(57)【要約】  本発明は積層板（４０）から少なくとも２つのプレプレグ層を有する繊維強化複合材料プリフォームを製造するための方法、及びこの方法により繊維強化複合材料要素を製造するために半製品を変形する製造装置に関する。方法は、運動機構により型枠に対して移動自在な第１の挟持装置（１６）に積層板（４０）の少なくとも１つの第１の端部区域（４４）を挟持し、且つ第１の端部区域の反対側に位置される積層板（４０）の第２の端部区域（４４）を別の挟持装置に挟持する工程と、第２の挟持装置（１７）に対して第１の挟持装置（１６）により、挟持装置間に位置される積層板（４０）の領域を横断して引張応力（Ｆ）を作用させると同時に第１の挟持装置（１６）を所定の位置まで第２の挟持装置から離間する方向に移動させる工程とを含む。所定の位置において、丸みを帯びた表面領域（５８、５９）は、その長手方向にて視認されるように、第１の挟持装置（１６）及び第２の挟持装置（１７）の間にて積層板（４０）に湾曲部を形成する。
2011505281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合材によって一体的に保持される総数が少なくとも２つの乾燥した繊維組織層（Ｌｉ、Ｌａ）及びプレプレグ層（Ｌｉ、Ｌａ）のうち少なくともいずれか一方を備えた積層板（４０）からＦＣパリソンを製造する方法であって、
積層板（４０）の第１の端部区域（４４）を、機械的歯車装置を使用して寸法合わせ部（２０）に対して移動自在な第１の挟持装置（１６）に固定し、且つ第１の端部区域とは反対側に位置される積層板（４０）の第２の端部区域（４４）を別の挟持装置（１７）に固定する工程において、第１の挟持装置（１６）は別の挟持装置（１７）から見て寸法合わせ部（４０）の丸みを帯びた表面領域（５８、５９）の別の面に位置される固定工程と、
挟持装置間に位置される積層板（４０）の領域にわたって引張応力（Ｆ）を第１の挟持装置（１６）から第２の挟持装置に対して作用させる工程において、第１の挟持装置（１６）は所定の方向に移動され、これにより寸法合わせ部（２０）の丸みを帯びた表面領域（５８、５９）は、積層板の長手方向において視認されるように第１の挟持装置（１６）及び第２の挟持装置（１７）の間にて積層板（４０）に湾曲部を形成する引張応力作用工程とを含み、
第１の挟持装置及び第２の挟持装置における挾持力は積層（Ｌｉ、Ｌａ）の相互に対する摺動を防止するために十分に大きいことを特徴とするＦＣパリソンの製造方法。
【請求項２】
前記第１の挟持装置（１６）は、積層板（４０）が第１の側面（３４）に区域的に当接するまで第１の挟持装置（１６）に面する寸法合わせ部（２０）の第１の側面（３４）に向かって下方に移動されることを特徴とする請求項１に記載のＦＣパリソンの製造方法。
【請求項３】
前記積層板（４０）の端部区域を第１の挟持装置（１６）に固定するに先立って、第１の端部区域（４４、４５）は端部区域に隣接して位置される領域（４６、４７）に対して角度をなし、これらの領域間に位置される湾曲した領域を形成する形成工程と、前記湾曲部により層（Ｌｉ、Ｌａ）は相互にずれることと、
第１の端部区域の層（Ｌｉ、Ｌａ）は、このずれた配置にて第１の挟持装置（１６）に一体的に挟持される工程とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のＦＣパリソンの製造方法。
【請求項４】
前記端部区域（４４、４５）は、軸を中心として第１の挟持装置を回動させることにより、端部区域（４４、４５）に隣接して位置される領域に対して角度をなすことと、軸において第１の挟持装置（１６）により保持される積層板（４０）の区域は、その長手方向において、第１の挟持装置（１６）外側且つその前方に位置される領域に対して角度をなすことと、下方の挾持力が設定され、これにより層の回動によって層を相互に対して移動させることができることとを特徴とする請求項３に記載のＦＣパリソンの製造方法。
【請求項５】
別の機械的歯車装置により第１の挟持装置（１６）を移動させる場合に、第１の挟持装置（１６）から見て寸法合わせ部（４０）の別の丸みを帯びた表面領域（５８、５９）を越えて位置される第２の挟持装置は、第１の挟持装置（１６）から見て第１の表面領域を越えて位置される寸法合わせ部（４０）の第２の丸みを帯びた表面領域（５８、５９）を所定の位置まで第１の挟持装置（１６）の運動方向とは反対の方向に運動するように設定されることと、該位置において、第１の挟持装置（１６）から見て第１の表面領域を越えて位置される寸法合わせ部（４０）の第２の丸みを帯びた表面領域（５８、５９）はその長手方向にて視認されるように第１の丸みを帯びた表面領域及び第２の挟持装置（１７）の間にて積層板（４０）に湾曲部を形成することとを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＦＣパリソンの製造方法。
【請求項６】
前記第２の挟持装置（１７）の運動は第１の挟持装置（１６）の運動と同時に行われることを特徴とする請求項５に記載のＦＣパリソンの製造方法。
【請求項７】
前記付加的な挟持装置の運動は、積層板（４０）が第２の側面（３５）に区域的に当接するまで第１の側面に対向し第２の挟持装置（１７）に面して位置される寸法合わせ部（４０）の第２の側面（３５）に向かって付加的な挟持装置（１７）の下方への運動を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載のＦＣパリソンの製造方法。
【請求項８】
前記積層板（４０）の第２の端部区域（４４、４５）を第２の挟持装置に固定するに先立って、第２の端部区域（４４、４５）は第２の端部区域（４４、４５）に隣接して位置される領域に対して角度をなしこれらの領域間に位置される湾曲した領域を形成する工程と、湾曲部により層は相互にずれることと、
端部区域（４４、４５）の層は、このずれた配置にて第１の挟持装置（１６）に一体的に挟持される工程とを含むことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載のＦＣパリソンの製造方法。
【請求項９】
前記第２の端部区域（４４、４５）は非常に小さいため、端部区域の層は内側層を湾曲することなく移動することを特徴とする請求項８に記載のＦＣパリソン製造方法。
【請求項１０】
前記第２の端部区域（４４、４５）は、軸を中心として第２の挟持装置（１７）を回動させることにより端部区域（４４、４５）に隣接して位置される領域に対して角度をなすことと、軸において、第２の挟持装置（１７）に保持される積層板（４０）の第２の端部区域（４４、４５）は、その長手方向において、第２の挟持装置（１７）の外側且つその前方に位置される領域に対して角度をなすこととを特徴とする請求項８又は９に記載のＦＣパリソンの製造方法。
【請求項１１】
ＦＣ要素を形成すべく半製品を変形するための製造装置であって、
半製品に当接する外形を備えた寸法合わせ部と、
積層板（４０）の端部区域（４４、４５）をそれぞれ収容するための第１の保持装置（１４）及び第２の保持装置（１５）と、同第１の保持装置（１４）及び第２の保持装置（１５）はそれぞれ半製品（４０）を固定するための挟持装置（１６、１７）を有することと、
アクチュエータにより駆動され寸法合わせ部に連結され、且つ支持外形により寸法合わせ部を第１の保持装置（１４）及び第２の保持装置（１５）の間に位置される半製品を横断するように移動させることにより、半製品に対して所定の引張応力（Ｆ）を作用させる機械的歯車装置とを備え、前記支持外形は湾曲部を有し、且つ寸法合わせ部は積層板連続部を横断して移動する場合に湾曲部が積層板に形成されるように位置されることを特徴とする半製品を変形するための製造装置。
【請求項１２】
ＦＣ要素を形成すべく半製品を変形するための製造装置であって、
半製品を形成するための寸法合わせ部を収容する寸法合わせ部保持具と、
積層板（４０）の端部区域（４４、４５）をそれぞれ収容するための第１の保持装置（１４）及び第２の保持装置（１５）と、同第１の保持装置（１４）及び第２の保持装置（１５）はそれぞれ半製品（４０）を固定するための挟持装置（１６、１７）を有することと、
アクチュエータにより駆動され、第１の保持装置が連結される機械的歯車装置とを備え、前記機械的歯車装置は、第１の保持装置（１４）が所定の引張応力（Ｆ）を第２の保持装置（１５）を指向する方向とは反対方向に作用させ、同時に寸法合わせ部保持具に対して運動を行うように設計されることを特徴とする半製品を変形するための製造装置。
【請求項１３】
前記機械的歯車装置は、アクチュエータにより駆動される駆動装置に連結され第１の保持装置（１４）に連結されることと、機械的歯車装置及び駆動装置は、第１の保持装置（１４）が所定の引張応力（Ｆ）を第２の保持装置（１５）を指向する方向とは反対方向に作用させ、同時に寸法合わせ部保持具に対して運動を行うこととを特徴とする請求項１２に記載の製造装置。
【請求項１４】
前記駆動装置は、形成工程において最小限の引張応力（Ｆ）を保持する引張応力（Ｆ）を作用させるバネ構造体に連結されることを特徴とする請求項１３に記載の半製品を変形するための製造装置。
【請求項１５】
前記第２の保持装置（１５）はアクチュエータにより駆動される機械的歯車装置に連結されることと、機械的歯車装置及び駆動装置は、第２の保持装置（１５）が所定の引張応力（Ｆ）を第１の保持装置を指向する方向とは反対方向に作用させ、同時に寸法合わせ部保持具に対して運動を行うように設計されることとを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の半製品を変形するための製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つのプレプレグ層を備えた積層板からＦＣパリソンを製造するための方法の他、この方法に従ってＦＣ要素を製造すべく半製品を変形するための製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１はＦＣ要素の製造方法及び型枠を開示する。
特許文献１は積層構造体をモールド成形するための圧縮モールド成形装置を開示する。圧縮モールド成形装置は、中央区域から離間するように突出し、弾性を備えた材料から形成される長手方向端部を示す圧縮型枠を有する。圧縮変形作動時において、圧縮型枠は積層構造体を搬送する第２層（counter-layer ）に対して移動し、相互に対向して設けられる区域が第２層を越えて延びるように第２層に位置される。第２層は、圧縮型枠の圧縮モールド成形時において第２層を越えて延びる積層構造体の区域が第２層から長手方向に、且つ下方に押圧されるように設計される。上記工程において、弾性を備えた端部は、圧縮モールド成形動作が進行し第２層の側面に接触すると、厚みの方向にて一体的に積層構造体の湾曲した領域にて一体的に押圧される。圧縮モールド成形時において、端部の接触面は、これらに面する積層構造体の表面を覆って摺動する。
【０００３】
特許文献２は穿孔タイプのモールド成形工程において天然繊維から形成される製品の製造を開示し、３次元の変形外形を備えた第１の圧縮型枠は、第１の圧縮型枠の変形外形を補完すべく設計される３次元変形外形を備えた第２の圧縮型枠を横断する。圧縮モールド成形工程は、第２の圧縮型枠に挿入される繊維半製品を３次元変形させる。
【０００４】
特許文献３により、航空機用の構造体の要素搬送部を製造するための、多段階からなる製造方法が公知である。
プレプレグとも呼ばれ樹脂混合物により浸漬される補強繊維からなるが所定量の繊維含有量を保持する予め浸漬した繊維要素は、航空宇宙産業、モータ車構造体及びその他の領域の複数の応用にて使用される。繊維複合体要素を製造するための現行の方法の生産性、柔軟性、及び能率を上げるために、従来技術よりプレプレグを加熱形成工程にて形成することが公知である。多層プレプレグ積層板はここでは形成温度まで加熱され樹脂混合物の流量特性を向上させる。プレプレグ積層板が続いて形成されるが、積層板の積層シート（積層）は相互に円滑に移動する。例えば、積層板は単膜又は二重膜形成工程、圧縮モールド成形工程、或いは屈曲工程において、加熱により形成される。膜形成工程は型枠工具及び可撓性を備えた膜（膜）を使用するが、工程において部分排除により積層板が変形される。圧縮モールド成形工程は加熱された型枠を圧縮することにより行われる。
【０００５】
例えば、屈曲技術を使用して複合板を加熱形成する方法及び装置は、特許文献４により公知である。この公知の屈曲装置は２つの屈曲板を使用し、これらの間に積層板が位置される。形成工程において、ラム及びローラ工具は積層板の板の自由端の方向に張引力を作用させることに使用され、これにより、積層に対する応力が得られる。
【０００６】
上記方法の短所は、積層の内層の摺動にあり、特に長尺状をなす脚部及び要素の厚みを有する所定の繊維複合体要素は、高い抵抗に関与し、これにより要素の内径に対する圧縮応力によって要素製造時において内側積層は最終的に剥離し、膨張する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１３９３８７５号明細書
【特許文献２】米国特許第２３７８６４２号明細書
【特許文献３】独国特許登録第６０２００５００２３００号明細書
【特許文献４】国際公開第９０／１１８８２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、少なくとも２つのプレプレグ層を備えた積層板からＦＣパリソンを製造するための方法の他、この方法に従ってＦＣ要素を製造すべく半製品を変形するための製造装置を提供することにあり、ここで内側積層は形成工程において剥離及び湾曲が防止される。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は独立項に記載の特徴により解決される。付加的な実施例が、独立項に従属する従属項に開示される。
特に、本発明は、結合材によって一体的に保持される総数が少なくとも２つの乾燥した繊維組織層及びプレプレグ層のうち少なくともいずれか一方を備えた積層板からＦＣパリソンを製造する方法を開示する。２つの積層区域が複数の挟持装置によって固定される。積層板は湾曲部を形成することにより形成される。第１の挟持装置及び第２の挟持装置における挾持力は、各挟持装置内における積層の相互に対する摺動を防止するために十分に大きい。
【００１０】
本発明による方法及び製造装置により、積層板材料を長手方向に延伸するのではなく、特に積層が相互に対して摺動したり、相互に滑動しないように屈曲することができる。これにより、形成工程における積層間の摺動、特に積層構造体の表面に対して生じる損傷が防止され、それ故製造される要素の品質の劣化が防止される。本発明により、積層板及び挟持装置間、及び／又は積層間における摺動は殆ど、或いは全くなく、付加的に、湾曲した領域は外方に開放される。
【００１１】
特に、本発明は、結合材によって一体的に保持される総数が少なくとも２つの乾燥した繊維組織層及びプレプレグ層のうち少なくともいずれか一方を備えた積層板からＦＣパリソンを製造する方法を開示し、方法は、各挟持装置において相互に対向して位置される２つの端部区域を固定（挟持）する工程と、積層板を寸法合わせ部に位置させる工程と、寸法合わせ部の外形が積層板を区域的に形成する用に、積層板を引張応力に暴露する工程とを含む。
【００１２】
本発明の一実施例において、ＦＣパリソンの製造方法は、寸法合わせ部を積層板の長手方向を横断するよう移動させることにより、積層板に引張応力を生じさせる。この目的のために、方法を実施する製造装置には、アクチュエータ及び機械的歯車装置が設けられ、これにより寸法合わせ部は移動自在である。
【００１３】
本発明の別例において、方法は、積層板の少なくとも１つの第１の端部区域を、機械的歯車装置を使用して寸法合わせ部に対して移動自在な第１の挟持装置に固定し、且つ第１の端部区域とは反対側に位置される積層板の第２の端部区域を別の挟持装置に固定する工程と、第１の挟持装置は別の挟持装置から見て寸法合わせ部の丸みを帯びた表面領域の別の面に位置されることと、挟持装置間に位置される積層板の領域にわたって引張応力を第１の挟持装置により第２の挟持装置に対して作用させ、同時に第１の挟持装置を所定の位置まで第２の挟持装置から離間する方向に移動させる工程とを含む。所定の位置において、丸みを帯びた表面領域は、その長手方向にて視認されるように、第１の挟持装置及び第２の挟持装置の間にて積層板に湾曲部を形成する。
【００１４】
第１の挟持装置及び第２の挟持装置における挾持力は、各挟持装置内の積層板が所定の最大引張応力に暴露される場合に積層が相互に対して摺動することを防止するために十分な大きさに設定されている。
【００１５】
結合材によって一体的に保持される総数が少なくとも２つの乾燥した繊維組織層及びプレプレグ層のうち少なくともいずれか一方を備えた積層板からＦＣパリソンを製造する本発明による方法は、積層板の少なくとも１つの第１の端部区域を、機械的歯車装置を使用して寸法合わせ部に対して移動自在な第１の挟持装置に固定し、且つ第１の端部区域とは反対側に位置される積層板の第２の端部区域を別の挟持装置に固定する工程と、第１の挟持装置は別の挟持装置から見て寸法合わせ部の丸みを帯びた表面領域の別の面に位置されることと、挟持装置間に位置される積層板の領域にわたって引張応力を第１の挟持装置から第２の挟持装置に対して作用させる工程とを含み、第１の挟持装置は所定の方向に移動され、これにより寸法合わせ部の丸みを帯びた表面領域は、積層板の長手方向において視認されるように第１の挟持装置及び第２の挟持装置の間にて積層板に湾曲部を形成する。第１の挟持装置及び第２の挟持装置における挾持力は積層が相互に対する摺動を防止するために十分な大きさに設定されている。
【００１６】
更に、第１の挟持装置は、積層板が第１の側面に区域的に当接するまで第１の挟持装置に面する寸法合わせ部の第１の側面に向かって下方に移動される。更に、積層板（４０）の端部区域を第１の挟持装置（１６）に固定するに先立って、第１の端部区域（４４、４５）は端部区域に隣接して位置される領域（４６、４７）に対して角度をなしこれらの領域間に位置される湾曲した領域を形成する。湾曲部により層（Ｌｉ、Ｌａ）は相互にずれる。第１の端部区域の層（Ｌｉ、Ｌａ）は、このずれた配置にて第１の挟持装置（１６）に一体的に挟持される。
【００１７】
方法において、引張応力を作用させる第１の挟持装置を運動させる工程は、積層板が第１の挟持装置に面する第１の側面に当接するまで寸法合わせ部の側面に向かう第１挟持装置の下方への運動を含む。付加的に、第１の挟持装置に位置される端部区域が第１の挟持装置の前方に位置される積層板の領域を中心として回動される角度は、第２の側面が支持面に対して伸びる角度に対してプラスマイナス１０°の余地の範囲内に等しい。
【００１８】
第１の挟持装置が引張応力の暴露時に積層板を変形すべく移動するに先立って、或いは特別な実施例において、積層板が挟持装置に固定されるに先立って、積層板は支持面を有する寸法合わせ部の支持面に位置される。丸みを帯びた表面領域が間に位置され、第１の側面は、第１の挟持装置に付加的な方向から見て相互に融合する。
【００１９】
積層板の端部区域が第１の挟持装置に固定されるに先立って、第１の端部区域は端部区域に隣接して位置される領域に対して角度をなし、これらの領域の間に湾曲した領域を形成する。層は湾曲部により相互に対してずれ、これによりこのずれた構成における第１の端部区域の層は第１の挟持装置にて一体的に挟持される。端部区域の長さは非常に小さいため、端部領域の層は内側層を湾曲させることなく移動する。
【００２０】
方法において、端部区域は端部区域に隣接して位置される領域に対して形成コアにより角度をなす。
端部区域は軸を中心として第１の挟持装置を回動させることにより端部区域に隣接して位置される領域に対して角度をなす。ここで、第１の挟持装置によって保持される積層板の区域はその長手方向において、第１の挟持装置の外側且つその前方に位置される領域に対して角度をなす。特に比較的小さい挾持力がここで設定され、これにより、層は層の回動により相互に対して層を移動させることができる。
【００２１】
積層板は半製品を巻き付けマンドレルに巻き付けることにより形成される環状のパリソン積層板の環状区域である。
本発明によるＦＣパリソンの製造方法において、支持面及び側面のうち少なくともいずれか一方は平坦な設計を有する。これに代えて、或いは付加的に、支持面及び第１の側面のうち少なくともいずれか一方は、引張方向から見て湾曲した面を有してもよい。支持面及び第１の側面のうち少なくともいずれか一方は更に引張方向を横断して延びる三次元的な外形を有し、これにより、引張方向を横断して見てパリソンに三次元的な変形部を形成してもよい。
【００２２】
付加的に、本発明によるＦＣパリソンの製造方法において、別の機械的歯車装置により第１の挟持装置を移動させる場合に、第１の挟持装置から見て寸法合わせ部の別の丸みを帯びた表面領域を越えて位置される第２の挟持装置は、第１の挟持装置から見て第１の表面領域を越えて位置される寸法合わせ部の第２の丸みを帯びた表面領域所定の位置まで第１の挟持装置の運動方向とは反対の方向に運動するように設定される。この位置において、第１の挟持装置から見て第１の表面領域を越えて位置される寸法合わせ部の第２の丸みを帯びた表面領域はその長手方向にて視認されるように第１の丸みを帯びた表面領域及び第２の挟持装置の間にて積層板に湾曲部を形成する。第１の挟持装置の運動はここで第１の挟持装置の運動と同時に行われる。付加的な挟持装置は、積層板が第２の側面に当接するまでの、第１の側面の反対側に位置される寸法合わせ部の第２の側面までの付加的な挟持装置の下方の運動を含む。
【００２３】
このＦＣパリソンの製造方法において、積層板の第２の端部区域を第２の挟持装置に固定するに先立って、第２の端部区域は第２の端部区域に隣接して位置される領域に対して角度をなしこれらの領域間に位置される湾曲した領域を形成する。湾曲部により層は相互にずれる。端部区域の層は、このずれた配置にて第１の挟持装置に一体的に挟持される。
【００２４】
第２の端部区域の長さは非常に小さいため、端部領域の層は内側層を湾曲させることなく移動する。更に、方法において、第１の挟持装置の前方に位置される積層板の領域に対する第２の挟持装置に位置される端部区域の周囲の角度は、第２の側面が支持面に対して伸びる角度のプラスマイナス１０°の余地の範囲内に等しい。第２の端部区域が端部区域に隣接して位置される領域に対して角度をなす工程において、この角度をなす工程は形成コアを使用して実施される。特に、第２の端部区域は軸を中心として第２の挟持装置を回動させることにより端部区域に隣接して位置される領域に対して角度をなす。ここで、第２の挟持装置によって保持される積層板の第２の端部区域はその長手方向において、第２の挟持装置の外側且つその前方に位置される領域に対して角度をなす。
【００２５】
第２の側面は、少なくとも区域的に平坦な設計を有するか、或いは少なくとも区域的に引張方向から見て湾曲面を有する。付加的に、支持面及び第１の側面のうち少なくともいずれか一方は、引張方向を横断して延びる三次元的な外形を有し、これにより、引張方向を横断して見てパリソンに三次元的な変形を形成する。
【００２６】
更に、本発明において、ＦＣ要素を形成すべく半製品を変形するための製造装置が開示される。装置は、半製品に当接する外形を備えた寸法合わせ部保持具と、積層板の端部区域をそれぞれ収容するための第１の保持装置及び第２の保持装置とを含む。第１の保持装置及び第２の保持装置はそれぞれ半製品を固定するための挟持装置を有する。装置は更に、アクチュエータにより駆動され寸法合わせ部に連結され、且つ支持外形により寸法合わせ部を第１の保持装置及び第２の保持装置の間に位置される半製品を横断するように移動させることにより、半製品に対して所定の引張応力を作用させる機械的歯車装置を備え、支持外形は湾曲部を有し、且つ寸法合わせ部は積層板連続部を横断して移動する場合に湾曲部が積層板に形成されるように位置される。
【００２７】
更に、本発明の別例において、ＦＣ要素を形成すべく半製品を変形するための製造装置が開示される。装置は、半製品を形成するための寸法合わせ部を収容する寸法合わせ部保持具と、積層板の端部区域をそれぞれ収容するための第１の保持装置及び第２の保持装置とを含む。第１の保持装置及び第２の保持装置はそれぞれ半製品を固定するための挟持装置を有する。装置は更に、アクチュエータにより駆動され、第１の保持装置が連結される機械的歯車装置を備え、前記機械的歯車装置は、第１の保持装置が所定の引張応力を第２の保持装置を指向する方向とは反対方向に作用させ、同時に寸法合わせ部保持具に対して運動を行うように設計される。
【００２８】
機械的歯車装置は駆動装置に連結され、アクチュエータにより駆動され、且つ第１の挟持装置に連結される。機械的歯車装置及び駆動装置は、第１の保持装置が第２の保持装置を指向する方向に対して所定の引張応力を作用させ、同時に寸法合わせ部保持具に対して運動を行うように設計される。
【００２９】
機械的歯車装置によって実施される運動はここで航空機にて行われる。駆動装置は、機械的歯車装置によって行われる運動時において積層板に所定の大きさの引張応力を作用させることに好適である。引張応力は形成運動において最小限の引張応力を確保する、特に駆動装置に連結されたバネ構造体により作用される。機械的歯車装置は、更に、運動の通路を調整可能に構成される。運動の通路はここでは弧を描く。更に、第１の保持装置は回動装置を有し、これにより第１の保持装置は第１の保持装置及び第２の保持装置の間の連結部を横断して延びる軸を中心として回動される。
【００３０】
付加的に、第２の保持装置は機械的歯車装置に連結され、アクチュエータにより駆動される。機械的歯車装置及び駆動装置は、第２の保持装置が第１の保持装置を指向する方向に対して反対方向に所定の引張応力を作用させ、同時に寸法合わせ部保持具に対して運動を行うように設計される。更に、機械的歯車装置によって実施される第２の保持装置の運動は、平面にて行われる。
【００３１】
特に第２の保持装置の駆動装置は、所定の大きさの引張応力を積層板に好適に作用させるように設計される。第２の保持装置の駆動装置は、更にバネ構造体を有し、これにより、引張応力が第１の保持装置の反対側に作用されるため、最小限の引張応力が形成工程において保持される。第２の保持装置の機械的歯車装置は、運動の通路が調整可能なように設計されてもよい。特に、製造装置は、各挟持装置即ち保持装置の前方にむき出しに設けられる区域の方向に引張応力を作用させるように設計される。所定の運動の通路は同時に実施される。通常、第２の保持装置の運動の通路は弧を描く。更に、第２の保持装置は回動装置を有し、これにより第２の保持装置は第１の保持装置及び第２の保持装置の間の連結部を横断して延びる軸を中心として回動される。
【００３２】
上記別例による構成を備えたアクチュエータ及び機械的歯車装置は、寸法合わせ部を移動させるために更に同様に設けられる。
本発明の実施例を添付の図面に基づき後述する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例における繊維複合体（ＦＣ）要素の製造方法の任意の第１の工程として複数の層を有する巻かれた積層板を備えた巻き付けマンドレルを示す側面図。
【図２】本発明による方法の後続の工程において使用される、図１に示す巻き付けられたパリソンの区域を示す側面図。
【図３】本発明の実施例において、図２のパリソンから形成される積層板が挿入された、ＦＣ要素を製造するための製造装置を示し、製造前の装置及び積層板の状態を示す側面図。
【図４】本発明の実施例における図３の側面図と同じ形成装置であって、形成後の積層板を備えた形成装置を示す側面図。
【図５】図１及び２に示す積層板を形成する方法の別例による方法であって、第１の工程を含み、適用された積層板を備えたプリフォーム装置を示す側面図。
【図６】パリソンが形成された後の図５に示すプリフォーム装置を示す側面図。
【図７】本発明による実施例において、形成工程に先立って挿入される図６に示すパリソンを備えた形成装置を示す側面図。
【図８】形成工程後に挿入されたパリソンを備えた図７に示す形成装置を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図４及び８に示すような製造される形状を示す本発明による繊維複合体（ＦＣ）パリソン１の製造方法において、図３の他図７及び８に示すように、挟持装置の運動は、挟持装置の回転軸を直交する張引力への暴露の間に、固定された端部区域４６又は４７が丸みを帯びた表面領域５６又は５７に対して隣接により角度をなすように使用される。
【００３５】
任意によりこの製造工程が先行し、図１、２、及び５、６の実施例に示すような形成される要素のために設けられる特に図８に示すような湾曲領域６８、６９の環境において、積層板を予め湾曲させることにより最初の形態２における最初のパリソンを形成する。
【００３６】
本発明に従ってＦＣパリソンを製造することに使用される最初の積層板は、バインダにより一体的に保持される少なくとも２つの乾燥した繊維組織層、及び／又はプレプレグ層からなる積層板である。この意味において、層からなる積層板の簡略した態様を参照する。
【００３７】
変形は形成工程を含み、付加的に、特に最初の積層板における層の３次元変形である。
この最初のパリソンは任意により様々な方法を使用して最初の形態２に形成される。図１及び２に方法の一例を示し、図５及び６に別例を示す。
【００３８】
本発明における第１の実施例において、本発明による製造装置にて使用される最初のパリソンの製造方法において、後続の形成工程に使用される積層板４は図１に示す巻き付け工程において任意により形成され、ここで繊維複合体は、例えば、特に図１に示すような円形断面を有する巻き付けマンドレル６に巻き付けられる。巻き付け工程は様々な方法にて行われる。無限繊維（endless fiber ）、ストランドや、バンドは、最初に浸漬通路を通じて案内され、マトリックス物質により浸漬され、巻き付けマンドレル６に巻き付けられる。これに代えて、プレプレグバンドが巻き付けられ、硬化される。更に、樹脂注入工程において略飽和する不飽和複合体をマンドレルに巻き付け、積層板を形成することができる。積層される積層シート２ａ、２ｂ、及び２ｃの層順序及び数は、形成される要素に対する要求に応じて決定される。特に、繊維の前進は要素の負荷経路に調整され、これにより、容易に軽量の高強度構造体を製造することができる。巻き付け工程、即ちパリソン４の形成は大部分自動化できる。
【００３９】
図２は、図１に示すように巻かれたパリソン４の区域を示し、巻き付け工程にて形成される環状パリソン２は、巻き付け後に、それぞれが積層板４を形成し、マンドレル６から取り払われる複数の、通常２つの半リングに分離される。積層板リング区域は図３による形成工程において最初のパリソンとして使用されるため、端部区域２４、２５はこれらの長手方向の配向における中央領域２１に対する湾曲部の長手方向にて示されるように湾曲される。
【００４０】
これに代えて、パリソン積層板は図５や６に示すように形成されても、その他の方法により形成されてもよい。
少なくとも１つの第１の端部区域４４、４５は、積層板の表面の中央領域４１に向かってこの端部区域４４、４５に隣接して位置される領域４６、４７に対して角度をなし、これにより端部区域４６、４７間に位置される領域はこれらの領域間に位置される湾曲した領域４８、４９の形成部に対して角度をなす。
【００４１】
図５及び６の例示において、湾曲部４８、４９は型枠工具２０の端部境界線又は端部領域に案内される。特に、パリソン積層板３は湾曲部４８、４９を形成すべく丸みを帯びた表面領域３６、３７を有してもよい。
【００４２】
型枠工具２０の断面形状は、パリソン３の応用及び必要な形状に基づき形成される。図５及び６は略矩形の断面形状を示す。例えば、型枠工具２０は、台形、三角形、或いは六角形の断面形状を有してもよい。
【００４３】
これらに対して積層板を対応させて接合させる場合に、丸みを帯びた端部即ち表面領域３６、３７は湾曲した領域４８、４９を形成する。図５及び６に示すように、この工程において、更に、長手方向即ち機械加工の方向に示すように後者に対して位置される２つの第２の端部区域が設けられる。各端部区域はこの工程において、断面方向に取り付けられ、或いは挟持されるものではないため、層は、湾曲した領域４８、４９における各半径に応じて長手方向において相互に対して移動する。
【００４４】
挟持装置に端部区域を取付後に、端部区域に隣接して位置される領域に対して端部区域が角度をなすことが付随する最初のパリソンの形成も、軸を中心として各挟持装置を回動させることにより行われる。軸において、第１の挟持装置による積層板の区域は、第１の挟持装置の外方及びその正面に位置される領域に対して長手方向において角度をなす。ここで、下方の、即ち、最大許容挾持力が設定され、これにより、層を回動させることにより層を相互に対して移動させることができる。
【００４５】
最初のパリソンのこの任意による形成により、異なる湾曲部を備えた最初の層に対してずれた複数の層、特に少なくともこれらの領域において相互に対して平坦な連続部を有する複数の層を備える少なくとも１つのむき出しの端部区域４６、４７は、後の製造工程において端部区域の層が相互に対して移動しないように、載置されるか、挟持される。
【００４６】
湾曲部を既に有する最初のパリソンを形成する上記工程により、内側層Ｌｉ、即ち湾曲した領域においてより大きな径を有するより外側に位置される層Ｌａと比較してより小さい径を有する層の湾曲した領域４８、４９における膨張、湾曲や、皺の生じる危険性が低減される。この目的のために、図５及び６に示す変形工程において、長手方向ＬＲにて示される各端部区域４６、４７の長さは、使用されるプレプレグ層の材料により内側に位置される層が各湾曲した領域４８、４９の外側層に対して湾曲又は膨張し始めるため、所定の最大レベルを好適に超えないものとする。
【００４７】
図６に示す短い長さｌを有する脚部が、角度をなすことにより積層板の一側面に最初に形成され、且つ図８に示す後続の工程において引っ張り力への暴露により積層板に移動される挟持装置を使用してこの脚部からより長尺状の長さＬを有する要素の脚部が形成されるため、後述する効果が得られる。第１の工程において、層は、脚部が角度をなすことにより内側層の湾曲や膨張を引き起こさない長さ部分にわたって相互に対して移動する。第２の工程において、層の相互に対する移動は形成される要素のより長尺状の脚部の長さＬにわたって行われる。長さＬ及びｌの選択された差異が大きくなり過ぎない限り、更に積層板の内側層は湾曲したり膨張しない。
【００４８】
図２に示すパリソン区域２は図５及び６に示す方法における最初のパリソンとして使用されてもよい。
パリソン３は加熱形成工程にて形成され、これにより、加熱形成工程において図５に示す積層板２の突出する端部区域４４、４５を形成する。例えば、板状積層板２は、１つ又は２つのダイヤフラム形成工程において加熱形成される。この場合において、積層板２の層２ａ、２ｂ、２ｃは相互に摺動するが、脚部端部４２、４３において変位しなくなり、略Ｕ字状のパリソン４０の積層板端部４２、４３にて図６に示される「本効果（book effect ）」を生じる。
【００４９】
このダイヤフラム形成工程において、１つのダイヤフラム、或いは２つのダイヤフラムにより１つの（ＳＤ）ダイヤフラム工程、及び２つのダイヤフラム（ＤＤ）工程は区別される。各ダイヤフラムは可撓性を備えた膜（図示しない）、例えば登録商標名ＴｙｇａｖａｃのＬＲＢ１００膜やＭｏｓｉｔｅｓ膜からなり、大気から真空により吸引した室を分離する。ＳＤ工程において、形成コア４０が最初に真空台に載置される。続いて積層板２が型枠工具２０の所望の位置に位置され、図５に示す加熱器１８により温められる。
【００５０】
積層板２は上記からの連続した対流熱放射により加熱される。ＳＤ工程及びＤＤ工程の両者において、熱はここで最初に熱放射により上部ダイヤフラムに移動し、そこから膜を通じた熱伝導によりクラッチ内に移動する。セラミックのラジエータ、白熱電球や、赤外線ラジエータが熱源として好適に使用される。付加的に、形成台が下方、即ち型枠工具２０から例えば赤外線ラジエータのような熱放射体により加熱される。続いてダイヤフラムが構造体全体に載置され、真空台に気密に連結される。部分的真空がダイヤフラム及び真空台の間の真空ラインにより生じ、これにより、周囲圧力が積層板２を型枠工具２０に対して押圧し、成形する。
【００５１】
２つのダイヤフラム工程は、積層板２が２つの膜間に位置され真空吸引される点において、１つのダイヤフラム工程とは異なる。即ち、積層板２の各層は既に相互に対して所定の位置に固定される。二つのダイヤフラム及びクラッチからなる本体全体は続いてＳＤ工程において上述したように加熱され形成される。
【００５２】
本発明の別例において、任意により、圧縮即ち屈曲工程（図示しない）においてパリソン４を加熱形成する工程が実施されてもよい。パリソン４を形成する圧縮行程において、積層板２は熱に暴露される間にて凸の工具及び凹の工具の間に位置され形成される。屈曲工程においてパリソン４を製造するために、台に位置される積層板２の端部は折り返される。この目的のために、強い圧力を作用させることなく上部及び底部にて積層板を包囲するプレートが使用される。積層板２の端部区域は続いて端部の周囲のプレートを枢動させることにより屈曲される。
【００５３】
本発明において、予め湾曲された、或いは予め湾曲されなかったパリソンは挟持装置１６、１７の運動により角度をなす。ここで、少なくとも１つの端部区域４６、４７、特に長手方向にて視認されるように挟持装置の内側又は前方に位置される領域４６、４７が寸法合わせ部５０の第１の丸みを帯びた表面領域５８、５９と接触することにより、中央領域に固定される。図３の他図７及び８に示すように、挟持装置は、回転軸又は挟持装置の運動の通路を横断する積層板に対して引張応力を作用させる。
【００５４】
少なくとも１つの挟持装置１６、１７は、保持装置１４、１７内に好適に一体的に形成される。積層板の各端部区域が内部に収容される。挟持装置１６、１７は積層板の長手方向にて積層板即ち積層板パリソン４０に対して圧力Ｆを作用させることのできる２つの挟持面２５ａ、２５ｂを備えた積層板挟持部を好適に有する。必要な場合に、挟持装置１６、１７は、端部区域２４、２５の領域における層２ａ、２ｂ、及び２ｃが相互に対して、特に長手方向ＬＲにおいて移動しないように、挾持具を使用して積層板４０の端部区域２４、２５を保持することができる。
【００５５】
従って、図８に示すように、各固定端部区域４４、４５から見て更に内側に丸みを帯びた表面領域５８、５９に向かって（変形が生じた場合に）位置される第２の湾曲した領域６８、６９は、各固定端部区域の近傍の挟持装置の前方に位置される領域４６、４７にて形成される。図５及び６に示すように積層板が、挟持装置による運動及び引張応力の作用によって変形されると、パリソン４の端部区域２２は、パリソンの積層端における積層２ａ、２ｂ、及び２ｃが相互に対して少なくとも引張方向において摺動しないように、各形成装置１４、１６のうち１つにより所定の位置に固定される。
【００５６】
図６及び８に示すように、この予め変形する工程における加工の方向にて視認される形成コア４０の幅Ｂは、図７に示すこの方向における型枠工具５０の有効幅ｂと比較して大きく、各端部４２、４３及び積層板４０に形成される湾曲した領域６８、６９の間にて引張応力に晒される脚部の長さＬは、型枠工具２０に形成される端部４２、４３及び湾曲した領域４８、４９の間のパリソン積層板の脚部の長さｌと比較して大きい。特に、形成コア４０の屈曲径Ｒは型枠工具２０の屈曲径ｒに対応するように設計される。
【００５７】
寸法合わせ部５０に面する保持装置１４、１５の側部には、支持面１４ａ、１５ａが設けられるが、これらは特に積層板に面する側にて丸みを帯びるように形成され、引張方向に横断して延びる湾曲軸を有する。特に、この支持面には，パリソン４２を損傷することなくパリソン４２に引張応力Ｆを作用させるように対応した設計がなされる。形成時において最初のパリソン２に湾曲部４８、４９を付与するために、対応する丸みを帯びた支持面１４ａ、１５ａが更に設けられ、これは、図５、６による方法に代えて、或いは付加的に変形コアや型枠工具２０を使用して行われる。
【００５８】
端部区域は端部区域に隣接して位置される領域に対して角度をなし、軸を中心として第１の挟持装置を回動させることにより最初のパリソンを形成する。ここで、第１の挟持装置によって保持される積層板の区域はその長手方向において、第１の挟持装置の外側且つその前方に位置される領域に対して角度をなす。
【００５９】
湾曲軸は、要素も長手方向において湾曲されるものであるため、最初のパリソンの形成時において直線的である必要はない。最初のパリソンの形成時における湾曲軸の進行部も、引張応力に暴露される間における挟持装置による変形において設けられる積層板の湾曲軸に対して平行に延びるものではない。
【００６０】
更に、図５及６に例示するような、最初のパリソンの形成時において端部区域及び内部に位置される領域４６、４７が相互に対してなす角度は、長手方向Ｌにて視認した場合に、挟持装置及び寸法合わせ部５０を使用した積層板の連続形成後に各第１の湾曲した領域４８、４９から視認して更に内方に位置される湾曲した領域（図８の中央領域）及び各固定端部区域が相互に対して延びてなす角度と等しいものではない。しかしながら、これは図６及び８に例示する場合であり、準備工程及び挟持装置を使用して実施される製造工程の両者において、直角が積層板の長手方向に形成されるためである。この例において、特に第１の挟持装置に位置される端部区域が第１の挟持装置の前方に位置される積層板の領域を中心として回動される角度は、第２の側面が支持面に対して伸びる角度に対してプラスマイナス１０°の余地の範囲内に等しい。
【００６１】
長手方向ＲＬも通常挟持装置が引張応力を作用させる方向である。長手方向は特に固定端部区域の中央部の連結線から始まる。
方法において、端部区域は端部区域に隣接して位置される領域に対して型枠コアにより角度をなす。
【００６２】
通常、積層板は付加的に変形され、特に積層板は引張応力への暴露時において挟持装置によって変形される。例えば、型枠コアの支持面３３は三次元的に変形され、高台、肋材、穴、斜面等を有する。これらの外形面は側面３４、３５の一方又は両者に設けられる。引張応力が積層板に作用される場合に、上記支持面即ち側面の一方又は両者に沿って延びる後者の区域は接触圧力によって三次元的に変形される。支持面又は側面の一方又は両者が好適な形状に形成された場合に、積層板の層はここで相互に対して少なくとも区域的に移動される。従って、背部切断等のむき出しの領域や積層板における変形も得られる。
【００６３】
引張応力に横断して視認する引張応力Ｆの方向は、引張応力Ｆを作用させる各挟持装置の最も近傍、即ち支持面１２、１３と、丸みを帯びた表面領域５８、５９との間において積層板４０の長手方向にできるだけ正確に好適に延びる。
【００６４】
別例において、少なくとも１つの挟持装置１６、１７即ち保持装置１４、１５が引張応力への暴露時に運動すると、運動の通路６２、６３は、挟持装置１６、１７によって保持される積層板即ち端部区域４４、４５が挟持装置にて摺動し、且つ／又は端部区域４４、４５内の層が相互に対して摺動するように調整される。これは特に支持面１２、１３の連続部及び／又は丸みを帯びた区域５８、５９の他層、及び各挟持装置１６、１７の相互に対する運動が、引張応力を横断するように配向される挟持装置に対して積層板の変位力を生じる場合である。
【００６５】
挟持装置即ち保持装置の運動は丸みを帯びた区域５８、５９に対して行われ、各挟持装置の前方の積層領域に湾曲部を形成する。ここで複数の丸みを帯びた領域が積層板に複数の湾曲部を形成すべく設けられてもよい。
【００６６】
各運動の通路６１、６２に沿った保持装置１４、１５の運動は、例えばアクチュエータ（図示しない）のＣＮＣコントローラを使用して、手操作により、或いは自動的に制御される。この運動において、層２ａ、２ｂ、及び２ｃは各挟持装置１４、１６及び少なくとも１つの丸みを帯びた表面領域５８、５９の間にて相互に対して摺動する。運動の通路６１、６２、並びに引張応力Ｆの方向及び大きさはここでは特に少なくとも１つの挟持装置の運動時において層２ａ、２ｂ、及び２ｃが引張応力に晒され、これにより層即ち積層板が膨張又は湾曲しないように選択される。
【００６７】
この目的のために、本発明において、製造装置はアクチュエータ（図示しない）により駆動され１つ以上の保持装置１４、１５即ち挟持装置１６、１７に連結される機械的歯車装置（図示しない）を有する。機械的歯車装置は、各保持装置１４、１５即ち挟持装置１６、１７が第２の保持装置を指向する方向に対して所定の引張応力を作用させ、同時に寸法合わせ部保持具に対して運動を行うように設計される。
【００６８】
付加的に、機械的歯車装置は駆動装置に連結され、駆動装置即ちアクチュエータにより駆動され、且つ挟持装置、即ち保持装置に連結される。機械的歯車装置及び駆動装置は、各保持装置が第２の保持装置を指向する方向に対して所定の引張応力を作用させ、同時に寸法合わせ部保持具に対して運動を行うように設計される。各保持装置に機械的歯車装置がそれぞれ１つ設けられるか、１つの機械的歯車が複数の保持装置即ち挟持装置に設けられる。このように、駆動装置即ちアクチュエータはそれぞれ複数の保持装置即ち挟持装置に連結される。特に、アクチュエータは挟持装置を駆動してもよい。
【００６９】
機械的歯車装置によって実施される運動はここで航空機にて実施される。駆動装置は、機械的歯車装置によって行われる運動時において積層板に所定レベルの引張応力を作用させることに好適である。引張応力は特に形成運動において最小限の引張応力を保持する、駆動装置に連結されたバネ構造体により作用される。機械的歯車装置は、運動の通路が調整可能なように設計されてもよい。運動の通路はここでは弧を描く。付加的に、第１の保持装置は回動装置を有し、これにより第１の保持装置は第１の保持装置及び第２の保持装置の間の連結部を横断して延びる軸を中心として回動される。複数の保持装置が設けられる場合に、相互に対して平行に延びない回転軸を備えた回動装置に割り当てられる。保持装置は特に運動の通路６２、６３を実施する場合に回動装置によって回動される。
【００７０】
本発明において保持装置即ち挟持装置が積層板に引張応力を作用させるように製造装置を製造するために、駆動装置は、引張応力を作用させるバネ構造体に連結され、機械的歯車装置は、バネが引張下に保持されるが運動通路を実施しこれにより形成工程において最小限の引張応力を保持するように保持装置を横断する。
【００７１】
特に、各保持装置の機械的歯車装置は、運動の通路が調整可能なように設計される。特に、製造装置は、各挟持装置即ち保持装置の正面にむき出しに設けられる区域の方向に引張応力を作用させ、同時に所定の運動通路を形成するように設計される。通常、各保持装置の運動通路は弧を描くか、放物線状である。
２つ以上の保持装置１４、１５が設けられる場合に、後者は製造装置において相互に対して位置される必要はない。製造装置は１つ以上の付加的な挟持装置又は固定装置を有してもよく、これらは運動通路６１、６２を形成すべく設けられるものではないが、製造装置に静的に位置される。
【００７２】
挟持装置のうち１つが移動不能であるか、製造工程において移動されない場合に、この挟持装置は固定手段の公知の固定によっても実施可能である。
【図１】
2011505281.tif 000003
【図２】
2011505281.tif 000004
【図３】
2011505281.tif 000005
【図４】
2011505281.tif 000006
【図５】
2011505281.tif 000007
【図６】
2011505281.tif 000008
【図７】
2011505281.tif 000009
【図８】
2011505281.tif 000010
【国際調査報告】
2011505281.tif 000011
2011505281.tif 000012
2011505281.tif 000013
2011505281.tif 000014