Das Formwerkzeug 10a ist dazu vorgesehen das Preform- Bauteil 12a aus dem Faserhalbzeug 14a und dem Verstärkungselement 22a auszubilden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Formwerkzeug 10a das Preform-Bauteil 12a aus mehreren Faserhalbzeugen 14a und/oder mehreren Verstärkungselementen 22a herzustellen. Das Verstärkungselement 22a wird - -

insbesondere während des Umformvorgangs mit dem Faserhalbzeug 14a verbunden. Vorzugsweise wird das Verstärkungselement 22a über ein

Matrixmaterial des Faserhalbzeugs 14a stoffschlüssig an das Faserhalbzeug 14a angebunden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass ein zusätzlicher Kleber auf das Faserhalbzeug 14a und/oder das Verstärkungselement 22a aufgetragen wird, sodass das Verstärkungselement 22a fest mit dem Faserhalbzeug 14a verbunden werden kann.

Zur Anbindung des Verstärkungselements 22a an das Faserhalbzeug 14a wird das Faserhalbzeug 14a drapiert. Das Formwerkzeug 10a ist dazu vorgesehen, das Faserhalbzeug 14a mittels des Verstärkungselements 22a zu drapieren. Die Werkzeughälften 16a, 18a drapieren das Faserhalbzeug 14a bei einem

Schließvorgang mittels des Verstärkungselements 22a, das nach der Drapierung und Umformung des Faserhalbzeugs 14a in dem Preform-Bauteil bleibt. Die Werkzeughälften 16a, 18a sind dazu vorgesehen, eine Drapierung des

Faserhalbzeugs 14a mittels des Verstärkungselements 22a in lediglich einem Pressvorgang vorzunehmen. Die Drapierung des Faserhalbzeugs 14a erfolgt in dem selben Schließvorgang der Werkzeughälften 1 6a, 18a wie das Umformen des Faserhalbzeugs 14a zu dem Preform-Bauteil 12a.

Zur Aufnahme des Verstärkungselements 22a in dem Formwerkzeug 10a weist die Werkzeughälfte 18a eine Haltevorrichtung 24a auf. Die Haltevorrichtung 24a ist dazu vorgesehen, das Verstärkungselement 22a in dem Formwerkzeug 10a zumindest während einem Schließvorgang der beiden Werkzeughälften 1 6a, 18a zu fixieren. Die Haltevorrichtung 24a ist an einer der unteren Werkzeughälfte 1 6a zugewandten Innenseite der oberen Werkzeughälfte 18a angeordnet. Die

Haltevorrichtung 24a weist ein erstes Halteelement 26a und ein zweites

Halteelement 28a auf. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die

Haltevorrichtung mehr als die zwei Halteelemente 26a, 28a oder lediglich ein Halteelement 26a, 28a aufweist. Die beiden Halteelemente 26a, 28a sind an der oberen Werkzeughälfte 18a angeordnet. Insbesondere sind die Halteelemente 26a, 28a beabstandet zueinander angeordnet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, - -

dass die Halteelemente 26a, 28a an der unteren Werkzeughälfte 1 6a angeordnet sind. Die Halteelemente 26a, 28a sind als Nadelgreifer ausgebildet. Die als Nadelgreifer ausgebildeten Halteelemente 26a, 28a weisen jeweils eine zwischen einer eingefahrenen Stellung und einer ausgefahrenen Stellung verstellbare Haltenadel 30a, 32a auf. In der eingefahrenen Stellung sind die Haltenadeln 30a, 32a der Halteelemente 26a, 28a jeweils in einen Grundkörper der Halteelemente 26a, 28a eingefahren. In dem eingefahrenen Zustand kann mittels dem

Halteelement 26a, 28a kein Element gehalten werden. In einem ausgefahrenen Zustand sind die Haltenadeln 30a, 32a der Halteelemente 26a,28a aus dem Grundkörper ausgefahren und stehen aus diesem hinaus. Die Haltenadeln 30a, 32a der Halteelemente 26a, 28a sind dazu vorgesehen, in dem ausgefahrenen Zustand in ein zu haltendes Element, wie insbesondere in das

Verstärkungselement 22a einzudringen, um dieses zu halten. Die Halteelemente 26a, 28a sind dazu vorgesehen, das Verstärkungselement 22a während eines Schließvorgangs der beiden Werkzeughälften 1 6a, 18a des Formwerkzeugs 10a zu halten. Nach einem Schließvorgang der beiden Werkzeughälften 1 6a, 18a des Formwerkzeugs 10a, in dem das Preform-Bauteil 12a durch Drapieren und Umformen des Faserhalbzeugs 14a und anbinden des Verstärkungselements 22a an das Faserhalbzeug 14a hergestellt wird, werden die Halteelemente 26a, 28a von dem Verstärkungselement 22a gelöst und das Preform-Bauteil 12a kann aus dem Formwerkzeug 10a entnommen werden.

Folgend soll das Verfahren beschrieben werden mittels dem in dem

Formwerkzeug 10a aus dem Faserhalbzeug 14a und dem Verstärkungselement 22a das Preform-Bauteil 12a gefertigt wird. In das geöffnete Formwerkzeug 10a wird ein Faserhalbzeug 14a eingelegt. Vorzugsweise wird das Faserhalbzeug 14a auf die untere Werkzeughälfte 1 6a auf die Matrize 20a aufgelegt. Insbesondere ist das Faserhalbzeug 14a entsprechend zugeschnitten. Die untere Werkzeughälfte 16a weist vorzugsweise entsprechende Halter auf, über die das Faserhalbzeug 14a in der korrekten Lage in der unteren Werkzeughälfte 1 6a angeordnet werden kann. Das Einlegen des Faserhalbzeugs 14a erfolgt insbesondere automatisch - -

über eine entsprechende Einlegevorrichtung. Grundsätzlich ist auch ein manuelles Einlegen des Faserhalbzeugs 14a in das Formwerkzeug 10a denkbar. Das Verstärkungselement 22a wird ebenfalls in das geöffnete Formwerkzeug 10a eingebracht. Das Verstärkungselement 22a wird über die Halteelemente 26a, 28a an der oberen Werkzeughälfte 18a gehalten. Das Verstärkungselement 22a wird vorzugsweise über automatisch über eine entsprechende, nicht näher dargestellte Einlegevorrichtung in das Formwerkzeug 10a eingelegt. Grundsätzlich ist auch ein manuelles Einlegen des Verstärkungselements 22a in das Formwerkzeug 10a denkbar. Ist das Faserhalbzeug 14a und das Verstärkungselement 22a in dem Formwerkzeug 10a angeordnet, werden die beiden Werkzeughälften 1 6a, 18a geschlossen, in dem die obere Werkzeughälfte 18a auf die unter Werkzeughälfte 16a zubewegt wird. Bei dem Schließvorgang der beiden Werkzeughälften 1 6a, 18a wird das Faserhalbzeug 14a mittels dem Verstärkungselement 22a drapiert. Das Verstärkungselement 22a drapiert das Faserhalbzeug 14a so, dass das Verstärkungselement 22a in dem Faserhalbzeug 14a verliersicher angebracht werden kann. Das Verstärkungselement 22a wird bei dem Schließvorgang mit dem Faserhalbzeug 14a fest verbunden. Vorzugsweise wird das

Verstärkungselement 22a über eine Klebeverbindung stoffschlüssig mit dem Faserhalbzeug 14a verbunden. Insbesondere wird das Verstärkungselement 22a über einen auf der Oberfläche des Faserhalbzeugs 14a angeordneten Kleber stoffschlüssig mit dem Faserhalbzeug 14a verbunden. Der Kleber kann

insbesondere ein Teil des Matrixmaterials des Faserhalbzeugs 14a sein oder ein extra vor dem Schließvorgang auf das Faserhalbzeug 14a und/oder das

Verstärkungselement 22a aufgetragener Kleber sein. Durch die Form der Matrize 20a wird das Faserhalbzeug 14a in eine entsprechende Form gebracht. Das Faserhalbzeug 14a und das Verstärkungselement 22a werden unter Druck und/oder Hitze in eine der Matrize 20a entsprechende Form gepresst. Die

Drapierung des Faserhalbzeugs 14a durch das Verstärkungselement 22a, sowie die Umformung des Faserhalbzeugs 14a zu dem Preform-Bauteil 12a erfolgt vorzugsweise in einem Schließvorgang/Pressvorgang des Formwerkzeugs 10a. In zumindest einem Verfahrensschritt des Verfahrens drapieren die Werkzeughälften - -

16a, 18a das Faserhalbzeug 14a bei einem Schließvorgang mittels des

Verstärkungselements 22a, wobei das Verstärkungselement 22a nach der Drapierung und Umformung des Faserhalbzeugs 14a in dem Preform-Bauteil bleibt, wobei das Verstärkungselement 22a durch einen Anpressdruck und/oder einer Wärmezufuhr mit dem Faserhalbzeug 14a verbunden wird, wodurch das Verstärkungselement 22a mit Bindermaterial des Faserhalbzeugs 14a und/oder mit auf dem Faserhalbzeug 14a aufgebrachten Klebstoffmaterial zumindest teilweise stoffschlüssig verbunden wird. Nach dem Umformvorgang und der Drapierung des Faserhalbzeugs 14a mittels des Verstärkungselements 22a werden die Halteelemente 26a, 28a der Haltevorrichtung 24a von dem

Verstärkungselement 22a gelöst und das Formwerkzeug 10a wieder geöffnet, in dem die obere Werkzeughälfte 18a von der unteren Werkzeughälfte 1 6a abhebt. Das aus dem Faserhalbzeug 14a und dem Verstärkungselement 22a gebildete Preform-Bauteil 12a wird nun aus dem Formwerkzeug 10a entnommen.

Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass ein weiteres Faserhalbzeug 14a mit dem Preform-Bauteil 12a verbunden wird. Dies kann in einem separaten

Formwerkzeug oder in dem gezeigten Formwerkzeug 10a geschehen.

In den Figuren 5 und 6 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 3 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 5 und 6 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b und c ersetzt.

Die Figur 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Formwerkzeug 10b in einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Formwerkzeug 10b ist zur Herstellung eines Preform- Bauteils 12b aus wenigsten einem Faserhalbzeug 14b vorgesehen. Das - -

Formwerkzeug 10b ist als eine Presse ausgebildet. Das Formwerkzeug 10b weist zwei Werkzeughälften 1 6b, 18b auf. Das Formwerkzeug 10b ist dazu vorgesehen, ein Verstärkungselement 22b an das Faserhalbzeug 14b anzubinden. Das

Formwerkzeug 10b ist dazu vorgesehen das Preform-Bauteil 12b aus dem

Faserhalbzeug 14b und dem Verstärkungselement 22b auszubilden. Durch Anbindung des Verstärkungselements 22b an das Faserhalbzeug 14b wird das Faserhalbzeug 14b drapiert. Das Formwerkzeug 10b ist dazu vorgesehen, das Faserhalbzeug 14b mittels des Verstärkungselements 22b zu drapieren.

Zur Aufnahme des Verstärkungselements 22b in dem Formwerkzeug 10b weist die Werkzeughälfte 18b eine Haltevorrichtung 24b auf. Die Haltevorrichtung 24b ist dazu vorgesehen, das Verstärkungselement 22b in dem Formwerkzeug 10b zumindest während einem Schließvorgang der beiden Werkzeughälften 1 6b, 18b zu fixieren. Die Haltevorrichtung 24b ist insbesondere an einer der unteren

Werkzeughälften 16b zugewandten Innenseite der oberen Werkzeughälfte 18b angeordnet. Die Haltevorrichtung 24b weist zwei Halteelemente 26b, 28b auf. Die Halteelemente 26b, 28b sind im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel anders ausgebildet. Die Halteelemente 26b, 28b sind als Vakuumhalteelemente ausgebildet. Die als Vakuumhalteelemente ausgebildeten Halteelemente 26b, 28b sind dazu vorgesehen, das flächige Verstärkungselement 22b durch einen

Unterdruck zu halten. Die Haltevorrichtung 24b weist eine schematisch

dargestellte Vakuumpumpe 34b auf, die in einem eingeschalteten Betriebszustand einen Unterdruck erzeugen kann. Die als Vakuumhalteelemente ausgebildeten Halteelemente 26b, 28b weisen jeweils eine Öffnung auf, auf der das

Verstärkungselement 22b aufliegt. Die Öffnungen der Halteelemente 26b, 28b sind über eine entsprechende Verschlauchung mit der Vakuumpumpe 34b verbunden. Die Vakuumpumpe 34b saugt durch die Öffnungen der Halteelemente 26b, 28b eine Luft an. Liegt das Verstärkungselement 22b an den Öffnungen der Halteelemente 26b, 28b an verschließt dieses die Öffnungen und die

Vakuumpumpe 34b erzeugt einen Unterdruck, durch den das

Verstärkungselement 22b an den Halteelementen 26b, 28b der Haltevorrichtung - -

24b gehalten wird. Ein entsprechendes Verfahren zur Umformung und Drapierung des Faserhalbzeugs 14b erfolgt äquivalent zu dem Verfahren aus dem ersten Ausführungsbeispiel und wird deshalb vorliegend nicht näher beschreiben.

Die Figur 6 zeigt ein erfindungsgemäßes Formwerkzeug 10c in einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Formwerkzeug 10c ist zur Herstellung eines Preform- Bauteils 12c aus wenigsten einem Faserhalbzeug 14c vorgesehen. Das

Formwerkzeug 10c ist als eine Presse ausgebildet. Das Formwerkzeug 10c weist zwei Werkzeughälften 1 6c, 18c auf. Das Formwerkzeug 10c ist dazu vorgesehen, ein Verstärkungselement 22c an das Faserhalbzeug 14c anzubinden. Das

Verstärkungselement 22c ist vorzugsweise aus einem Metall gebildet. Das

Verstärkungselement 22c ist insbesondere aus einem magnetischen Metall gebildet. Das Formwerkzeug 10c ist dazu vorgesehen das Preform-Bauteil 12c aus dem Faserhalbzeug 14c und dem Verstärkungselement 22c auszubilden. Durch Anbindung des Verstärkungselements 22c an das Faserhalbzeug 14c wird das Faserhalbzeug 14c drapiert. Das Formwerkzeug 10c ist dazu vorgesehen, das Faserhalbzeug 14c mittels des Verstärkungselements 22c zu drapieren.

Zur Aufnahme des Verstärkungselements 22c in dem Formwerkzeug 10c weist die Werkzeughälfte 18c eine Haltevorrichtung 24c auf. Die Haltevorrichtung 24c ist dazu vorgesehen, das Verstärkungselement 22c in dem Formwerkzeug 10c zumindest während einem Schließvorgang der beiden Werkzeughälften 1 6c, 18c zu fixieren. Die Haltevorrichtung 24c ist dazu vorgesehen, das eine

Verstärkungselement 22c und ein weiteres Faserhalbzeug 36c zu halten. Das Preform-Bauteil, wird in einem Schließvorgang des Formwerkzeugs 10c aus dem Faserhalbzeug 14c, dem Verstärkungselement 22c und dem weiteren

Faserhalbzeug 36c geformt. Das weitere Faserhalbzeug 36c wird in einem geöffneten Zustand des Formwerkzeugs 10c zusammen mit dem

Verstärkungselement 22c von der Haltevorrichtung 24c an der oberen

Werkzeughälfte 18c gehalten. Die Haltevorrichtung 24c weist zwei Halteelemente 26c, 28c auf. Die Halteelemente 26c, 28c sind anders ausgebildet als die

Halteelemente der ersten beiden Ausführungsbeispiele. Die Halteelemente 26c, - -

28c sind als Magnethalteelemente ausgebildet. Die Halteelemente 26c, 28c weisen dazu jeweils eine Magnetspule auf. Die Magnetspule erzeugt bei einer Bestromung ein Magnetfeld, das entsprechend ausgebildet ist, um das metallische Verstärkungselement 22c zu halten. Das zusätzliche Faserhalbzeug 36c ist zwischen dem Verstärkungselement 22c und den Halteelementen 26c, 28c angeordnet. In einem Haltezustand der Halteelemente 26c, 28c sind das

Verstärkungselement 22c und das zusätzliche Faserhalbzeug 36c über die magnetische Kopplung der Halteelemente 26c, 28c mit dem metallischen

Verstärkungselement 22c an der Haltevorrichtung 24c gehalten. Ein Umformen der Faserhalbzeuge 14c, 36c und eine Drapierung des Faserhalbzeugs 14c erfolgt insbesondere im Wesentlichen gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen ist das Preform-Bauteil 12c aus zwei Faserhalbzeugen 14c, 36c und einem Verstärkungselement 22c gebildet wobei das Verstärkungselement 22c zwischen den beiden

Faserhalbzeugen 14c, 36c eingeschlossen ist.

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Bezugszeichen

10 Formwerkzeug

12 Preform-Bauteil

14 Faserhalbzeug

16 Werkzeughälfte

18 Werkzeughälfte

20 Matrize

22 Verstärkungselement

24 Haltevorrichtung

26 Halteelement

28 Halteelement

30 Haltenadel

32 Haltenadel

34 Vakuumpumpe

36 Faserhalbzeug