DE60000593T2

DE60000593T2 - Verfahren zur Herstellung eines Elementes aus synthetischem Verbundwerkstoff für eine Kraftfahrzeugkarosserie

Info

Publication number: DE60000593T2
Application number: DE60000593T
Authority: DE
Inventors: Jean Claude Miesch; Frederic Perrin
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2003-05-22
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: EP1057616A1; DE60000593D1; EP1057616B1; FR2794401A1; ES2180498T3; FR2794401B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formgebung eines mit der Karosserie eines Kraftfahrzeuges verbundenen Bauteils sowie eine Schablone zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
In erster Linie betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Formgebung eines mit der Karosserie eines Kraftfahrzeuges verbundenen Bauteils, insbesondere eines Halteteils für mechanische Anordnungen oder eines Bauteils, das mit dem Boden des Fahrzeugs verbindbar ist, wobei das Bauteil hergestellt wird ausgehend von einer ebenen Ausgangsplatte, die ein Gewebe aus in Längsrichtung zueinander parallelen Verbundfasern aufweist, die miteinander durch quer verlaufende Bänder verbunden sind und das einen ersten Schritt aufweist, in dem die Ausgangsplatte mit einem thermoplastischen Bindemittel getränkt wird, einen zweiten Schritt aufweist, in dem die Platte auf eine vorgeheizte Schablone aufgelegt wird, einen dritten Schritt aufweist, in dem die Platte auf die Umgebungstemperatur abgekühlt wird, einen vierten Schritt aufweist, in dem die Platte auf das gewünschte Mass zugeschnitten wird und einen fünften Schritt aufweist, in dem die Platte in eine Form eingelegt wird um so das endgültige Bauteil auszubilden.
Es sind zahlreiche Beispiele bekannt, die sich auf Verfahren zur Formgebung von Bauteilen beziehen, die unter Verwendung von Gewebeplatten aus Verbundfasern hergestellt werden (siehe zum Beispiel die EP 0660 005).
Dabei handelt es sich zumeist um Verfahren, bei denen der vierte Schritt, in dem der Zuschnitt durchgeführt wird, auf den dritten Schritt folgt, in dem das Auflegen auf eine vorgeheizte Schablone durchgeführt worden ist, wodurch die Platte in senkrechter Richtung mit einer bestimmten Krümmung verformt worden ist.
Der Zuschnitt wird dabei im allgemeinen mittels eines Lochstanzers durchgeführt und zwar ohne besondere Vorkehrungen.
Während eines derartigen Vorgangs des Zuschneidens als Funktion der dem Bauteil zu erteilenden Gestalt wird die Platte zugeschnitten ohne Rücksicht auf die Ausrichtung der Fasern des Gewebes, aus denen dieses besteht. Dies führt dazu, dass die Fasern des Gewebes entlang des grössten Teils des Umfangs des hergestellten Bauteils zerschnitten werden.
Dies ist jedoch insbesondere im Hinblick auf ein gutes mechanisches Verhalten des fertigen Bauteils äusserst nachteilig, vor allem wenn dieses dazu bestimmt ist, hohe auf sein Inneres einwirkende Belastungen aufzunehmen.
Es wurde in der Tat festgestellt, dass die zerschnitten Fasern entlang des Randes des Bauteils diese hohen auf sein Inneres einwirkenden Belastungen nicht lange widerstehen und dass demzufolge der Umfang des Randes diejenige Stelle ist, von der aus Rissbildungen im Bauteil ausgehen können.
Dieser Nachteil ist untragbar für ein Bauteil, das dazu dient, als Tragteil für mechanische Anordnungen oder als Verbindungsteil mit dem Boden des Fahrzeugs eingesetzt zu werden und demzufolge erhebliche Kräfte zu übertragen hat.
Um diesen Nachteil zu vermeiden schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, das es ermöglicht, die Anwesenheit von zerschnittenen Fasern entlang des Randes des Bauteils zu begrenzen.
Um dieses Ziel zu erreichen betrifft die Erfindung ein Verfahren der eingangs näher beschriebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der zweite Schritt des Verfahrens wenigstens einen Vorgang der senkrechten Verformung der Platte aufweist sowie wenigstens einen Vorgang der seitlichen Auslenkung der Fasern um dergestalt während des vierten Schrittes des Verfahrens einen Zuschnitt zu ermöglichen, der im wesentlichen parallel zur Richtung der Fasern durchgeführt wird.
Gemäss weiteren Merkmalen des Verfahrens nach der Erfindung:
- erfolgt die senkrechte Verformung der Platte dadurch, dass die Platte auf eine Schablone aufgelegt wird, die die Gestalt wenigstens eines im allgemeinen quer ausgerichteten geraden Prismas aufweist,
- erfolgt die Auslenkung der Fasern in Querrichtung dadurch, dass wenigstens zwei getrennte Abschnitte der Platte, die sich jeweils in Querrichtung erstrecken, auf einem feststehenden Auflagebereich bzw. auf einem beweglichen Auflagebereich der Schablone eingespannt werden, wobei der bewegliche Auflagebereich zumindest parallel zum beweglichen Auflagebereich verschoben wird um dadurch die zwischen den beiden Abschnitten vorhandenen Fasern in Querrichtung zu biegen,
- werden die beiden getrennten Abschnitte der Platte in Längsrichtung aneinander angenähert während der Durchführung des Vorgangs der Auslenkung der Fasern in Querrichtung,
- besteht die Ausgangsplatte aus einer Anzahl übereinander liegender Gewebeschichten, die von ein und derselben Gewebebahn abgerollt wurden
- erfolgt der Zuschnitt der Platte im vierten Schritt mittels eines mit Ultraschall arbeitenden Schneidwerkzeugs.
Die Erfindung schlägt weiterhin eine Schablone vor zur Durchführung des Verfahrens, wobei diese dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schablone eine Vielzahl benachbarter paralleler Lamellen aufweist, mit wenigstens einer feststehenden Lamelle und mit wenigstens einer in Querrichtung gleitenden Lamelle, auf die die Platte aufgespannt wird, wobei die Lamellen entlang wenigstens zweier oberer Flächen wenigstens eines im allgemeinen quer ausgerichteten geraden Prismas ausgerichtet sind.
Gemäss weiteren Merkmalen der Schablone nach der Erfindung:
- weist die Schablone einen feststehende Auflagebereich auf, der aus einer Vielzahl von feststehenden Lamellen besteht, sowie wenigstens einen beweglichen Auflagebereich, der dem feststehenden Auflagebereich benachbart ist und der aus einer Vielzahl von parallelen in Querrichtung relativ zueinander gleitenden Lamellen besteht, wobei die feststehenden Lamellen und die gleitenden Lamellen, im Längsquerschnitt gesehen, im wesentlichen entlang eines Profils einer vorgegebenen Krümmung angeordnet sind,
- weist der feststehende Auflagebereich an seinen Längsenden erste quer verlaufende Spannbügel auf, die sich über den gesamten feststehenden Auflagebereich erstrecken um dadurch die Gewebeplatte zwischen diesen ersten Spannbügeln und dem feststehenden Auflagebereich einzuspannen,
- weist der bewegliche Auflagebereich zumindest an seinem der Verbindung mit dem feststehenden Auflagebereich dienenden Längsende einen zweiten quer verlaufenden Spannbügel auf, der sich über den beweglichen Auflagebereich erstreckt um dadurch die Gewebeplatte zwischen dem zweiten Spannbügel und dem beweglichen Auflagebereich einzuspannen, sowie an seinem freien Längsende wenigstens einen dritten quer verlaufenden Spannbügel auf, der sich über den beweglichen Auflagebereich erstreckt um die Gewebeplatte zwischen dem dritten Spannbügel und dem beweglichen Auflagebereich einzuspannen,
- sind die parallelen gleitenden Lamellen in Längsrichtung verschiebbar zueinander angeordnet und zwar zwischen zwei Endstellungen, in denen sie einmal miteinander verbunden und einmal voneinander getrennt sind,
- weist der bewegliche Auflagebereich zumindest einen vierten quer verlaufenden Spannbügel auf, der sich in Querrichtung über eine gleitende Lamelle des beweglichen Auflagebereichs erstreckt und zwar in der Nähe des der Verbindung mit ihm dienenden Längsendes um so die Gewebeplatte zwischen dem vierten Spannbügel und dem beweglichen Auflagebereich einzuspannen,
- werden die gleitenden Lamellen durch Druckzylinder in Querrichtung verschoben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Lektüre der nachfolgenden näheren Beschreibung hervor, für deren besseres Verständnis auf die beigefügte Zeichnung verwiesen sei; darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Schablone, die gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt worden ist und die in einer Ruhestellung ihrer gleitenden Lamellen dargestellt ist;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Schablone nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei diese in einer aktiven Stellung der Verformung ihrer gleitenden Lamellen dargestellt ist;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Schablone nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei diese in einer Ruhestellung ihrer gleitenden Lamellen dargestellt ist;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Schablone nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei diese in einer aktiven Stellung der Verformung ihrer gleitenden Lamellen dargestellt ist;
Fig. 5 eine Ansicht gemäss Fig. 3 der Schablone nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei auf ihr eine Anzahl von Gewebeschichten vor ihrer Verformung angeordnet ist;
Fig. 6 eine Ansicht gemäss Fig. 4 der Schablone nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei auf ihr deine Anzahl von Gewebeschichten nach ihrer Verformung angeordnet ist;
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang einer senkrechten Längsebene P durch die Anzahl von Gewebeschichten;
Fig. 8 eine Draufsicht auf die Anzahl von Gewebeschichten nach ihrer Verformung und vor dem Zuschnitt;
Fig. 9 eine Ansicht gemäss Fig. 3 eines mittigen Teils einer Schablone, die nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung hergestellt worden ist, wobei auf ihr eine Anzahl von Gewebeschichten angeordnet ist vor ihrer Verformung und
Fig. 10 eine Ansicht gemäss Fig. 4 eines mittigen Teils einer Schablone nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei auf ihr eine Anzahl von Gewebeschichten angeordnet ist nach ihrer Verformung.
In der folgenden Beschreibung werden für gleiche Teile oder solche mit ähnlichen Funktionen gleiche Bezugszeichen verwendet.
In den Fig. 1 bis 4 ist eine Schablone 10 dargestellt zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
Wie die Fig. 5 und 6 zeigen dient die Schablone 10 zur Aufnahme einer im wesentlichen langgestreckten und ebenen Ausgangsplatte 12 um diese sowohl in senkrechter Richtung als auch in Querrichtung zu verformen. An ihre Verformung schliesst sich ein Schritt der Abkühlung und ein Schritt des Zuschneidens an, wonach die Platte 12, wie noch weiter unten näher ausgeführt werden wird, in eine Form eingelegt um dadurch das fertige Bauteil auszubilden, das insbesondere ein Halteteil für mechanische Anordnungen oder ein Bauteil zur Verbindung mit dem Boden des Fahrzeugs ist.
Wie die Fig. 5 und 7 zeigen besteht die Platte 12 aus einer Anzahl übereinander angeordneter Gewebeschichten 14 aus Verbundfasern 16, deren Längsrichtung mit L bezeichnet ist. Die Schichten 14 stammen vorteilhafterweise von einer Gewebebahn oder von mehreren Gewebebahnen mit den gleichen Eigenschaften, von denen die Gewebeschichten mit entsprechender Länge abgetrennt werden. Die Verbundfasern 16 einer Gewebeschicht 14 sind miteinander über in Querrichtung T verlaufende Bänder 18 verbunden.
Wie Fig. 1 zeigt weist die Schablone 10 eine Auflagefläche 20 auf, die in einer senkrechten Längsebene P gemäss einem vorgegebenen Profil C gekrümmt ist, entsprechend der in senkrechter Richtung der Ausgangsplatte 12 zu erteilenden Krümmung.
In an und für sich bekannter Weise wird in einem ersten (nicht dargestellten) Schritt des Verfahrens nach der Erfindung die Platte 12 getränkt, zum Beispiel durch Eintauchen in oder Besprühen mit einem thermoplastischen Bindemittel.
Anschliessend wird in einem zweiten Schritt des Verfahrens die Platte 12 auf die Schablone 10 aufgelegt, wie es in den Fig. 1 bis 5 dargestellt ist. Die Schablone 10 ist heiss oder wird aufgeheizt bis zu einer Temperatur, die oberhalb der Schmelztemperatur des thermoplastischen Bindemittels liegt, mit dem die Platte 12 getränkt ist, sodass eine Erweichung des thermoplastischen Bindemittels erfolgt und dadurch die Platte 12 die Form der Auflagefläche 20 mit der Krümmung C annimmt.
Die Auflagefläche 20 der Schablone 10 weist die Form wenigstens eines geraden Prismas mit im allgemeinen in Querrichtung T verlaufender Ausrichtung auf senkrecht zur allgemeinen Längsrichtung L der Ausgangsplatte 12 und ihrer Fasern 16. Insbesondere weist die Auflagefläche 20 in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung einen trapezförmigen Querschnitt entlang der in Längsrichtung mit L bezeichneten Ebene auf.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung weist die Auflagefläche 20 einen mittigen feststehenden Auflagebereich 22 auf, zu dessen beiden Seiten zwei bewegliche Auflagebereiche 24 vorgesehen sind.
Der mittige feststehende Auflagebereich 22 ist in eine Vielzahl von parallelen nebeneinander liegenden Lamellen 26 unterteilt, die sich in Querrichtung T erstrecken, wobei sie in der Längsebene P derart geneigt zueinander angeordnet sind, dass sie den mittleren Abschnitt der Krümmung C der Auflagefläche 20 bilden.
In analoger Weise bestehen die seitlichen beweglichen Auflagebereiche 24 aus einer Vielzahl nebeneinander liegender paralleler Lamellen 28, die sich in Querrichtung T erstrecken, wobei sie in der Längsebene P derart geneigt zueinander angeordnet sind, dass sie die seitlichen Endabschnitte der Krümmung C der Auflagefläche 20 bilden und komplementär zum mittleren Abschnitt der Krümmung C liegen, wodurch sie mit letzterem die gesamte Krümmung C der Auflagefläche 20 bilden.
Die Lamellen 28 sind in Querrichtung gleitend zueinander angeordnet, wobei jede Lamelle 28 in der Lage ist, unabhängig von den anderen durch einen zugeordneten Druckzylinder 30 in Querrichtung verschoben zu werden.
Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung sind die Druckzylinder 30 hydraulisch betätigte Druckzylinder, wobei jedoch auch genau so gut elektrisch betätigte Druckzylinder oder mechanisch mit Schrauben versehene Druckzylinder eingesetzt werden können.
Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung erfolgt die Führung der Lamellen 28 in Querrichtung unter der Voraussetzung, dass die Lamellen ausreichend steif sind, mittels einer seitlichen Nut für jede Lamelle 28, die mit einer Schiene für die benachbarte Lamelle 28 zusammen wirkt. Dabei ist es genau so gut möglich, dass die Führung der Gleitbewegung der Lamellen von (nicht dargestellten) Gleitbahnen übernommen wird, die unterhalb der Lamellen 28 auf einem Gestell 32 der Schablone 10 angeordnet sind.
Wie aus den Fig. 2 und 4 hervorgeht ist die Verschiebung in Querrichtung einer jeden Lamelle 28, da die Druckzylinder unabhängig voneinander betätigbar sind, unabhängig von der Verschiebung einer jeden anderen Lamelle, wodurch in vorteilhafter Weise eine Verformung in Querrichtung eines jeden beweglichen Auflagebereichs 24 auf verschiedene Weise ermöglicht wird.
Nach der Lehre der Erfindung enthält der zweite Schritt des Verfahrens wenigstens einen Vorgang der seitlichen Auslenkung der Fasern 16 der Platte 12 um dadurch während des vierten Schrittes des Verfahrens, der auf den dritten Schritt der Abkühlung der Platte 12 folgt, einen Zuschnitt der Platte zu ermöglichen, der im wesentlichen parallel zur Richtung der Fasern 16 durchgeführt wird.
Zu diesem Zweck wird, wie es in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, die Platte 12 auf der Auflagefläche 20 eingespannt.
Die Auflagefläche 20 weist zu diesem Zweck erste quer verlaufende Spannbügel 34 auf, die an den seitlichen Enden 35 des feststehenden Auflagebereichs 22 vorgesehen sind und die sich in Querrichtung über die gesamte Länge des feststehenden Auflagebereichs 22 erstrecken, sodass die Platte 12 zwischen den ersten Spannbügeln 34 und dem feststehenden Auflagebereich 22 eingeklemmt wird, sodass ein Einspannen eines mittleren Abschnitts 36 der Platte 12 auf dem feststehenden mittleren Bereich der Auflagefläche 20 erfolgt.
Vorzugsweise sind die ersten Spannbügel 34 an den Querenden 27 von Lamellen 29 befestigt, die an den seitlichen Enden 35 des feststehenden Auflagebereichs 22 angeordnet sind.
Zusätzlich weist die Auflagefläche 20, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, zweite in Querrichtung verlaufende Spannbügel 38 auf, die an den seitlichen innen liegenden Enden 37 der beiden beweglichen Auflagebereiche 24 vorgesehen sind, die den seitlichen Enden 35 des feststehenden Auflagebereichs 22 benachbart sind, das heisst an der Verbindungsstelle eines jeden beweglichen Auflagebereichs 24 mit dem mittigen feststehenden Auflagebereich 22.
Insbesondere erstrecken sich die zweiten in Querrichtung verlaufenden Spannbügel 38 in Querrichtung über die gesamte Länge eines jeden beweglichen Auflagebereichs 24, sodass die Platte 12 zwischen den zweiten Spannbügeln 38 und dem beweglichen Auflagebereich 24 der Auflagefläche 20 eingespannt wird.
Vorteilhafterweise sind die zweiten Spannbügel 38 an den Querenden 31 von Lamellen 33 befestigt, die an den seitlichen inneren Enden des beweglichen Auflagebereichs 24 angeordnet sind.
Schliesslich weist die Auflagefläche 20, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, dritte in Querrichtung verlaufende Spannbügel 40 auf, die an den seitlichen sich aussen gegenüber liegenden Enden 42 der beiden beweglichen Auflagebereiche 24 der Auflagefläche 20 angeordnet sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass die dritten in Querrichtung verlaufenden Spannbügel sich in Querrichtung entlang der gesamten beweglichen Auflagebereiche 24 erstrecken, sodass die Platte 12 zwischen den dritten Spannbügeln 40 und dem beweglichen Auflagebereich 24 eingespannt ist.
Vorzugsweise sind diese dritten Spannbügel 40 an den Querenden 48 der Lamellen 44 an den seitlichen äusseren Enden des beweglichen Auflagebereichs 24 befestigt.
Dadurch spannen die zweiten Spannbügel 38 und die dritten Spannbügel 40 auf jedem der beiden Auflagebereiche 24 den entsprechenden seitlichen Endabschnitt 48 der Platte 12 ein, der dem mittleren Abschnitt 36 der Platte 12 benachbart ist.
Auf grund dieser Tatsache kann im zweiten Schritt des Verfahrens nach der Erfindung die Platte 12 einer Auslenkung ihrer Fasern in Querrichtung unterzogen werden.
Die Fig. 2 und 4 zeigen die Ausgestaltung der gleitenden Lamellen 28, mit denen eine einfache Auslenkung der Fasern 16 der Platte 12 entlang eines zunehmenden Krümmungsradius durchgeführt werden kann.
Dazu werden die Druckzylinder 30 verwendet, die eine Verschiebung der Lamellen 28, 33 und 44 derart ermöglichen, dass die Lamellen 28, 33 und 44 sich immer weiter in Querrichtung von ihrer Ruhestellung entfernen und zwar in dem Mass, in dem sie in seitlicher Richtung von dem feststehenden Auflagebereich 22 entfernt sind. Diese zunehmende Verschiebung in Querrichtung der gleitenden Lamellen 28, 33 und 44 erteilt den Fasern 16 der Platte 12 die für den späteren Zuschnitt während des vierten Schrittes des Zuschneidens erforderliche Verformung in Querrichtung.
Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung werden sämtliche gleitenden Lamellen 28 verschoben um so die Gleitbewegung der Gewebeplatte 12 während der Verformung in Querrichtung der Fasern 16 zu unterstützen.
Es ist jedoch auch möglich, diese gleitenden Lamellen 28 nicht zu verschieben, und zwar dann, wenn diese mit einem Material beschichtet sind wie zum Beispiel Polytetrafluoräthylen, das auch unter der Marke "Teflon" vertrieben wird und das eine Gleitbewegung der Platte 12 ermöglicht. In diesem Fall kann eine vereinfachte (nicht dargestellte) Ausführung des beweglichen Auflagebereichs 24 geschaffen werden, die nur die äusseren Endlamellen 44 enthält.
Diese Art der Querverschiebung ist jedoch keine Begrenzung der Erfindung. Es ist als (nicht: dargestellte) Variante auch möglich, nur einen Zwischenspannbügel vorzusehen, der an einer gleitenden Zwischenlamelle 28 befestigt wird, zum Beispiel an einer Lamelle 28 in der Mitte einer der beweglichen Auflagebereiche 24 um dadurch eine Verformung entlang zweier entgegengesetzter Querrichtungen durchführen zu können.
So genügt es zum Beispiel wenn die Druckzylinder 30 nur eine erste Reihe von Lamellen 28 verschieben, die zwischen der inneren Endlamelle 31 und der Zwischenlamelle 28 liegen und zwar durch eine zunehmende Gleitverschiebung in Querrichtung, die eine erste Auslenkung in Querrichtung der Fasern 16 der Platte 12 bewirkt und wenn die Druckzylinder 30 eine zweite Reihe von Lamellen 28 verschieben, die zwischen dieser Zwischenlamelle 28 und der äusseren Endlamelle 44 liegen und zwar durch eine abnehmende Gleitverschiebung in Querrichtung, die eine zweite Auslenkung in Querrichtung der Fasern 16 der Platte 12 bewirkt, um dadurch eine Verformung der Platte 12 entlang zweier entgegengesetzter Querrichtungen durchführen zu können.
Die Fig. 9 und 10 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Ausgestaltung der Auflagefläche 20, bei dem die Lamellen 28 nicht nur in Querrichtung verschiebbar sondern auch in Längsrichtung relativ zueinander beweglich sind. Dabei ist allerdings nur ein mittig angeordneter Teil der Auflagefläche dargestellt, das heisst der feststehende Auflagebereich 22 und diejenigen Abschnitte der beweglichen Auflagebereiche 24, die dem feststehenden Auflagebereich 22 benachbart sind. Die gestrichelt dargestellten Abschnitte der beweglichen Auflagebereiche erstrecken sich bis zu den (nicht dargestellten) äusseren Endlamellen, die ähnlich ausgestaltet sind wie diejenigen, die im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 beschrieben worden sind.
Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel kann jede Lamelle 28 eine Gleitbewegung in Querrichtung ausführen und zwar mittels eines ihr zugeordneten unabhängigen Druckzylinders 30, der ähnlich ausgestaltet ist wie derjenige, wie er im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, wobei jede Lamelle mit der benachbarten Lamelle 28 über zwei Schwingarme 50 verbunden ist, die an den beiden Enden der Zwischenlamelle angeordnet sind. Dadurch bilden die Schwingarme 50 zusammen mit den Zwischenlamellen 28 eine Anzahl von verformbaren Parallelogrammen, wobei zwei Seiten durch die gleitenden Zwischenlamellen 28 und zwei Seiten durch die Schwingarme 50 gebildet werden.
Es sei betont dass die Lamellen 28 in gleicher Weise an den gleitenden inneren Endlamellen 33 und an den (nicht dargestellten) äusseren Endlamellen angelenkt sind.
Ausserdem sind die gleitenden inneren Endlamellen 33 in derselben Weise an den Lamellen 29 angelenkt, welche an den seitlichen Enden 35 des feststehenden Auflagebereichs 22 vorgesehen sind.
Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung erfolgt die Führung in Querrichtung der Zwischenlamellen 28, der inneren Endlamellen 33 oder der äusseren Endlamellen mittels einer Führungsanordnung in Querrichtung für jede Zwischenlamelle 28, innere Endlamelle 33 oder äussere Endlamelle, wie zum Beispiel durch (nicht dargestellte) Gleitschienen, die unterhalb der Lamellen 28 auf dem Gestell 32 für die Schablone 10 angeordnet sind.
Ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung sind die Druckzylinder 30 unabhängig, sodass die Gleitbewegung in Querrichtung einer jeden Lamelle 28 im Rahmen der durch die Schwingarme 50 begrenzten relativen und maximalen Gleitbewegung in Querrichtung zwischen zwei Zwischenlamellen 28, der inneren Endlamelle 33 und der (nicht dargestellten) äusseren Endlamelle unabhängig ist von der Gleitbewegung aller anderen Lamellen, wodurch in vorteilhafter Weise mehrere Arten der Querverformung der beiden beweglichen Auflagebereiche 24 erzielbar sind.
Wie in diesem Zusammenhang aus den Fig. 9 und 10 ersichtlich ist, sind die parallelen gleitenden Lamellen 28 und 33 in Längsrichtung relativ zueinander verschiebbar zwischen einer Stellung, in der die Lamellen voneinander getrennt sind, wie es in Fig. 9 dargestellt ist, und einer Stellung, in der sie miteinander verbunden sind, wie es in Fig. 10 dargestellt ist.
Die parallelen gleitenden Lamellen 28 und 38 sind also beweglich auf grund ihrer gelenkigen Verbindung mit den Schwingarmen 50 unter Bildung von verformbaren Parallelogrammen zwischen der getrennten Stellung, in der sie sich in Querrichtung in der Ruhestellung befinden, wie es in Fig. 9 dargestellt ist, und der verbundenen Stellung, wie es in Fig. 10 dargestellt ist, in der sie sich durch die Einwirkung der Druckzylinder 30 in der in Querrichtung getrennten Stellung befinden.
Das bedeutet wiederum, dass die relative Entfernung in Querrichtung jeder der benachbarten Lamellen 28 oder 33 voneinander proportional ist zu der sie trennenden Längsbewegung.
In vorteilhafter Weise ermöglicht also die voneinander unabhängige Betätigung der Druckzylinder 30 eine in unabhängiger Weise erfolgende Bewegung in Querrichtung sowohl der Zwischenlamellen als auch der inneren Endlamelle 33 und der (nicht dargestellten) äusseren Endlamelle und zugleich eine mehr oder minder unabhängige Bewegung in Längsrichtung.
In ähnlicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel der Auflagefläche 20 wird während der Durchführung des zweiten Schrittes die Platte 12 auf der Auflagefläche 20 eingespannt.
In analoger Weise zu der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Auflagefläche 20 weist diese erste quer verlaufende Spannbügel 34, zweite quer verlaufende Spannbügel 38 und dritte (nicht dargestellte) quer verlaufende Spannbügel auf.
Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist jedoch der bewegliche Auflagebereich 24 mit zumindest einem vierten quer verlaufenden Spannbügel 52 versehen, der sich in Querrichtung über eine parallele gleitende Lamelle 28 des beweglichen Auflagebereichs 24 erstreckt und in der Nähe des Längsendes 37 der Verbindung mit ihr angeordnet um so die Gewebeplatte 12 zwischen dem vierten Spannbügel 52 und dem beweglichen Auflagebereich 24 einzuspannen.
Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung weist der bewegliche Auflagebereich 24 vier gleitende Lamellen 28 auf, die mit quer verlaufenden Spannbügeln versehen sind um eine zunehmende Auslenkung der Fasern 16 der Platte 12 zu erzielen. Dazu sind insbesondere die beiden gleitenden inneren Endlamellen mit dem zweiten Spannbügel 38 versehen, während die Zwischenlamellen 28 jeweils mit einem vierten Spannbügel 52 versehen sind.
Vorteilhafterweise sind die vierten Spannbügel 52 auch an den Querenden der gleitenden Zwischenlamellen 28 des beweglichen Auflagebereichs 24 befestigt.
Dadurch spannen die ersten Spannbügel 34, die zweiten Spannbügel 38, die dritten (nicht dargestellten) Spannbügel und die vierten Spannbügel 52 auf jedem der beweglichen Auflagebereiche 24 einen Teil des seitlichen Endabschnittes 48 der Platte 12 ein, der dem mittigen Abschnitt 36 der Platte 12 benachbart ist.
Aus diesem Grund kann die Platte 12 während des zweiten Schrittes des erfindungsgemässen Verfahrens einer zunehmenden Auslenkung in Querrichtung ihrer Fasern 16 in diesem Abschnitt unterzogen werden und zwar mit einer zunehmenden Krümmung, die in Fig. 10 als zunehmende Krümmung C dargestellt ist.
Ferner zeigt Fig. 10 die Ausgestaltung der gleitenden Lamellen 28, mit der eine einfache Auslenkung der Fasern 16 der Platte 12 entlang eines zunehmenden Krümmungsradius C erhalten wird.
Zu diesem Zweck ermöglichen die Druckzylinder 30 vor allem eine Gleitbewegung der Lamellen 28, 33 und 44 derart, dass diese Lamellen 28, 33 und 44 sich in Querrichtung immer mehr von ihrer Ruhestellung entfernen und zwar in dem Mass in dem sie sich seitlich von dem feststehenden Auflagebereich 22 entfernen. Diese zunehmende seitliche Verschiebung der gleitenden Lamellen 28, 33 und 44 wird begleitet von einer Annäherung in Längsrichtung der Lamellen 28 zueinander und führt zu der erforderlichen Verformung in Querrichtung der Fasern 18 der Platte 12, die für den späteren Zuschnitt im vierten Schritt des Verfahrens erwünscht ist, sodass diese keiner Belastung ausgesetzt sind, da die örtliche Auslenkung in Querrichtung einer jeden Faser, die dazu neigt, sie einer Zugbelastung auszusetzen, kompensiert wird durch die örtliche Kompression in Längsrichtung einer jeden Faser auf grund der Annäherung der Lamellen 28 zugleich mit ihrer Abstandsvergösserung in Querrichtung.
Es sei betont, dass die Anzahl der Zwischenlamellen 28, die mit den vierten in Querrichtung angeordneten Spannbügeln 52 versehen sind, keinesfalls begrenzend ist und dass auch ein Einspannen mit einer höheren Anzahl von vierten Spannbügeln 52 in den Rahmen der Erfindung fällt.
Auch begrenzt diese Art der Querverformung keinesfalls die Erfindung, wobei insbesondere auch eine Verformung der Platte 12 in wenigstens zwei entgegengesetzte Querrichtungen (nicht dargestellt) in Frage kommt.
Im Anschluss an diesen zweiten Schritt der Verformung der Platte 12 wird die Schablone 10 im dritten Schritt abgekühlt und zwar derart, dass das thermoplastische Bindemittel, mit dem die Platte 12 getränkt ist, erstarrt und steif wird.
Anschliessend wird die Platte 12 im wesentlichen parallel zu ihren Fasern 16 zugeschnitten, die in Fig. 8 gestrichelt dargestellt sind, und zwar im vierten Schritt des Verfahrens. Dieser Vorgang des Zuschneidens kann ein Stanzvorgang sein, wird jedoch vorzugsweise durch ein mit Ultraschall arbeitendes Schneidwerkzeug durchgeführt, das von einem Roboter betätigt wird, um dadurch sicher zu stellen, dass der Zuschnitt in regelmässiger Weise mit hoher Präzision erfolgt. Schliesslich wird in dem fünften Schritt des Verfahrens nach der Erfindung die Platte 12 in eine Form eingelegt um dadurch das fertige Bauteil zu erhalten, insbesondere durch Überziehen mit einem Kunstharz, wie zum Beispiel ein Epoxyharz.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann also ein Bauteil hoher Präzision der Abmessungen und hoher Widerstandsfestigkeit gegen innere Belastungen erhalten werden, da es an seinen Rändern nur eine sehr geringe Anzahl von durchschnittenen Fasern 16 aufweist, wodurch die Bruchbildung stark verringert wird.

Claims

1. Verfahren zur Formgebung eines mit der Karosserie eines Kraftfahrzeuges verbundenen Bauteils, insbesondere eines Halteteils für mechanische Anordnungen oder eines Bauteils, das mit dem Boden des Fahrzeugs verbindbar ist, wobei das Bauteil hergestellt wird ausgehend von einer ebenen Ausgangsplatte (12), die ein Gewebe (14) aus in Längsrichtung zueinander parallelen Verbundfasern (16) aufweist, die miteinander durch quer verlaufende Bänder (18) verbunden sind und das einen ersten Schritt aufweist, in dem die Ausgangsplatte (12) mit einem thermoplastischen Bindemittel getränkt wird, einen zweiten Schritt aufweist, in dem die Platte (12) auf eine vorgeheizte Schablone (20) aufgelegt wird, einen dritten Schritt aufweist, in dem die Platte (12) auf die Umgebungstemperatur abgekühlt wird, einen vierten Schritt aufweist, in dem die Platte (12) auf das gewünschte Mass zugeschnitten wird und einen fünften Schritt aufweist, in dem die Platte (12) in eine Form eingelegt wird um so das endgültige Bauteil auszubilden, wobei der zweite Schritt des Verfahrens wenigstens einen Vorgang der senkrechten Verformung der Platte aufweist sowie wenigstens einen Vorgang der seitlichen Auslenkung der Fasern (16) um dadurch während des vierten Schrittes des Verfahrens einen Zuschnitt zu ermöglichen im wesentlichen parallel zur Richtung (L) der Fasern (16) zu ermöglichen.

2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die senkrechte Verformung der Platte (12) durch Auflage der Platte auf eine Schablone (20) erfolgt, die die Form wenigstens eines geraden Prismas aufweist, dass sich im allgemeinen in Querrichtung (T) erstreckt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkung der Fasern (16) in Querrichtung dadurch erfolgt, dass wenigstens zwei getrennte Abschnitte der Platte (12), die sich jeweils in Querrichtung (T) erstrecken, auf einem feststehenden Auflagebereich (22) bzw. auf einem beweglichen Auflagebereich (24) der Schablone (20) eingespannt werden, wobei der bewegliche Auflagebereich (24) zumindest parallel zum feststehenden Auflagebereich (22) verschoben wird um dadurch die zwischen den beiden Abschnitten vorhandenen Fasern (16) in Querrichtung (T) zu biegen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden getrennten Abschnitte der Platte (12) während des Vorgangs der Auslenkung der Fasern (16) in Querrichtung in Längsrichtung aneinander angenähert werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsplatte (12) aus einem Stapel von Gewebeschichten (14) besteht, die von Geweberollen der gleichen Art stammen.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschnitt der Platte (12) während des vierten Schrittes mittels eines mit Ultraschall arbeitenden Schneidwerkzeuges erfolgt.

7. Schablone (20) zur Formgebung eines mit der Karosserie eines Fahrzeugs verbundenen Bauteils, insbesondere eines Halteteils für mechanische Anordnungen oder eines Bauteils zur Verbindung mit dem Boden des Fahrzeugs, wobei das Bauteil hergestellt ist ausgehend von einer waagrechten Ausgangsplatte (12), die ein Gewebe aus parallelen sich in der gleichen Längsrichtung (L) erstreckenden Verbundfasern (16) aufweist und die miteinander über quer verlaufende Bänder (18) verbunden sind, wobei die Ausgangsplatte (12) mit einem thermoplastischen Bindemittel getränkt wird, danach auf die aufgeheizte Schablone (20) aufgelegt wird, anschliessend auf die Umgebungstemperatur abgekühlt wird um einen Rohling zu bilden, danach zugeschnitten wird und schliesslich in eine Form eingelegt wird um das endgültige Bauteil zu bilden, wobei die Schablone (20) eine Anordnung von nebeneinander liegenden parallelen Lamellen (26, 28, 29, 33, 44) aufweist sowie wenigstens eine in Querrichtung gleitende Lamelle (33), auf denen die Platte (12) eingespannt wird und wobei die Lamellen (29, 33) derart ausgestaltet sind, dass sie wenigstens den beiden oberen Seitenflächen wenigstens eines geraden Prismas in der allgemeinen Querrichtung (T) entsprechen.

8. Schablone (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen feststehenden Auflagebereich (22) aufweist, der aus einer Vielzahl von feststehenden Lamellen (26, 29) besteht und wenigstens einen beweglichen Auflagebereich (24) aufweist, der zum feststehenden Auflagebereich (22) benachbart ist und der aus einer Vielzahl von parallelen relativ zueinander in Querrichtung (T) gleitenden Lamellen (28, 33, 44) besteht, wobei die feststehenden Lamellen (26, 29) und die gleitenden Lamellen (28, 33, 44), im Querschnitt gesehen, im wesentlichen entlang eines Profils (C) mit vorgegebener Krümmung angeordnet sind.

9. Schablone (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende Auflagebereich (22) an seinen Längsenden erste quer verlaufende Spannbügel (34) aufweist, die sich über den gesamten feststehenden Auflagebereich (22) erstrecken und die die Platte (12) aus Gewebe zwischen den ersten Spannbügeln (34) und dem feststehenden Auflagebereich (22) einspannen.

10. Schablone (20) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Auflagebereich (24) zumindest aufweist:

- an seinem Längsende (37), das der Verbindung mit dem feststehenden Auflagebereich dient, wenigstens einen zweiten quer verlaufenden Spannbügel (38), der sich über den beweglichen Auflagebereich (24) erstreckt und die Platte (12) aus Gewebe zwischen dem zweiten Spannbügel (38) und dem beweglichen Auflagebereich (24) einspannt sowie

- an seinem freien Längsende (42) wenigstens einen dritten quer verlaufenden Spannbügel (40), der sich über den beweglichen Auflagebereich (24) erstreckt um die Platte (12) aus Gewebe zwischen dem dritten Spannbügel (40) und dem beweglichen Auflagebereich (24) einzuspannen.

11. Schablone (20) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelen gleitenden Lamellen (28, 33, 44) in Längsrichtung zueinander verschiebbar sind zwischen zwei Endstellungen, in denen sie voneinander getrennt bzw. miteinander verbunden sind.

12. Schablone (20) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Auflagebereich (24) wenigstens einen vierten in Querrichtung verlaufenden Spannbügel (52) aufweist, der sich in Querrichtung über eine parallele gleitende Lamelle (28) des beweglichen Auflagebereichs (24) erstreckt und in der Nähe des Längsendes (37) ihrer Verbindung angeordnet ist um die Platte (12) aus Gewebe zwischen dem vierten Spannbügel (52) und dem beweglichen Auflagebereich (24) einzuspannen.

13. Schablone nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung der gleitenden Lamellen (28, 33, 44) in Querrichtung durch Druckzylinder (30) erfolgt.