[发明专利]制造纤维增强复合部件的管状纤维装置的方法及管状纤维装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造作为纤维增强复合部件中间产品的管状纤维装置的方法，所述纤维增强复合部件包括沿着其长度变化的横截面形状。

背景技术

纤维增强复合部件的遍及程度已经日益提高，因为当与传统的部件相比较的时候，它们具有相对更轻的固有重量，并且可以以特别弹性的方式来制造和使用。

然而，传统的纤维增强复合部件在形成其中纤维被布置在芯体上的中空轮廓时存在问题，纤维装置的密度会不可忽视地根据芯体的轮廓或者纤维复合部件的目标形状而变化，并且相应地随后将会是复合部件的机械载荷能力中的弱点通常会出现。

举例来说，在纤维增强过程中材料的输入超出了所必须的测量的情况中，材料成本就会增加，而其还导致了几何构型上的问题，也就是说作为过量材料输入的结果，基体的几何构型会朝向外部扭曲，换句话说，其无法以正确的比值而被重复制造，基体纤维增强基于该基体的几何构型。

根据DE196 25 798A1已知的是，对于机动车驾驶者来说，为了防止制造包括直接在芯体上大量修整的增强纤维的纺织管，从而产生包括不均匀分布的纤维材料的纺织软管，该分布已经预先地匹配于芯体形状，并且当软管被拉至芯体上的时候就会趋于变为均匀。换句话说，初始密集的纤维装置随后会撞击芯体的凸出部分，并且由此在被拉至其上之后趋于适配于其他区域中纤维装置的密度。这在随后将软管拉至芯体上来说是不利的，其极不可能导致所期望的效果，因为例如当穿过更大的芯体直径的时候，其后意图使之为更小芯体直径的区域会被加宽，并且在该过程中纤维或纤维束会被移置，其最终会导致不均匀的强度和稳定性，并且由此导致所制造的复合部件中的弱点。

根据德国实用新型DE78 26 718U1，作为形成弹性的具有不同直径的管状编织织物的制造是已知的，其用作为刚性但是轻质部件的中间产品，例如树脂浸渍的复合部件，像运动制品或者用于工业应用。为了实现编织织物所期望的恒定厚度，在这种布置中，编织角、即丝线铺放相对于编织织物纵轴的角度是变化的，即对于更小的横截面来说，编织角通过在编织过程中提高运输速度的方式而被减小，而对于更大的横截面来说，编织角会通过降低运输速度的方式而被增大。通过这种方式，通过纤维来吸收张力的最大能力的方向会被改变，所述纤维例如用于这样部件的例如玻璃丝或者碳线。现在，假设纤维铺放的方向与将会变为复合部件的负载的方向尽可能地远，那么在本文献教导的应用中，丝线铺放方向与力引入的方向之间或多或少的显著偏离就会发生，其显著地降低了昂贵的纤维材料的物质开发，以及为了实现必要的稳定性数值所需要的过大尺寸的纤维装置。

为了令编织方法适配于编织芯体变化的横截面形状，在未预公开的DE10 2010 047 193A1中已经提出，为了弹性地适配于当前的芯体直径，所谓编织环的直径在编织点的前部捆扎编织丝线。而其确实会导致编织几何构型更加不受直径的约束，并且由此导致编织条件的均衡性，然而，其并没有解决依赖于直径而改变的编织厚度的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出用于制造纤维增强复合部件的管状纤维装置以及作为复合部件中间产品的管状纤维装置的方法，其中相对于复合部件及其负载轮廓的几何构型来说，以特别简单和可靠的方式考虑局部条件。

在方法相关方面，本发明内容与本发明权利要求1的特征相一致。

根据本发明的管状纤维装置在权利要求10中受到保护。

根据本发明用于制造纤维增强复合部件的管状纤维装置的方法的有利改进为从属权利要求的主题。

根据本发明的方法确保了纤维装置的最大可能程度的恒定密度，并且由此还确保了其厚度，而与纤维装置形成于其上的芯体的横截面变化无关。以这种方式，避免了随后将由管状纤维装置的中间产品形成的复合部件的几何构型的变形。然而，总的来说，在直径的变化的情况下，至少不会显著地妨碍预定的纤维装置，该预定的纤维装置与随后将与复合部件中的负载方向相一致。与现有技术相比，后者还特别地实现了无法通过前进速度的不同来实现纤维量对芯体的特定横截面的适应，管状纤维装置形成在芯体上，前进速度的不同只会导致不同的铺放角度。