DE102012101016A1

DE102012101016A1 - Verfahren zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges, ein danach hergestelltes Faserverbundhalbzeug, ein Faserverbundwerkstoff sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges

Info

Publication number: DE102012101016A1
Application number: DE201210101016
Authority: DE
Inventors: Marcel Christmann
Original assignee: Institut fuer Verbundwerkstoffe GmbH
Current assignee: Institut fuer Verbundwerkstoffe GmbH
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2013-08-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges, ein danach hergestelltes Faserverbundhalbzeug, einen Faserverbundwerkstoff sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges, ein danach hergestelltes Faserverbundhalbzeug, einen Faserverbundwerkstoff sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges.
Konkret betrifft die Anmeldung ein Verfahren zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges in Form eines Halbzeuges aus einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff (FKV), ein danach hergestelltes Halbzeug aus einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff, einen Faser-Kunststoffverbundwerkstoff sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines profilierten Halbzeuges in Form eines Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffes.
Zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffes werden Fasern mit einem erschmolzenen Polymer, insbesondere ein Thermoplast oder ein Duroplast, imprägniert. Nährend der Imprägnierung werden die Fasern üblicherweise mit Druck beaufschlagt, um den Verbund aus Fasern und Polymer zu verfestigen und insbesondere auch, um eine weitgehende oder vollständige Imprägnierung der Fasern erreichen zu können. Diese Verfestigung und weitgehende oder vollständige Imprägnierung wird allgemein auch als Konsolidierung bezeichnet. Nach Abschluss der Imprägnierung beziehungsweise Konsolidierung des Verbundes aus Fasern und Polymer lässt man das Polymer erhärten beziehungsweise überführt das Polymer in einen festen Aggregatzustand, soweit thermoplastische Polymere Verwendung finden. Nachdem das Polymer erhärtet ist, erhält man einen Faserverbundwerkstoff, der gebildet aus einer Kunststoffmatrix, in die die Fasern eingebettet sind und als Verstärkungsfasern für den Kunststoff wirken.
Entsprechende ausgebildete Faserverbundwerkstoffe werden heutzutage in zahlreichen Bereichen angewendet, beispielsweise in der Automobilindustrie oder in der Luft- und Raumfahrttechnik.
Faserverbundhalbzeuge werden beispielsweise in Form von Platten oder Profilen, insbesondere auch in Form endloser Platten oder Profile, hergestellt. Diese endlosen Platten oder Profile können zu einem späteren Zeitpunkt auf eine gewünschte Länge geschnitten werden und bilden nach einem erneuten Aufschmelzen des thermoplastischen Polymers, Umformen des Halbzeuges und Abkühlen des Polymers einen Faserverbundwerkstoff in einer gewünschten Geometrie.
Faserverbundhalbzeuge, insbesondere auch in endloser Form, werden regelmäßig auch in profilierter Form benötigt, beispielsweise in Form von Stringern, Profilen oder Trägern.
Das Problem bei der Herstellung solch profilierter Faserverbundhalbzeuge besteht insbesondere darin, dass die räumliche Gestaltungsfreiheit auf Grund der geringen elastischen Deformierbarkeit der Fasern bei der Drapierung beziehungsweise dem Formgebungsprozess sehr beschränkt ist. So beträgt die maximal mögliche Dehnung bei Carbonfasern beispielsweise nur etwa 1,6% und bei Glasfasern nur etwa 5,7%. Auf Grund dieser geringen Deformierbarkeit der Verstärkungsfasern lassen sich beispielsweise Faserverbundhalbzeuge in Form sehr stark gekrümmter Profile teilweise überhaupt nicht herstellen.
Eine Möglichkeit der Herstellung von profilierten Verbundhalbzeugen, insbesondere stark gekrümmten profilierten Faserverbundhalbzeugen, stellt die Radienpultrusion dar. Bei diesem Verfahren, das von dem Verfahren der Pultrusion abgewandelt ist, werden die Verstärkungsfasern samt Matrixwerkstoff nicht durch eine Formdüse gezogen, sondern die Düse bewegt sich über die fixierten Fasern. Nachteilig an diesem Verfahrens ist, dass nicht beliebige Faserausrichtungen realisiert werden können.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung profilierter Faserverbundhalbzeuge besteht in einem direkten Herstellungs- beziehungsweise Umformprozess. Dabei werden textile Gewebestrukturen oder Gelegestrukturen mittels einer Herstellungsmethode, zum Beispiel einem statischen Pressverfahren, Autoklaven oder Diaphragmaverfahren, zu einem endlosen Profil umgeformt. Alternativ können Polymere in Organoblechen, also bereits imprägnierten und konsolidierten fertigen Halbzeugen, in den schmelzflüssigen Zustand versetzt und anschließend die Organobleche in einem temperierten Werkzeug unterhalb der Schmelztemperatur des Matrixwerkstoffes umgeformt werden. Bei beiden Methoden ist nachteilig, dass entweder nur geringe Krümmungen realisiert werden können oder die notwendige Drapierbarkeit der Gewebe nur mit Textilien erreicht werden kann, die nicht in Null-Grad-Richtung beziehungsweise Umfangsrichtung verstärkt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges zur Verfügung zu stellen, durch das profilierte Faserverbundhalbzeuge, insbesondere endlose profilierte Faserverbundhalbzeuge, mit einer größeren Variationsbreite und mit einer variableren Profilierung zur Verfügung gestellt werden können, als dies mit den Verfahren nach dem Stand der Technik möglich ist. Insbesondere soll auch eine Profilierung mit kleinen Radien beziehungsweise stark gekrümmten Bereichen möglich sein. Eine weitere Aufgabe ist es, ein solches Verfahren zur Verfügung zu stellen, durch welches profilierte Faserverbundhalbzeuge kontinuierlich herstellbar sind.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen Faserverbundwerkstoff zur Verfügung zu stellen, der mit einem solchen Faserverbundhalbzeug hergestellt ist.
Schließlich liegt eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges zur Verfügung zu stehen, durch welche profilierte Faserverbundhalbzeuge mit einer größeren Variationsbreite der Profilgebung hergestellt werden können, als dies mit den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik möglich ist. Insbesondere soll durch die Vorrichtung die kontinuierliche Herstellung solcher Faserverbundhalbzeuge möglich sein.
Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch die zur Verfügungstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges, das die folgenden Schritte umfasst:

– Bilden eines Gewebes aus Kettfäden und Schussfaden;
– Drapieren des Gewebes;
– Beaufschlagen des drapierten Gewebes mit Druck und Temperatur;
– Weiterverarbeiten des mit Druck und Temperatur beaufschlagten Gewebes zur Ausbildung eines Faserverbundhalbzeuges, wobei
– das mit Druck und Temperatur beaufschlagte Gewebe ein Polymer enthält und das Gewebe derart mit Druck und Temperatur beaufschlagt wird, dass das Polymer schmilzt, und wobei
– das Gewebe beim Drapieren höchstens in einer Länge vorliegt, bei der beim Drapieren des Gewebes die Kettfäden frei verrutschbar sind.

Eine Grundidee der Erfindung besteht darin, dass das Gewebe beim Drapieren höchstens in einer Länge vorliegt, bei der beim Drapieren des Gewebes die Kettfäden frei verrutschbar sind. Das Gewebe ist beim Drapieren demnach derart ausgebildet, dass die Kettfäden bei der Drapierung nachrutschen können beziehungsweise relativ zu den Schussfaden verrutschen können. Hierdurch ist es möglich, das Gewebe im wesentlichen beliebig zu drapieren, da die Kettfäden bei einer Drapierung für eine für die Drapierung des Gewebes gewünschte Länge nachrutschen, so dass das Gewebe weder Falten wirft, noch die Fäden überdehnt werden oder reihen, noch eine gewünschte Drapierung eines kleinen Radius des Gewebes aufgrund der begrenzten Dehnbarkeit der Fäden des Gewebes unmöglich wäre.
Dass das Gewebe beim Drapieren höchstens in einer Länge vorliegt, bei der beim Drapieren des Gewebes die Kettfäden frei verrutschbar sind, wird der Schussfaden eines Gewebes, das zur Herstellung eines Faserverbundhalbzeuges verwendet wird, maximal über eine solche Länge beziehungsweise über eine solche maximale Zahl von Schüssen in das Gewebe eingetragen, dass die Kettfäden bei der Drapierung noch frei verrutschbar sind. Beim Drapieren liegt das Gewebe damit höchstens in einer solchen Länge vor, dass jeder Kettfaden relativ zu jedem seiner Kreuzungspunkte mit dem Schussfaden frei verrutschbar ist. Im Unterschied zum Stand der Technik wird das Gewebe damit vor seiner Drapierung nicht endlos gebildet, sondern höchstens in einer solchen Länge, in der die Kettfäden nach verrutschen beziehungsweise nachrutschen können. Im Prinzip ist es möglich, ein Gewebe, das in solch einer erfindungsgemäßen Länge gebildet ist, in Prozessrichtung sowie in Radialrichtung zu beliebigen Profilgeometrien zu drapieren. Insbesondere lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren profilierte Faserverbundhalbzeuge mit Profilgeometrien erstellen, die auch extrem kleine Radien aufweisen, beziehungsweise stark gekrümmt sind.
In endlosen Geweben ist es auf Grund der Reibung zwischen Kett- und Schussfaden nicht möglich, dass die Kettfäden bei der Drapierung des Gewebes frei verrutschen. Denn ab einer bestimmten Länge des Gewebes beziehungsweise einer bestimmten Zahl von Schusseinträgen übersteigen die zwischen Kett- und Schussfaden bestehenden Reibkräfte die Zugkraft, die aufzubringen wäre, um die Kettfäden über die gesamte Länge des Gewebes ziehen zu können, ohne dass die Kettfäden zerreißen. Erfindungsgemäß ist der Schussfaden bei der Drapierung des Gewebes jedoch allein über eine solche Länge in das Gewebe eingetragen beziehungsweise in einer solchen Anzahl von Schüssen in das Gewebe eingetragen, dass die Kettfäden bei der Drapierung des Gewebes vom Bereich der Drapierung des Gewebes bis zum letzten Schussfadeneintrag des Gewebes frei verrutschbar sind. Hierzu ist das Gewebe allein in einer solchen Länge gebildet, dass die Reihungskräfte zwischen den Kettfäden und dem Schussfaden in dem Bereich des Gewebes, der sich zwischen dem Bereich der Drapierung des Gewebes und dem letzten Schussfadeneintrag erstreckt, geringer ist als die Zugkraft, die aufzubringen ist, um die Kettfäden in diesem Bereich des Gewebes beliebig verziehen zu können beziehungsweise über die Kreuzungspunkte mit dem Schussfaden ziehen zu können, ohne dass die Kettfäden zerreißen. Hierdurch können die Kettfäden bei der Drapierung des Gewebes in diesem Bereich des Gewebes beliebig verrutschen, ohne dass die Kettfäden zerreißen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere ein endloses profiliertes Faserverbundhalbzeug herstellbar, Hierzu wird in aufeinanderfolgenden Zyklen ein Gewebe beliebiger Länge (nachfolgend als ”endloses Gewebe” bezeichnet) aus aufeinanderfolgenden Abschnitten des gemäß der hierin beschriebenen Erfindung gebildeten Gewebes erstellt (nachfolgend auch als ”Gewebeabschnitt” bezeichnet), wobei demnach jeder Gewebeabschnitt erfindungsgemäß insbesondere aus Kettfäden und Schussfaden gebildet und anschließend drapiert wird, wobei jeder Gewebeabschnitt beim Drapieren höchstens in einer Länge vorliegt, bei der beim Drapieren des Gewebeabschnittes die Kettfäden frei verrutschbar sind, Das endlose Gewebe besteht demnach aus aufeinanderfolgenden Abschnitten von Geweben, die jeweils gemäß dem hierin beschriebenen Verfahren erstellt sind.
Für die Gewebeabschnitte gelten mithin die hierin zu dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erstellten Gewebe gemachten Ausführungen entsprechend.
Das entsprechend gebildete, endlose Gewebe kann, bevorzugt abschnittsweise und intervallartig, mit Druck und Temperatur beaufschlagt werden, so dass das Polymer des Gewebes schmilzt und zu einem endlosen Faserverbundhalbzeug weiterverarbeitet werden kann.
Zur Herstellung des endlosen Gewebes kann der Schussfaden in jedem Zyklus jeweils über eine solche Anzahl von Schüssen in Kettfäden eingetragen werden, dass hierdurch jeweils ein Gewebe beziehungsweise ein Gewebeabschnitt in der erfindungsgemäßen Länge erstellt wird. Nachdem dieser Gewebeabschnitt entsprechend gebildet und drapiert ist, wird der Schussfadeneintrag in die Kettfäden in einem neuen Zyklus fortgesetzt, wobei in diesem neuen Zyklus der Schussfaden wiederum über eine solche Anzahl von Schüssen in Kettfäden eingetragen werden, dass hierdurch wiederum ein Gewebeabschnitt in der erfindungsgemäßen Länge erstellt wird.
Das Gewebe wird bevorzugt mittels einer Webmaschine mit einer Webfachbildungsvorrichtung erstellt, insbesondere beispielsweise einer Jacquard-Maschine Bei Webmaschinen mit einer Webfachbildungsvorrichtung wird ein Gewebe durch das Eintragen eines Schussfadens in das in aufeinander folgenden Bewegungszyklen einer Webfachbildungsvorrichtung durch Kettfäden jeweils gebildete Webfach gebildet. Ein Webfach wird dadurch gebildet, dass eine erste Anzahl Kettfäden durch die Litzen der Webfachbildungsvorrichtung nach oben angehoben wird und dadurch ein Oberfach bildet und eine zweite Anzahl Kettfäden durch die Litzen nach unten gezogen wird und dadurch das Unterfach des Webfachs bildet. Der zwischen dem Oberfach und dem Unterfach ausgebildete Spalt wird als Webfach bezeichnet. Durch dieses Webfach erfolgt der Schusseintrag des Schussfadens. Verfahren und Techniken zur Bildung eines Gewebes aus Kettfäden und Schussfaden sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt. Grundsätzlich können sämtliche Vorrichtungen und Verfahren, die dem Fachmann aus dem Stand der Technik zur Bildung eines Gewebes aus Kettfäden und Schussfaden bekannt sind, zur Bildung des Gewebes im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anwendung kommen.
Bei der Drapierung wird das gebildete Gewebe mit einem Profil versehen, also mit einem profilierten Querschnitt. Insbesondere kann das Gewebe durch die Drapierung mit komplexen Profilgeometrien versehen werden.
Indem das Gewebe erfindungsgemäß beim Drapieren höchstens in einer Länge vorliegt, bei der beim Drapieren des Gewebes die Kettfäden frei verrutschbar sind, ist das Gewebe ohne Faltenbildung drapierbar, insbesondere auch in komplexe Profilgeometrien ohne Faltenbildung drapierbar.
Bei der Drapierung wird das Gewebe insbesondere in eine dem späteren Faserverbundhalbzeug entsprechende beziehungsweise eine dieser angepasste Profilgeometrie gebracht und unter vollständiger oder weitgehender Beibehaltung dieser Geometrie anschließend auf einer festgelegten Länge derart mit Druck und Temperatur beaufschlagt, dass das Polymer schmilzt und die Fäden des Gewebes benetzt.
Zur Drapierung des Gewebes können die aus dem Stand der Technik bekannten Drapiervorrichtungen zur Drapierung von Gewebe, insbesondere zur Drapierung von Gewebe zur Erstellung von Faserverbundhalbzeugen oder Faserverbundwerkstoffen, zur Anwendung kommen. Regelmäßig weisen Drapiervorrichtungen zur Drapierung von Gewebe eine Formfläche auf, über die ein Gewebe gezogen wird. Die Formfläche entspricht der Oberflächengeometrie oder einem Abschnitt der Oberflächengeometrie des zu erstellenden Faserverbundhalbzeuges oder Faserverbundwerkstoffes, das aus dem Gewebe zu bilden ist. Beim Aufziehen des Gewebes auf die Formfläche der Drapiervorrichtung passt sich das Gewebe der Form der Formfläche an, so dass das Gewebe die Oberflächengeometrie des aus dem Gewebe zu erstellenden Faserverbundproduktes annimmt. Hierdurch ist insbesondere auch die Erstellung von komplexen Profilgeometrien möglich. Insbesondere können hierdurch beispielsweise endlose Profilgeometrien mit einer komplizierten Geometrie beziehungsweise einem komplexen Querschnitt gebildet werden.
Die Kettfäden und der Schussfaden, aus denen das Gewebe gebildet wird, können grundsätzlich aus beliebigen der aus dem Stand der Technik zur Erstellung von Geweben für Faserverbundhalbzeuge oder für Faserverbundwerkstoffe bekannten Verstärkungsfasern gebildet sein. Die Kettfäden und der Schussfaden können demnach beispielsweise aus Verstärkungsfasern aus einem organischen oder anorganischen Werkstoff gebildet sein. Beispielsweise können die Kettfäden und der Schussfaden aus Verstärkungsfasern aus Glas, Aramid, Kohlenstoff oder Polyamid gebildet sein.
Erfindungsgemäß weist das Gewebe, wenn es erfindungsgemäß mit Druck und Temperatur beaufschlagt wird, ein Polymer auf. Dass ein zur Herstellung eines Faserverbundhalbzeuges verwendetes Gewebe ein Polymer aufweist, ist grundsätzlich. aus dem Stand der Technik bekannt. Insoweit kann, um zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Polymer aufweisendes Gewebe zur Verfügung zu stellen, auf die aus dem Stand der Technik hierzu bekannten Techniken zurückgegriffen werden.
Beispielsweise kann das Polymer in Form von Granulat oder Spray vor oder nach der Bildung des Gewebes auf die Kett- und Schussfäden aufgebracht werden. Beispielsweise können die Kett- und Schussfäden oder das aus diesen gebildete Gewebe auch durch ein Tauchbad mit dem Polymer geführt werden, beispielsweise einer Lösung, einer Dispersion oder einer Schmelze des Polymers. Bei sämtlichen der vorgenannten Auftragsverfahren kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Polymer erst nach der Drapierung des Gewebes auf das Gewebe aufgetragen wird, da das Polymer ansonsten die freie Verrutschbarkeit der Kettfäden bei der Drapierung behindern kann.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Polymer in Form von Fasern mit den Kett- und Schussfäden des Gewebes zusammengeführt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Kett- und Schussfäden des Gewebes vor oder bei der Bildung des Gewebes mit Polymerfasern zusammengeführt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Polymerfasern bei der Bildung des Gewebes mit den Kettfäden und dem Schussfaden verwoben werden.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schussfaden und/oder ein Teil der Kettfäden und/oder sämtliche Kettfäden als Garn aus Verstärkungsfasern und Polymerfasern vorliegen, sogenanntem ”Mischgarn” oder ”Hybridgarn”, die bei der Bildung des Gewebes miteinander verwoben werden.
Das Polymer, mit dem die Fäden des Gewebes zusammengeführt werden, kann grundsätzlich ein beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes Polymer zur Herstellung von Faserverbundhalbzeugen oder Faserverbundwerkstoffen sein. Bevorzugt wird ein Polymer in Form eines Thermoplasten eingesetzt, beispielsweise ein Polymer in Form von Polyphenylensulfid (PPS), Polyetherketon (PEK) oder sonstigem Polyetherketon (beispielsweise PEKK), Polyamid (PA), Polyetherimid (PEI), Polyoxymethylen (POM) oder Polyethylenteerephtalat (PET).
Das Beaufschlagen des drapierten Gewebes mit Druck und Temperatur, kann grundsätzlich durch beliebige Mittel ausgeführt werden, die aus dem Stand der Technik zur Beaufschlagung eines Faser-Polymer-Verbundes beziehungsweise eines Gewebes aus Verstärkungsfasern und Polymer mit Druck und Temperatur bekannt sind.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das in der erfindungsgemäßen Länge gebildete und drapierte Gewebe jeweils in einem Verfahrensschritt beziehungsweise bei einem Druckvorgang mit Druck und Temperatur beaufschlagt wird. Hierdurch ist es möglich, die Bildung und Drapierung des Gewebes einerseits und dessen Beaufschlagung mit Druck und Temperatur andererseits zu synchronisieren, so dass die Herstellung des profilierten Faserverbundhalbzeuges in einem kontinuierlichen Verfahren durchführbar ist. Gleiches gilt entsprechend bei der Herstellung eines endlosen Gewebes durch das erfindungsgemäße Verfahren, wobei in diesem Fall die Gewebeabschnitte aufeinanderfolgend jeweils in einem Verfahrensschritt mit Druck und Temperatur beaufschlagt werden. Hierdurch ist – intervallartig – ein endloses, profiliertes Faserverbundhalbzeug kontinuerlich herstellbar.
Nach Beaufschlagung des Gewebes mit Druck und Temperatur kann dieses durch die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Techniken zur Ausbildung eines Faserverbundhalbzeuges weiterverarbeitet werden. Beispielsweise kann das Gewebe nach oder bei der Beaufschlagung mit Druck und Temperatur konsolidiert und anschließend beispielsweise gekühlt werden. Nach der Abkühlung ist das profilierte Faserverbundhalbzeug fertig erstellt und kann anschließend beispielsweise noch auf eine bestimmte Länge Beschnitten werden.
Besonders bevorzugt wird das drapierte Gewebe in einer Intervallheißpresse mit Druck und Temperatur beaufschlagt. Intervallheißpressen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Durch eine Intervallheißpresse können intervallartig aufeinander folgende Gewebebschnitte eines endlosen Gewebes aus Fäden und Polymer in einem Formwerkzeug derart mit Temperatur beaufschlagt werden, dass das Polymer schmilzt und die Fäden benetzt, wobei das Gewebe gleichzeitig in eine Formeinheit mit Druck beaufschlagt wird. Insbesondere kann der Verbund aus den Faden und dem Polymer in der Intervallheißpresse auch derart mit Druck und Temperatur beaufschlagt werden, dass das Gewebe konsolidiert wird.
Wie oben ausgeführt, kann das Gewebe beim erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt durch eine Webmaschine mit einer Webfachbildungsvorrichtung hergestellt werden. Beim solchen Webmaschinen kreuzt der Schussfaden beim Schussfadeneintrag orthogonal zur Eintragsrichtung ober- oder unterseitig jeweils höchstens einen Kettfaden, je nachdem oh dieser im Ober- oder Unterfach des Webfachs angeordnet ist. Ein durch eine Webmaschine mit einer Webfachbildungsvorrichtung, insbesondere eine Jacquard-Maschine, entsprechend erstelltes Gewebe hat damit eine Dicke von maximal zwei Fadendurchmessern, nämlich der Dicke eines Kettfadens und des diesen kreuzenden beziehungsweise umschlingenden Schussfadens.
Für zahlreiche Anwendungen ist es jedoch gewünscht, dass ein Gewebe eine höhere Dicke hat, beispielsweise zur Herstellung von mehrlagigen Faserverbundhalbzeugen oder Faserverbundwerkstoffen. Hierzu ist es bisher bekannt, mehrere Gewebe übereinander anzuordnen und miteinander zu verbinden, beispielsweise miteinander zu verweben oder zu vernähen. Ein solches Vorgehen ist jedoch umständlich. Ferner ist die Verbindung der Gewebelagen miteinander oft unzureichend, so dass sich diese oft gegeneinander verschieben können.
Erfindungsgemäß kann nunmehr vorgesehen sein, dass das Gewebe durch eine Webmaschine mit einer Webfachbildungsvorrichtung gebildet wird, wobei wenigstens die Kettfäden im Oberfach oder Unterfach mehrlagig angeordnet sind. Die Kettfäden können demnach im Oberfach oder im Unterfach oder sowohl ins Oberfach als auch im Unterfach des Webfachs mehrlagig angeordnet sein.
Erfindungsgemäß kann demnach vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil der Kettfäden übereinander angeordnet ist, also wenigstens ein Teil der Kettfäden in Orthogonalrichtung zur Eintragsrichtung des Schussfadens übereinander angeordnet sind. Die Kettfäden sind demnach in wenigstens zwei Lagen übereinander angeordnet. Dabei können bevorzugt wenigstens jeweils zwei Kettfäden durch den Schussfaden umschlungen werden. Im Gegensatz zum Stand der Technik kreuzt der Schussfaden beim Schusseintrag damit nicht nur jeweils einen in Orthogonalrichtung zur Eintragsrichtung des Schutzfadens verlaufenden Kettfadens, sondern zumindest in einem Abschnitt des Webfachs wenigstens jeweils zwei in Orthogonalrichtung zur Eintragsrichtung des Schussfadens übereinander angeordnete Kettfäden. In dem durch einen entsprechenden Verfahrensschritt gebildeten Gewebe umschlingt der Schussfaden damit abschnittsweise wenigstens zwei in Orthogonalrichtung zur Eintragsrichtung des Schussfadens übereinander angeordnete Kettfäden. Durch diesen Verfahrensschritt lassen sich demnach dreidimensionale Gewebe bilden, also Gewebe, die eine Erstreckung orthogonal zur Schussfaden- und Kettfadenrichtung aufweisen. Erfindungsgemäß wurde festgestellt, dass solch dreidimensional verwobene Gewebe positive Auswirkungen auf die interlaminare Festigkeit eines durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Faserverbundhalbzeuges aufweisen. Ferner ist einem derart dreidimensional verwobenen Gewebe die Anzahl an Umschlingungen der Kettfäden durch den Schussfaden aufgrund der relativ zur Zahl der Kettfadenlagen reduzierten Schussfadenzahl reduziert, so dass sich ein solches Gewebe beispielsweise leichter drapieren lässt.
In Kombination mit dem erfindungsgemäßen Merkmal, wonach das Gewebe beim Drapieren höchstens in einer Länge vorliegt, bei der beim Drapieren des Gewebes die Kettfäden frei verrutschbar sind, lassen sich durch dieses Verfahrensmerkmal dreidimensional verwobene Gewebe herstellen, die gleichzeitig in komplizierte Profilgeometrien, insbesondere auch mit kleinen Radien in Kettfadenrichtung, drapierbar sind.
Bevorzugt wird der Schussfaden bei aufeinander folgenden Schusseinträgen stets um eine Lage versetzt eingetragen. Soweit die Kettfäden beispielsweise in vier Lagen angeordnet sind, gilt damit: Der Schussfaden verbindet beim ersten Schusseintrag die Lagen 1 und 2, beim zweiten Schusseintrag die Lagen 2 und 3, beim dritten Schusseintrag die Lagen 3 und 4, beim vierten Schusseintrag die Lagen 4 und 3, beim fünften Schusseintrag die Lagen 3 und 2 und beim sechsten Schusseintrag die Lagen 2 und 1, wobei der nächste Schusseintrag wiederum die Lagen 1 und 2 verbindet und der Zyklus erneut beginnt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kettfäden beim Schusseintrag sowohl im Oberfach als auch im Unterfach mehrlagig angeordnet sind, also sowohl im Oberfach als auch im Unterfach die Kettfäden in Orthogonalrichtung zur Eintragsrichtung des Schussfadens übereinander angeordnet sind.
Grundsätzlich können die Kettfäden in einer beliebigen Anzahl in Lagen übereinander beziehungsweise mehrlagig angeordnet sein, beispielsweise in zwei, drei, vier oder fünf Lagen übereinander angeordnet sein. Bevorzugt sind die Kettfäden über die gesamte Breite des Webfachs, also die gesamte Länge des Schusseintrags in das Webfachs, mehrlagig übereinander angeordnet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schusseintrag in aufeinander folgenden Schusseinträgen zwischen unterschiedlichen Lagen der Kettfäden erfolgt. Hierdurch lässt sich ein durch alle Kettfadenlagen fest verwobenes, dreidimensionales Gewebe herstellen.
Zur Führung und zum Anheben und Absenken der Kettfäden in einer Webvorrichtung mit einer Webfachbildungsvorrichtung wird jeweils ein Kettfaden durch ein an einer Litze ausgebildetes Litzenauge, also eine an der Litze ausgebildete Öse geführt. Durch Anheben und Absenken der Litze, durch deren Litzenauge ein Kettfaden durchgeführt ist, kann hierdurch jeweils ein Kettfaden angehoben und abgesenkt werden. Zur erfindungsgemäßen, mehrlagigen Anordnung der Kettfäden kann vorgesehen sein, dass an Litzen des Webfachbildungsmechanismus jeweils mehrere Litzenaugen ausgebildet sind, durch die Kettfäden geführt sind. Im Unterschied zum Stand der Technik ist an jeder Litze damit nicht nur jeweils ein Litzenauge ausgebildet, durch das je ein Kettfaden ausgeführt ist. Vielmehr kann das Gewebe bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch eine Webfachbildungsvorrichtung gebildet werden, bei der an wenigstens einem Teil der Litzen jeweils wenigstens zwei Litzenaugen ausgebildet sind, durch die jeweils wenigstens ein Kettfaden geführt wird. Hierdurch lassen sich Kettfäden in Orthogonalrichtung durch Eintragsrichtung des Schussfadens übereinander anordnen und Gewebe mit mehreren übereinander angeordneten Kettfadenlagen bilden.
Entsprechend der gewünschten Anzahl der Kettfadenlagen in dem Gewebe werden an den Litzen jeweils die gewünschte Anzahl von Litzenaugen beabstandet voneinander angeordnet und die Kettfäden bei der Bildung des Gewebes hierdurch geführt. Um, wie oben stehend, einen Schusseintrag des Schussfadens in aufeinander folgenden Schusseinträgen zwischen unterschiedlichen Kettfadenlagen zu ermöglichen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Litzenaugen an jeder Litze derart voneinander beabstandet beziehungsweise übereinander angeordnet sind, dass der Schussfaden beim Schusseintrag zwischen die durch die beabstandeten Litzenaugen geführten Kettfäden führbar ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Litzenaugen an den Litzen gegeneinander verschiebbar sind. Hierdurch lasst sich der Abstand der Kettfäden, die durch die Litzenaugen einer Litze geführt sind, einstellen und damit auch der Abstand der Kettfadenlagen bei der Bildung des Gewebes.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Schussfaden zwischen zwei aufeinander folgenden Schusseinträgen zur Bildung des Gewebes um einen Umschlingungskörper geführt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass mehrere solcher Umschlingungskörper vorgesehen sind, die jeweils seitlich des Gewebes beziehungsweise seitlich des jeweils äußeren Kettfadens angeordnet sind.
Der Vorteil solch seitlich am Gewebe angeordneter Umschlingungskörper liegt insbesondere darin, dass das Gewebe durch die von dem Schussfaden umschlungenen Umschlingungskörpern halterbar und transportierbar ist. Insbesondere mehrlagig gebildete Gewebe können durch die Umschlingungskörper sicher seitlich gehaltert und transportiert werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass auf beiden Seiten des Gewebes jeweils eine Anzahl von Umschlingungskörpern angeordnet ist. Hierdurch kann das Gewebe in Kettfadenrichtung sicher geführt und transportiert werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die vom Schussfaden umschlungenen Umschlingungskörper bewegt werden, wodurch das Gewebe sicher mitgezogen beziehungsweise transportiert werden kann.
Es kann vorgesehen sein, dass das Gewebe durch einen aus dem Stand der Technik bekannten Transportmechanismus transportiert wird und die Umschlingungskörper seitlich des Gewebes synchron mitbewegt werden. In diesem Fall dienen die Umschlingungskörper insbesondere zum seitlichen Halt des Gewebes.
Die Umschlingungskörper können beispielsweise stab- oder zapfenförmig ausgebildet sein, besonders bevorzugt mit einem freien Ende. Dies hat den Vorteil, dass das Gewebe jederzeit einfach wieder aus den Umschlingungskörpern entnommen werden kann. Bevorzugt sind die Umschlingungskörper auf einer Basis, beispielsweise einer Kette, einem Band oder einer Schiene angeordnet, mittels derer mehrere Umschlingungskörper gemeinsam bewegbar sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass auf beiden Seiten des Gewebes jeweils eine Anzahl von Umschlingungskörpern jeweils auf einer solchen gemeinsamen Basis angeordnet ist, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die Basis zum Transport des Gewebes bewegt wird beziehungsweise synchron zum Transport des Gewebes mitbewegt wird.
Zur Lösung der weiteren Aufgabe wird erfindungsgemäß zur Verfügung gestellt ein Faserverbundhalbzeug, das nach dem hierin beschriebenen. Verfahren hergestellt ist.
Zur Lösung der weiteren Aufgabe wird erfindungsgemäß zur Verfügung gestellt ein Faserverbundwerkstoff, der auf der Grundlage eines Faserverbundhalbzeuges, das nach dem hierin beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist, hergestellt ist.
Zur Lösung der weiteren Aufgabe wird erfindungsgemäß zur Verfügung gestellt ein Faserverbundwerkstoff mit einem in eine Polymermatrix eingelagerten Fasergewebe, das durch eine Webmaschine mit einer Webfachbildungsvorrichtung gebildet ist, wobei die Kettfäden des Fasergewebes mehrlagig angeordnet sind.
Zur Lösung der weiteren Aufgabe wird erfindungsgemäß zur Verfügung gestellt eine Vorrichtung zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges mit folgenden Merkmalen:

– Mitteln zur Bildung eines Gewebes aus Kettfäden und Schussfaden,
– Mitteln zur Drapierung des Gewebes,
– Mitteln zum Beaufschlagen des drapierten Gewebes mit Druck und Temperatur;
– Mitteln zum Weiterverarbeiten des mit Druck und Temperatur beaufschlagten Gewebes zur Ausbildung eines Faserverbundhalbzeuges, wobei
– die Mittel zum Beaufschlagen des Gewebes mit Druck und Temperatur derart ausgebildet sind, dass ein, ein Polymer enthaltendes Gewebe derart mit Druck und Temperatur beaufschlagbar ist, dass das Polymer schmilzt, und wobei
– die Mittel zur Bildung und Drapierung des Gewebes derart ausgebildet sind, dass das Gewebe beim Drapieren höchstens in einer Länge vorliegt, bei der beim Drapieren des Gewebes die Kettfäden frei verrutschbar sind.

Die Mittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die hierin beschriebenen Mittel zur Durchführung des Verfahrens sein, beziehungsweise derart ausgebildet sein, dass durch diese die Verfahrensschritte des hierin beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahrens ausführbar sind.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mittel zur Bildung des Gewebes bewegbar zu den Mitteln zum Beaufschlagen des drapierten Gewebes mit Druck und Temperatur ausgebildet sind. Eine solche Bewegbarkeit der Mittel zur Bildung des Gewebes ist insbesondere vorteilhaft bei der Herstellung eines endlosen Gewebes, da die Bildung eines Gewebeabschnittes des endlosen Gewebes durch die Mittel zur Bildung des Gewebes unabhängig der Prozessgeschwindigkeit der Mittel zur Beaufschlagen des drapierten Gewebes mit Druck und Temperatur, in denen ein anderer Gewebeabschnitt mit Druck und Temperatur beaufschlagt wird, durchgeführt werden kann. Insbesondere können bei dieser Ausführungsform die bewegbaren Mittel zur Bildung des Gewebes eine Webfachbildungsvorrichtung und die Mittel zum Beaufschlagen des Gewebes mit Druck und Temperatur eine Intervallheißpresse sein.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Figuren sowie der zugehörigen Figurenbeschreibung.
Sämtliche der hierin beschriebenen Merkmale der Erfindung können, einzeln oder in Kombination, beliebig miteinander kombiniert sein.
Ein stark schematisiertes Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung naher erläutert werden.
Dabei zeigt
1 eine Aufsicht von oben auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
2 eine Ansicht auf die Vorrichtung gemäß 1 von der Seite,
3 eine Ansicht der Litzen der Vorrichtung gemäß 1 sowie die
4, 5 und 6 drei schematische Schnittansichten durch ein mit der Vorrichtung gemäß 1 gebildetes Gewebe entlang dreier verschiedener Schnittebenen senkrecht zur Kettfadenrichtung.
Die Vorrichtung zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges in 1 ist in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet.
Die Vorrichtung 1 umfasst Mittel zur Bildung eines Gewebes A aus Kettfäden 5 und einem Schussfaden 7 in Form einer Webfachbildungsvorrichtung 9. Die Vorrichtung 1 umfasst ferner Mittel zur Drapierung des Gewebes A in Form einer Drapiervorrichtung 11 sowie Mittel zum Beaufschlagen des drapierten und mit ein Polymer aufweisenden Gewebes A mit Druck und Temperatur in Form einer Intervalleinheitspresse 13.
Die Webfachbildungsvorrichtung 9 umfasst Litzen 11, die sich jeweils senkrecht zur Zeichenebene gemäß 1 erstrecken und jeweils drei Litzenaugen 13 umfassen, wie in 3 dargestellt.
In 3 ist der Aufbau der Litzen 11 näher dargestellt, wobei 3 eine Ansicht auf die Litzen 11 gemäß 1 von links zeigt.
Jede Litze 11 umfasst drei Litzenaugen 13, die mit Abstand zueinander übereinander an oder Litze 11 ausgebildet sind. Durch jedes Litzenauge 13 ist jeweils ein Kettfaden 5 geführt. Oberseitig sind die Litzen 11 auf Wickeleinheiten 15 der Webfachbildungsvorrichtung 9 aufwickelbar und abwickelbar. Bei einem Aufwickeln auf eine Wickeleinheit 15 wird die jeweilige Litze 11 angehoben und bei einem Abwickeln abgesenkt. An ihrem unteren Ende sind die Litzen 11 jeweils durch Federn 17 vorgespannt, so dass die Litzen 11 beim Auf- und Abwickeln jeweils in einer vorgespannten, lotrechten Stellung gehalten sind. Die durch die Litzenaugen 13 geführten Kettfäden 5 werden bei einem Anheben und Absenken der Litzen 11 entsprechend der Auf- und Abbewegung der Litze 11 angehoben und abgesenkt.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 wird der Schussfaden 7 in Eintragsrichtung S in ein Webfach W eingetragen, das aus einem Oberfach O und einem Unterfach U gebildet ist. Das Oberfach O ist gebildet aus einer ersten Anzahl Kettfäden 5 und das Unterfach U aus einer zweiten Anzahl Kettfäden 5. Sowohl im Oberfach O als auch im Unterfach U sind die Kettfäden 5 jeweils in zwei Kettfadenlagen angeordnet, die in 2 im Oberfach durch die gestrichelten Linien L1 und L2 und im Unterfach U durch die gestrichelten Linien L3 und L4 angedeutet sind. Da jeweils drei Kettfäden 5 an jeder Litze 11 durch drei übereinander angeordnete Litzenaugen 13 geführt sind, sind im Bereich jeder Litze 11 jeweils drei Kettfäden 5 orthogonal zur Eintragsrichtung S des Schussfadens 7 angeordnet.
Hierdurch ist ein dreidimensionales Gewebe mit übereinander angeordneten Kettfadenlagen L1, L2, L3, L4 erstellbar, wobei der Schussfaden 7 mehrere übereinander angeordneten Kettfäden 5 umschlingt. Die Umschlingung der Kettfäden 5 durch den Schussfaden 7 in dem Bereich des Gewebes A, der durch den Schusseintrag gemäß 3 erstellt ist, zeigt 4.
Erfindungsgemäß kann der Schusseintrag bei aufeinander folgenden Schusseinträgen zwischen unterschiedlichen Kettfadenlagen erfolgen. Hierdurch lassen sich Kettfäden 5 bei aufeinander folgenden Schusseinträgen in beliebigen Lagen durch den Schussfaden 7 umschlingen. Beispiele hierfür sind in den 5 und 6 dargestellt. So sind beispielsweise im Bereich des Gewebes A gemäß 5 jeweils drei Kettfäden 5 vom Schussfaden 7 umschlungen und im Bereich des Gewebes A gemäß 6 abwechselnd jeweils zwei und drei Kettfäden 5 vom Schussfaden 7 umschlungen.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf der Vorrichtung 1 gemäß 1 wird der Schussfaden 7 nach jedem Schusseintrag um einen zapfenförmigen Umschlingungskörper 19 geführt. Die Umschlingungskörper 19 sind auf zwei zu beiden Seiten des Gewebes A angeordneten Bändern 21 befestigt. Die Umschlingungskörper 19 sind mit einem solchen Abstand zueinander an den Bändern 21 befestigt, dass der Schussfaden 7 nach jedem Schusseintrag jeweils um einen Umschlingungskörper 19 führbar ist, bevor ein neuer Schusseintrag erfolgt. Wie 2 zeigt, sind die Bänder 21 umlaufend gestaltet. Ferner zeigt Figur, dass die Wickeleinheiten 15 jeweils durch einen Motor 16 antreibbar sind. Gut zu erkennen sind in 2 ferner die drei übereinander an eine Litze 11 angeordneten Litzenaugen 13, durch die jeweils ein Kettfaden 5 geführt ist.
Indem der Schussfaden 7 des Gewebes A zu beiden Seiten des Gewebes 3 jeweils um Umschlingungskörper 19 geführt ist, ist das Gewebe A seitlich fest gehaltert, so dass es insbesondere auch bei der Drapierung in der Drapiervorrichtung 11 sehr vorteilhaft halterbar und drapierbar ist.
Das Gewebe A wird durch eine – nicht dargestellte – Transportvorrichtung von der Webfachbildungsvorrichtung 9 in Richtung der Intervallheißpresse 13 transportiert. Die Transportbänder 21, auf denen die Umschlingungskörper 19 befestigt sind, werden synchron zur Transportgeschwindigkeit des Gewebes A bewegt. Hierdurch wird das Gewebe A in vorteilhafter Weise bei der Drapierung in der Drapiervorrichtung 11 und beim Beaufschlagen mit Druck und Temperatur in der Intervallheißpresse 13 seitlich fest gehaltert.
In Transportrichtung des Gewebes A hinter der Webfachbildungsvorrichtung 9 und vor dem Einlauf in die Drapiervorrichtung 11 weist die Vorrichtung 1 zwei gegenläufige Einlauf- und Kompaktierungsrollen 23 auf, von denen eine Rolle 23 oberhalb und eine weitere Rolle 24 unterhalb des Gewebes A angeordnet ist. Durch diese Einlauf- und Kompaktierungsrollen 23, 24 werden die Kettfäden 5 und der Schussfaden 7 des in der Webfachbildungsvorrichtung 9 gebildeten Gewebes A zusammengeführt.
Die Kettfäden 5 und der Schussfaden 7 des Gewebes A bestehen aus einem Garn, das aus Verstärkungsfasern in Form von endlosen Glasfasern und Fasern aus einem thermoplastischen Polymer gebildet ist. Hierdurch weist das aus den entsprechenden ausgebildeten Kettfäden 5 und dem Schussfäden 7 gebildete Gewebe A ein Polymer, im Ausführungsbeispiel ein thermoplastisches Polymer auf.
In Transportrichtung des Gewebes A hinter den Einlauf- und Kompaktierungsrollen 23, 24 ist die Drapiervorrichtung 11 angeordnet. Die Drapiervorrichtung 11 ist derart ausgebildet, dass das Gewebe A in der Drapiervorrichtung 11 in eine profilierte Geometrie drapierbar ist.
Wie aus 1 ersichtlich, erfolgt der Schusseintrag des Schussfadens 7 – in Transportrichtung des Gewebes A – unmittelbar vor den Einlauf- und Kompaktierungsrollen 23, 24, die wiederum unmittelbar in Transportrichtung des Gewebes A vor der Drapierrichtung 11 angeordnet sind. Hierdurch liegt das in der Drapiervorrichtung 11 zu Gewebe A nur in einer solch geringen Länge vor, dass die Kettfäden 5 beim Draperien des Gewebes A in der Drapiervorrichtung 11 noch frei verrutschbar sind.
Auf Grund der verhältnismäßig kurzen Länge des Gewebes A ergehen sich nur verhältnismäßig wenige Umschlingungen eines jeden Kettfadens 5 mit dem Schussfaden 7 zwischen dem Bereich der Drapiervorrichtung 11, in dem das Gewebe A drapiert wird, und dem letzten Schussfadeneintrag S. Hierdurch ist bei der Drapierung des Gewebes A in der Drapiervorrichtung 11 ein Verrutschen der Kettfäden 5 über die gebildete Länge des Gewebes A möglich.
In der Vorrichtung 1 wird nunmehr aus mehreren, aufeinander folgenden Abschnitten des Gewebes A, die jeweils gemäß dem Gewebeabschnitt A gebildet und drapiert werden, ein endloses Gewebe 3 gebildet. Dabei wird, nachdem jeweils ein Abschnitte eines Gewebes A gebildet und drapiert wurde der nächste Gewebeabschnitt A erstellt, indem der Eintrag des Schussfadens 7 in die Kettfäden 5 zur Bildung eines neuen Gewebeabschnittes A fortgesetzt wird und dieser Gewebeabschnitt A drapiert wird. Hierzu ist die Webfachbildungsvorrichtung 9 bewegbar zur Intervallheißpresse 13 angeordnet, so dass die Bildung eines Gewebeabschnittes A durch Bewegung der Webfachbildungsvorrichtung 9 durchgeführt werden kann, während ein bereits gebildeter und drapierter Gewebeabschnitt A in der Intervallheißpresse 13 ruht und dort mit Druck und Temperatur beaufschlagt wird.
In Transportrichtung des Gewebes A (beziehungsweise des endlosen Gewebes 3) unmittelbar hinter der Drapiervorrichtung 11 ist die Intervallheißpresse 13 angeordnet.
In der Intervallheißpresse 13 ist das durch die Drapiervorrichtung 11 vorgeformte Profil Gewebes A (beziehungsweise des endlosen Gewebes 3) unter Temperaturbeaufschlagung in eine gewünschte Form beziehungsweise ein gewünschtes Profil pressbar. Durch die Temperaturbeaufschlagung schmelzen die Polymerfasern des Gewebes A (beziehungsweise des endlosen Gewebes 3), so dass das Gewebe A (beziehungsweise das endlose Gewebe 3) durch das Polymer der Polymerfasern benetzt wird.
Die Intervallheißpresse 13 umfasst ferner eine Kühleinheit, durch die das mit Druck und Temperatur beaufschlagte Gewebe A (beziehungsweise das endlose Gewebes 3) gekühlt werden kann, so dass man nach der Kühlung des Gewebes A ein profiliertes Faserverbundhalbzeug 25 erhält, das der Intervallheißpresse 13 anschließend entnommen werden kann.
Nachdem das Faserverbundhalbzeug 25 aus der Intervallheißpresse 13 herausgeführt worden ist, kann das Faserverbundhalbzeug 25 den nach oben offenen Zapfen 19 entnommen und das Faserverbundhalbzeug 25 gleichzeitig auf eine gewünschte Länge geschnitten werden. Vor der Entnahme des Faserverbundhalbzeuges 25 aus den Zapfen 19 kann es randseitig noch besäumt werden. Die seitlich über das Faserverbundhalbzeug 25 überstehenden Abschnitte des Schussfadens 7, die zur Umschlingung der Zapfen 19 dienten, können anschließend abgeschnitten werden. Anschließend man ein fertig erstelltes, profiliertes Faserverbundhalbzeug 25.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges, das die folgenden Verfahrensschritte umfasst: 1.1 Bilden eines Gewebes (A) aus Kettfäden (5) und Schussfaden (7); 1.2 Drapieren des Gewebes (A); 1.3 Beaufschlagen des drapierten Gewebes (A) mit Druck und Temperatur; 1.4 Weiterverarbeiten des mit Druck und Temperatur beaufschlagten Gewebes (A) zur Ausbildung eines Faserverbundhalbzeuges (25), wobei 1.5 das mit Druck und Temperatur beaufschlagte Gewebe (A) ein Polymer enthält und das Gewebe (A) derart mit Druck und Temperatur beaufschlagt wird, dass das Polymer schmilzt, und wobei 1.6 das Gewebe (A) beim Drapieren höchstens in einer Länge vorliegt, bei der beim Drapieren des Gewebes (A) die Kettfäden (5) frei verrutschbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein endloses Gewebe (3) gebildet wird aus mehreren aufeinanderfolgenden Abschnitten von Geweben (A) gemäß Anspruch 1.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Gewebe (A) durch eine Webmaschine mit einer Webfachbildungsvorrichtung (9) gebildet wird, wobei die Kettfäden (5) wenigstens im Oberfach (O) oder im Unterfach (U) mehrlagig (L1, L2, L3, L4) angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Schusseintrag (S) des Schussfadens (7) in aufeinanderfolgenden Schusseinträgen zwischen unterschiedlichen Kettfadenlagen (L1, L2, L3, L4) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem an Litzen (11) der Webfachbildungsvorrichtung (9) jeweils mehrere Litzenaugen (13) ausgebildet sind, durch die Kettfäden (5) geführt sind.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schussfaden (7) zwischen aufeinander folgenden Schusseinträgen jeweils um seitlich des Gewebes (A) angeordnete Umschlingungskörper (19) geführt wird.
Faserverbundhalbzeug (25), das nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist.
Faserverbundwerkstoff, der auf der Grundlage eines Faserverbundhalbzeuges (25), das nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist, erstellt ist.
Faserverbundwerkstoff mit einer in eine Polymermatrix eingelagerten Fasergewebe, das durch eine Webmaschine mit einem Webfachbildungsmechanismus gebildet ist, wobei die Kettfäden des Fasergewebes mehrlagig angeordnet sind.
Vorrichtung zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges mit folgenden Merkmalen; 10.1 Mitteln (9) zur Bildung eines Gewebes (A) aus Kettfäden (5) und Schussfaden (7), 10.2 Mitteln (11) zur Drapierung des Gewebes (A), 10.3 Mitteln (13) zum Beaufschlagen des drapierten Gewebes (A) mit Druck und Temperatur; 10.4 Mitteln (13) zum Weiterverarbeiten des mit Druck und Temperatur beaufschlagten Gewebes (A) zur Ausbildung eines Faserverbundhalbzeuges (25), wobei 10.5 die Mittel (13) zum Beaufschlagen des Gewebes (A) mit Druck und Temperatur derart ausgebildet sind, dass ein, ein Polymer enthaltendes Gewebe (A) derart mit Druck und Temperatur beaufschlagbar ist, dass das Polymer schmilzt, und wobei 10.6 die Mittel zur Bildung und Drapierung (9, 11) des Gewebes (A) derart ausgebildet sind, dass das Gewebe (A) beim Drapieren höchstens in einer Länge vorliegt, bei der beim Drapieren des Gewebes (A) die Kettfäden (5) frei verrutschbar sind.