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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung von mindestens einem Reibwert mindestens einen textilen Materials gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Ermittlung von mindestens einem Reibwert mindestens einen textilen Materials gemäß Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Vorrichtungen und Verfahren der hier angesprochenen Art sind bekannt. Beispielsweise ist es möglich, die Haft- und/oder Gleitreibung zwischen mindestens einem textilen Material und einem weiteren Material mit Hilfe von Vorrichtungen zu ermitteln, die beispielsweise eine schiefe Ebene als Aufnahmeelement umfassen, auf welchem das zu prüfende mindestens eine textile Material angeordnet ist. Durch Variation eines Anstellwinkels der schiefen Ebene können an einem auf dem mindestens einen textilen Material angeordneten, als Reibelement dienenden Prüfkörper verschiedene Hangabtriebskräfte erzeugt werden, so dass es letztlich möglich ist, sowohl einen Gleitreibungskoeffizienten als auch einen Haftreibungskoeffizienten zu ermitteln. Andere Vorrichtungen umfassen als Aufnahmeelement beispielsweise eine plane Ebene, in der ein Prüfkörper mit Hilfe eines an einer Zugprüfmaschine angebundenen Zugseils, typischerweise über eine Umlenkrolle, über das in der Ebene angeordnete textile Material gezogen wird. Weitere Vorrichtungen sind zur Durchführung sogenannter Auszugs- oder Durchzugstests ausgebildet, wobei das zu prüfende textile Material in einem Spalt zwischen zwei Prüfkörpern eingeklemmt ist und entweder aus dem Spalt herausgezogen oder durch den Spalt hindurchgezogen wird. Mithilfe solcher Reibprüfstände ist es möglich, verschiedene Reibwerte in Abhängigkeit einer Ausziehgeschwindigkeit, eines Normaldrucks, einer Temperatur und/oder anderer Parameter zu bestimmen. Diesen Vorrichtungen und den mit ihrer Hilfe durchgeführten Verfahren ist jedoch gemeinsam, dass das zu prüfende textile Material stets so angeordnet wird, dass es sich möglichst wenig verzieht beziehungsweise verformt. Insbesondere eine Scherung des Materials wird nach Möglichkeit weitestgehend vermieden.
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Bei der Herstellung von Faserverbundwerkstoffen wird zunächst ein Faserhalbzeug, mithin ein textiles Material, auf einen Formkörper drapiert, also an eine dreidimensionale Kontur angelegt. Anschließend erfolgt eine Harzinjektion, um den Faserverbundwerkstoff in der gewünschten Form zu erzeugen und zu fixieren. Beim Drapieren des textilen Materials treten kritische Verformungsphänomene wie beispielsweise Faltenwurf aufgrund zu starker Scherung bei Geweben beziehungsweise aufgrund von Faserverschiebungen bei Gelegen auf. Diese können zu Bauteilschwächungen führen. Aufgrund der Anisotropie der Faserhalbzeuge sind solche Verformungen in Hinblick auf eine Verarbeitbarkeit als auch in Hinblick auf geometrische Randbedingungen zu beachten. Eine genaue Kenntnis der auftretenden Phänomene ist daher nötig. Es ist möglich, solche Verformungsphänomene im Vorfeld insbesondere mit Hilfe einer Finite-Elemente-Simulation vorherzusagen. Damit eine solche Prozesssimulation allerdings brauchbare Ergebnisse liefert, sind insbesondere möglichst realistische Reibwerte nötig, die ihrerseits wiederum von dem Verformungszustand des textilen Materials abhängen. Die mit Hilfe herkömmlicher Vorrichtungen und Verfahren ermittelten Reibwerte können nicht herangezogen werden oder führen zu wenig brauchbaren Ergebnissen, weil sie quasi im Idealzustand am unverformten Material gemessen wurden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, welches die Ermittlung realistischer Reibwerte auch für verformtes, insbesondere geschertes textiles Material ermöglicht, wobei solche Werte als Frühwarnindikator für potentiellen Faltenwurf, beispielsweise in einer Finite-Elemente-Simulation dienen.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 geschaffen wird. Diese umfasst ein Aufnahmeelement zur Aufnahme des mindestens einen textilen Materials und ein Reibelement, das so angeordnet und ausgebildet ist, dass Reibungskräfte von dem Reibelement in das mindestens eine textile Material einleitbar sind, wenn das mindestens eine textile Material von dem Aufnahmeelement aufgenommen ist. Dabei sind das Aufnahmeelement und das Reibelement relativ zueinander verlagerbar. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Aufnahmeelement als Scherelement ausgebildet ist, mit dem das von dem Aufnahmeelement aufgenommene textile Material in definierter Weise scherbar ist. Es ist daher möglich, mindestens einen Reibwert des textilen Materials in geschertem, also in verformtem Zustand zu ermitteln. Auf diese Weise ist eine realistische Kennwertermittlung möglich, so dass insbesondere Prozesssimulationen besser abgesichert werden können beziehungsweise auf realistischen Parametern basieren.
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Der Begriff „textiles Material” spricht insbesondere textile Halbzeuge, ganz besonders Faserhalbzeuge zur Herstellung von Faserverbundwerkstoffen an. Das textile Material kann beispielsweise Glasfasergewebe, Kohlefasergewebe oder andere, entsprechende Gewebe sowie entsprechende Gelege umfassen beziehungsweise bevorzugt aus solchen bestehen.
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Unter einem Reibwert wird insbesondere ein Reibungskoeffizient, ganz besonders ein Haftreibungskoeffizient und/oder ein Gleitreibungskoeffizient verstanden. Bevorzugt sind mit Hilfe der Vorrichtung sowohl ein Haftreibungskoeffizient als auch ein Gleitreibungskoeffizient ermittelbar.
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Die Formulierung, dass Reibungskräfte von dem Reibelement in das mindestens eine textile Material einleitbar sind, spricht an, dass das von dem Aufnahmeelement aufgenommene mindestens eine textile Material und das Reibelement so relativ zueinander angeordnet und zugleich so relativ zueinander verlagerbar sind, dass sie aneinander reiben, dass also Reibungskräfte zwischen dem mindestens einen textilen Material und mindestens einer Fläche des Reibelements oder einer Fläche eines an dem Reibelement angeordneten Materials auftreten.
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Es wird eine Vorrichtung bevorzugt, welche sich dadurch auszeichnet, dass das Scherelement als Scherrahmen ausgebildet ist. Scherrahmen als solche sind bekannt. Sie dienen üblicherweise der Messung eines Scherwiderstands und/oder zur Materialcharakterisierung textiler Materialien, indem sie die Messung einer Scherkraftkurve aufgetragen über einen Scherwinkel ermöglichen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst der Scherrahmen mindestens zwei Rahmenelemente, zwischen denen das mindestens eine textile Material eingespannt ist. Die Rahmenelemente sind so relativ zueinander verlagerbar, dass das textile Material in definierter Weise geschert werden kann. Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst der Scherrahmen vier paarweise gelenkig miteinander verbundene Rahmenelemente, an denen jeweils eine Seite eines textilen Materials eingespannt ist. Dieser Scherrahmen ist vorzugsweise an zwei Ecken, an denen jeweils zwei als Kanten des Rahmens ausgebildete Rahmenelemente gelenkig miteinander verbunden sind, einspannbar, wobei die Ecken so auseinandergezogen werden können, dass sich ihr Abstand voneinander vergrößert. Ein in unbelastetem Zustand beispielsweise quadratisch ausgebildeter Rahmen wird hierdurch rautenförmig verzerrt. Entsprechend wird ein zwischen den Rahmenelementen des Rahmens eingespanntes textiles Material ebenfalls rautenförmig verzerrt und somit geschert. Über einen Abstand der beiden eingespannten Ecken des Rahmens zueinander ist ein definierter Scherwinkel einstellbar.
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Es wird auch eine Vorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Reibelement als Prüfplatte ausgebildet ist. Diese wird entlang einer Oberfläche des textilen Materials verlagert, um mindestens einen Reibwert zu ermitteln.
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Es wird auch eine Vorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Reibelement mit Hilfe eines Zugseils an eine Zugprüfmaschine angebunden und über das textile Material ziehbar ist. Dabei ist das Reibelement, insbesondere wenn es als Prüfplatte ausgebildet ist, vorzugsweise durch ein Gewicht belastet oder wird in anderer geeigneter Weise mit definiertem Anpressdruck auf eine Oberfläche des textilen Materials gedrückt. Bevorzugt ist zwischen der Zugprüfmaschine und dem Reibelement mindestens eine Umlenkrolle vorgesehen.
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Es wird auch eine Vorrichtung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Reibelement als Aufnahmeelement für ein weiteres textiles Material ausgebildet ist. In diesem Fall ist ein zweites textiles Material von dem Reibelement aufgenommen und wird mit einer Oberfläche über eine Oberfläche des von dem Aufnahmeelement aufgenommenen ersten textilen Materials verlagert, um mindestens einen Reibwert zwischen dem ersten und dem zweiten textilen Material zu ermitteln. Dabei ist es möglich, das von dem Aufnahmeelement und von dem Reibelement ein gleiches textiles Material aufgenommen ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass Reibwerte zwischen verschiedenen textilen Materialien ermittelt werden.
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In diesem Zusammenhang wird auch bevorzugt, dass das Reibelement als Scherelement und insbesondere als Scherrahmen ausgebildet ist. Die Vorrichtung umfasst in diesem Fall zwei Scherelemente, insbesondere Scherrahmen, nämlich das Aufnahmeelement und das Reibelement. Demnach können zwei identische oder verschiedene textile Materialien, die beide in definierter, gleicher oder verschiedener Weise geschert sind, in Hinblick auf ihrer Reibung aneinander untersucht werden.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zur Ermittlung von mindestens einem Reibwert mit den Schritten des Anspruchs 7 geschaffen wird. Bei der Durchführung des Verfahrens wird vorzugsweise eines der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung verwendet. Das Verfahren zeichnet sich durch folgende Schritte aus: Zunächst wird ein erstes textiles Material an einem als Scherelement ausgebildeten Aufnahmeelement angeordnet. Das erste textile Material wird mit Hilfe des Scherelements in definierter Weise geschert. Ein Reibelement wird relativ zu dem Aufnahmeelement so angeordnet, dass Reibungskräfte von dem Reibelement in das erste textile Material einleitbar sind. Anschließend wird das Reibelement relativ zu dem Aufnahmeelement verlagert, und es wird mindestens ein Reibwert zwischen dem ersten textilen Material und dem Reibelement ermittelt. Dadurch, dass das textile Material durch das Scherelement definiert geschert ist, ist es möglich, reale Reibwerte des textilen Materials in verformtem Zustand zu ermitteln. Diese können als Frühwarnindikator für potentiellen Faltenwurf, beispielsweise in einer Finite-Elemente-Simulation dienen. Es ergeben sich insoweit die Vorteile, die auch bereits im Zusammenhang mit der Vorrichtung erläutert wurden.
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Es wird ein Verfahren bevorzugt, welches sich dadurch auszeichnet, dass eine Kraft-Weg-Kurve aufgenommen wird. Aus dieser wird der mindestens eine Reibwert, beispielsweise ein Haftreibungskoeffizient und/oder ein Gleitreibungskoeffizient, ermittelt.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass ein zweites textiles Material an dem Reibelement angeordnet wird, welches dann als Aufnahmeelement ausgebildet ist. Es ist möglich, dass erste Material identisch zu oder verschieden von dem zweiten textilen Material zu wählen. Auf diese Weise ist es möglich, die Reibung zwischen verschiedenen oder auch identischen textilen Materialien zu untersuchen beziehungsweise entsprechende Reibwerte zu ermitteln.
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Schließlich wird ein Verfahren bevorzugt, welches sich dadurch auszeichnet, dass das zweite textile Material mit Hilfe des Reibelements definiert geschert wird, wobei dieses als Scherelement ausgebildet ist. Es ist dann möglich, identische oder verschiedene textile Materialien in identisch oder verschieden verformtem beziehungsweise geschertem Zustand zu untersuchen beziehungsweise entsprechende Reibwerte zu ermitteln.
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Vorzugsweise ist es mit Hilfe der Vorrichtung beziehungsweise im Rahmen des Verfahrens auch noch möglich, verschiedene Parameter im Rahmen der Ermittlung des mindestens einen Reibwerts zu variieren, beispielsweise eine Geschwindigkeit, mit der das Reibelement relativ zu dem Aufnahmeelement verlagert wird, einen Normaldruck, und/oder eine Temperatur. Auf diese Weise ist es möglich, den mindestens einen Reibwert in Abhängigkeit der genannten und auch anderer Parameter zu ermitteln.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 Ein erstes Ausführungsbeispiel eines als Scherrahmen ausgebildeten Rahmenelements in ungeschertem und geschertem Zustand;
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines als Scherrahmen ausgebildeten Scherelements in ungeschertem und geschertem Zustand;
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3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines als Scherrahmen ausgebildeten Scherelements in ungeschertem und geschertem Zustand, und
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4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Ermittlung von mindestens einem Reibwert mindestens einen textilen Materials mit dem Ausführungsbeispiel eines als Scherrahmen ausgebildeten Scherelements gemäß 3.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines als Scherrahmen ausgebildeten Scherelements 1, nämlich in 1a) in ungeschertem und in 1b) in geschertem Zustand.
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Das Scherelement 1 umfasst ein erstes Rahmenelement 3 und ein parallel und in einem Abstand zu diesem angeordnetes zweites Rahmenelement 5. Zwischen den Rahmenelementen 3, 5 ist ein erstes textiles Material 7, hier ein Gewebe, eingespannt, wobei ein Verlauf der Faserrichtungen des textilen Materials 7 durch ein Symbol 9 angedeutet ist. Anhand des Symbols zeigt sich, dass eine erste Faserrichtung in dem textilen Material hier in einer Richtung verläuft, entlang derer sich die Rahmenelemente 3, 5 gegenüberliegen, während die zweite Faserrichtung senkrecht auf dieser Richtung steht und damit parallel zu den Rahmenelementen 3, 5 orientiert ist. Weiterhin ist angedeutet, dass das Rahmenelement 3 im Bereich einer Befestigung 11 fixiert ist. Das zweite Rahmenelement 5 ist gegenüber dem ersten Rahmenelement 3 verlagerbar.
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1b) zeigt das Scherelement 1 in geschertem Zustand. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Um das textile Material 7 in definierter Weise zu scheren, wird in das Scherelement 1 eine konstante Zugkraft eingeleitet, die hier durch einen ersten Pfeil P dargestellt ist, und die in der Richtung wirkt, entlang derer sich die Rahmenelemente 3, 5 gegenüberliegen. Zugleich wird das Rahmenelement 5 mit einer senkrecht zu der Zugkraft wirkenden Scherkraft beaufschlagt, die in Richtung einer Längserstreckung des Rahmenelements 5 wirkt und durch einen zweiten Pfeil P' symbolisiert ist. Das textile Material 7 wird auf diese Weise um einen definierten Winkel geschert.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Scherelements 1, das ebenfalls als Scherrahmen ausgebildet ist. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Auch hier zeigt 2a) das Scherelement 1 in ungeschertem Zustand, während 2b) den gescherten Zustand darstellt. Das textile Material 7 ist hier ebenfalls zwischen zwei sich gegenüberliegenden und parallel zueinander orientierten Rahmenelementen 3, 5 eingespannt, wobei durch das Symbol 9 deutlich wird, dass hier beide Faserrichtungen diagonal zu den Rahmenelementen 3, 5 verlaufen. Diese sind vorzugsweise beide verlagerbar, es ist also bevorzugt keines der Rahmenelemente 3, 5 mit Hilfe einer Befestigung fixiert.
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Um das textile Material 7 zu scheren, wird ein Abstand der Rahmenelemente 3, 5 voneinander – in einer Richtung gesehen, die senkrecht auf der Längserstreckung derselben steht – vergrößert. Dies ist in 2b) durch zwei Pfeile P, P' angedeutet, die in entgegen gesetzte Richtungen zeigen. Das textile Material 7 wird dabei vorzugsweise unter 45° zur Faserrichtung beziehungsweise Fadenlage belastet. Der größte Scherwinkel ergibt sich dabei in einem zentralen Bereich des textilen Materials 7 in der Mitte zwischen den Rahmenelementen 3, 5. Auch so ist es möglich, zumindest lokal einen definierten Scherwinkel für das textile Material 7 einzustellen.
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3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Scherelements 1, das als Scherrahmen ausgebildet ist. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Auch hier zeigt 3a) das Scherelement 1 in ungeschertem Zustand, während 3b) den gescherten Zustand darstellt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Rahmenelemente vorgesehen, von denen sich je zwei Rahmenelemente 3, 5, 3', 5' paarweise entlang einer ersten Richtung und entlang einer zweiten Richtung gegenüberliegen, wobei sie jeweils parallel zueinander orientiert sind. Dabei steht die erste Richtung senkrecht auf der zweiten Richtung, so dass die parallel zueinander orientierten Rahmenelemente 3, 5 senkrecht zu den Rahmenelementen 3', 5' orientiert sind, wobei diese wiederum parallel zueinander orientiert sind. Ein erstes Rahmenelement 3 ist mit einem vierten Rahmenelement 5' an einem ersten Anlenkpunkt 13 gelenkig verbunden. Das vierte Rahmenelement 5' ist mit einem zweiten Rahmenelement 5 an einem zweiten Anlenkpunkt 15 gelenkig verbunden. Das zweite Rahmenelement 5 ist mit einem dritten Rahmenelement 3' an einem dritten Anlenkpunkt 17 gelenkig verbunden, und das dritte Rahmenelement 3' ist wiederum mit dem ersten Rahmenelement 3 an einem vierten Anlenkpunkt 19 gelenkig verbunden. Zwischen den Rahmenelementen 3, 5, 3', 5' ist ein textiles Material 7 eingespannt. Durch das Symbol 9 wird angedeutet, dass die beiden Faserrichtungen des als Gewebe ausgebildeten textilen Materials 7 hier so orientiert sind, dass eine erste Faserrichtung parallel zu den ersten und zweiten Rahmenelementen 3, 5 orientiert ist, während eine zweite Faserrichtung parallel zu den dritten und vierten Rahmenelementen 3', 5' verläuft.
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Um das textile Material 7 zu scheren, wird – entlang einer direkten Verbindungslinie zwischen dem ersten Anlenkpunkt 13 und dem dritten Anlenkpunkt 17 eine Kraft eingeleitet, die in 3b) durch zwei in entgegengesetzte Richtung weisende Pfeile P, P' angedeutet ist, und die dazu führt, dass sich der – entlang der direkten Verbindungslinie gemessene – Abstand zwischen dem ersten Anlenkpunkt 13 und dem dritten Anlenkpunkt 17 vergrößert. Durch die gelenkige Verbindung der Rahmenelemente 3, 5, 3', 5' miteinander wird deren in ungeschertem Zustand allgemein rechtwinklige, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel speziell quadratische Konfiguration rautenförmig verzerrt, wobei sich ein – entlang einer direkten Verbindungslinie gemessener – Abstand zwischen dem zweiten Anlenkpunkt 15 und dem vierten Anlenkpunkt 19 verringert. Entsprechend wird das textile Material 7 um einen definierten Winkel geschert. Es ist ohne Weiteres möglich, eine die Scherung bewirkende Kraft statt in den ersten Anlenkpunkt 13 und den dritten Anlenkpunkt 17 in den zweiten Anlenkpunkt 15 und den vierten Anlenkpunkt 19 einzuleiten. Wird dann ein Abstand zwischen dem zweiten Anlenkpunkt 15 und dem vierten Anlenkpunkt 19 vergrößert, verringert sich entsprechend ein Abstand zwischen dem ersten Anlenkpunkt 13 und dem dritten Anlenkpunkt 17. Eine entsprechende Konfiguration wird in Zusammenhang mit 4 erläutert.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 21 zur Ermittlung von mindestens einem Reibwert des textilen Materials 7, wobei die Vorrichtung 21 ein Aufnahmeelement 23 aufweist, das als Scherelement 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3 ausgebildet ist. Insoweit wird auf die Beschreibung der Ausgestaltung und Funktion dieses Ausführungsbeispiels in Zusammenhang mit 3 verwiesen. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind im Übrigen mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die Vorrichtung 21 ist als Reib-Scher-Tisch ausgebildet. Das Aufnahmeelement 23 ist auf einem Reibtisch 25 angeordnet, wo es mit dem zweiten Anlenkpunkt 15 so fixiert ist, dass dieser relativ zu einer Oberfläche 27 des Reibtischs 25 festgelegt ist, wobei jedoch das zweite Rahmenelement 5 und das vierte Rahmenelement 5' um eine durch den zweiten Anlenkpunkt 15 verlaufende und senkrecht auf der Oberfläche 27 stehende Schwenkachse schwenken können.
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Zugleich ist der vierte Anlenkpunkt 19 in einer als Langloch ausgebildeten Ausnehmung 29 oder Nut in einer Richtung verlagerbar, die entlang einer direkten Verbindungslinie zwischen dem vierten Anlenkpunkt 19 und dem zweiten Anlenkpunkt 15 orientiert ist. Entsprechend ist auch die Ausnehmung 29 oder Nut entlang dieser Richtung orientiert. Durch eine Verlagerung des vierten Anlenkpunkts 19 entlang dieser durch einen Pfeil P angedeuteten Richtung ist es möglich, den Abstand des vierten Anlenkpunkts 19 von dem zweiten Anlenkpunkt 15 zu variieren, wobei zugleich aufgrund der gelenkigen Anordnung der Rahmenelemente 3, 3' und der Rahmenelemente 5, 5' aneinander in den Anlenkpunkten 15, 19 ein Winkel variiert wird, den die Rahmenelemente 3, 3' und 5, 5' jeweils zueinander einnehmen. Die Anlenkpunkte 13, 17 sind nicht an dem Reibtisch 25 fixiert, so dass sich ihr Abstand – entlang einer unmittelbaren Verbindungslinie zwischen den Anlenkpunkten 13, 17 gemessen – verändert, wenn der Abstand zwischen den Anlenkpunkten 15, 19 variiert wird. Wie bereits im Zusammenhang mit 3 erläutert wurde, verkürzt sich ein Abstand zwischen den Anlenkpunkten 13, 17 wenn der Abstand zwischen den Anlenkpunkten 15, 19 vergrößert wird. Umgekehrt vergrößert sich ein Abstand zwischen den Anlenkpunkten 13, 17, wenn der Abstand zwischen den Anlenkpunkten 15, 19 verringert wird.
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Der Anlenkpunkt 19 ist mit Hilfe eines Befestigungselements 31 an seiner entlang der Ausnehmung 29 eingestellten Position festlegbar. Das Befestigungselement 31 kann beispielsweise eine Schraube und eine Mutter umfassen oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein.
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Insgesamt ist es so möglich, das in dem Aufnahmeelement 23 aufgenommene beziehungsweise in das Scherelement 1 eingespannte textile Material 7 definiert zu scheren, insbesondere einen definierten Scherwinkel einzustellen.
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Die Vorrichtung 23 umfasst auch ein Reibelement 33, das auf dem textilen Material angeordnet ist. Es liegt mit einer Oberfläche, die in 4 dem Betrachter abgewandt ist, auf einer in 4 dem Betrachter zugewandten Oberfläche des textilen Materials 7 auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Masse des Reibelements 33 so gewählt, dass ein definierter Anpressdruck zwischen dem Reibelement 33 und dem textilen Material 7 gegeben ist. Alternativ ist es möglich, das Reibelement 33 mit Hilfe eines vorherbestimmten Drucks an das textile Material 7 anzudrücken, wobei eine hierzu entsprechend ausgebildete Andrückvorrichtung vorgesehen sein kann. Jedenfalls ist das Reibelement 33 so angeordnet und ausgebildet, dass Reibungskräfte von ihm in das textile Material 7 einleitbar sind.
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Das Reibelement 33 ist relativ zu dem Aufnahmeelement 23 und damit auch zu dem textilen Material 7 verlagerbar, wobei es mit Hilfe eines Zugseils 35 über eine Umlenkrolle 37 an eine nicht dargestellte Zugprüfmaschine angebunden ist. So ist es möglich, mit Hilfe der Zugprüfmaschine, das Reibelement 33 über das textile Material 7 zu ziehen. Es zeigt sich, dass es auf diese Weise möglich ist, mindestens einen Reibwert für das in definierter Weise gescherte textile Material 7 zu ermitteln. Insbesondere ist es möglich, den mindestens einen Reibwert in Abhängigkeit eines Scherwinkels des textilen Materials 7 zu ermitteln.
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Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Reibelement 33 als Aufnahmeelement für ein zweites textiles Material 39 ausgebildet. Dieses ist so an dem Reibelement vorgesehen beziehungsweise in das Reibelement 33 eingespannt, dass es die Oberfläche bildet, mit der das Reibelement 33 über die gegenüberliegende Oberfläche des ersten textilen Materials 7 gezogen wird. Demnach ist es hier möglich, einen Reibwert zwischen dem definiert gescherten ersten textilen Material 7 und dem zweiten textilen Material 39 zu ermitteln.
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Bei einem weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 21 ist es möglich, dass das Reibelement 33 als Scherelement und insbesondere als Scherrahmen ausgebildet ist. Bevorzugt ist es dabei als Scherrahmen gemäß einem der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele ausgebildet, ganz besonders bevorzugt als Scherrahmen gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel. Es ist dann möglich, auch das zweite textile Material 39 in definierter Weise zu scheren, so dass mindestens ein Reibwert zwischen den jeweils definiert gescherten ersten und zweiten textilen Materialien 7, 39, also quasi zwischen verscherten Gewebelagen gegeneinander ermittelbar ist.
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Im Folgenden wird das Verfahren in Zusammenhang mit der Vorrichtung 21 näher erläutert:
Zunächst wird ein erstes textiles Material 7 an dem als Scherelement 1 ausgebildeten Aufnahmeelement 23 angeordnet. Das erste textile Material 7 wird mit Hilfe des Scherelements 1 in definierter Weise geschert. Das Reibelement 33 wird relativ zu dem Aufnahmeelement 23 so angeordnet, dass Reibungskräfte von ihm in das erste textile Material einleitbar sind. Anschließend wird das Reibelement 33 relativ zu dem Aufnahmeelement 23 und damit auch relativ zu dem ersten textilen Material 7 verlagert, und es wird ein Reibwert zwischen dem ersten textilen Material 7 und dem Reibelement 33, genauer einer dem textilen Material 7 zugewandten Oberfläche des Reibelements 33, ermittelt.
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Besonders bevorzugt wird eine Kraft-Weg-Kurve aufgenommen, aus welcher der mindestens eine Reibwert ermittelt wird. Dabei werden besonders bevorzugt ein Reibungskoeffizient für die Haftreibung und/oder ein Reibungskoeffizient für die Gleitreibung ermittelt.
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Bevorzugt ist es möglich, die dem ersten textilen Material 7 zugewandte Oberfläche des Reibelements 33 zu variieren. Beispielsweise ist es möglich, verschiedene Materialproben an dem Reibelement 33 vorzusehen beziehungsweise gegeneinander auszutauschen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können Platten verschiedener Materialien alternativ zueinander so an dem Reibelement 33 angeordnet werden, dass eine Oberfläche einer an dem Reibelement 33 angeordneten Platte die Oberfläche bildet, die an der gegenüberliegenden Oberfläche des ersten textilen Materials 7 reibt.
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Besonders bevorzugt ist das Reibelement 33 allerdings als Aufnahmeelement ausgebildet, wobei ein zweites textiles Material 39 an dem Reibelement 33 angeordnet wird. Dabei ist es möglich, das zweite textile Material identisch oder verschieden zu dem ersten textilen Material 7 zu wählen.
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Weiterhin ist das Reibelement 33 bevorzugt als Scherelement ausgebildet, und das zweite textile Material 39 wird mit dessen Hilfe in definierter Weise geschert. Es ist dann möglich, mindestens einen Reibwert zwischen den jeweils in definierter Weise gescherten ersten und zweiten textilen Materialien 7, 39 zu ermitteln. Dabei ist es möglich, identische oder verschiedene Scherwinkel für das erste und zweite textile Material 7, 39 zu wählen. Selbstverständlich ist es auch möglich, mindestens eines der textilen Materialien 7, 39 nicht zu scheren, was letztlich einen Spezialfall einer definierten Scherung bedeutet.
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Es kann also mindestens ein Reibwert zwischen identisch ausgebildeten textilen Materialien 7, 39 unter identischem oder verschiedenem Scherwinkel bestimmt werden. Ebenso ist es möglich, mindestens einen Reibwert zwischen verschiedenen textilen Materialien 7, 39 unter identischem oder verschiedenem Scherwinkel zu bestimmen. Insgesamt zeigt sich, dass es mit Hilfe der Vorrichtung 21 und dem Verfahren möglich ist, mindestens einen realistischen Reibwert eines verformten textilen Materials zu ermitteln, und so Werte zu erhalten, die beispielsweise in eine Finite-Elemente-Simulation insbesondere zur Simulierung einer Drapiersituation und ganz besonders als Frühwarnindikatoren für potentiellen Faltenwurf eingehen können. Dabei verbindet die Vorrichtung 21 quasi einen an sich bekannten Scherrahmen, der üblicherweise zur Messung einer Scherkraftkurve in Abhängigkeit eines Scherwinkels dient, mit der Funktionalität eines Reibprüfstands, mit Hilfe dessen üblicherweise ein möglichst wenig verzogenes, verformtes beziehungsweise geschertes textiles Material bezüglich seiner Reibwerte gemessen wird.
