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Die Erfindung betrifft einen Prüfstand für Faserhalbzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Bei der automatisierten Fertigung von Faserverbundwerkstoffen kann es im Fertigungsprozess zu Verformungen der Strukturen von Faserhalbzeugen kommen. Die Verformung der Strukturen von Faserhalbzeugen kann zu Formgebungsfehlern im Faserhalbzeug führen. Die Struktur von Faserhalbzeugen entsteht durch die Anordnung von einzelnen Rovings der Faserverbundwerkstoffe. Rovings sind Bündel aus parallel angeordneten Fasern.
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Formgebungsfehler sind beispielsweise Lücken im Faserhalbzeug, hervorgerufen durch verschobene Rovings im Fertigungsprozess. Treten in der Fertigung derartige Formgebungsfehler auf, so reduziert das die Wirtschaftlichkeit von Faserverbundwerkstoffen, da fehlerhafte Faserverbundwerkstoffe aussortiert werden müssen. Die Reduzierung dieser Formgebungsfehler ist somit bedeutend für eine kostensparende Umsetzung von Faserverbundwerkstoffen.
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Um die Ursachen und den Zeitpunkt des Auftretens von Formgebungsfehlern von Faserverbundwerkstoffen herauszufinden, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Prüfstände bekannt.
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In der Veröffentlichung „Experimental analysis of the contact between layers of dry fabrics" (Int J Mater Form (2009) Vol. 2) von S. Allaoui et al. ist ein gattungsgemäßer Prüfstand für Faserhalbzeuge beschrieben. Der Prüfstand umfasst eine erste Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines ersten Faserhalbzeugs und eine zweite Aufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines zweiten Faserhalbzeugs. Ferner ist die erste Aufnahmeeinrichtung relativbeweglich zu der zweiten Aufnahmeeinrichtung angeordnet.
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Des Weiteren umfasst der Prüfstand eine Messeinrichtung, mittels welcher eine Reibkraft zwischen den beiden Faserhalbzeugen bei einer Relativbewegung der Aufnahmeeinrichtungen messbar ist.
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Aus der Veröffentlichung „Tribological properties of woven para-aramid fabrics and their constituent yarns" von S. Rebouillat (Journal of Materials Science 33 (1998) 3293–3301) geht ein Prüfstand zur Reibkraftmessung eines Faserhalbzeugs mit Hilfe von Kraftaufnehmern an einem Stift hervor. Dazu wird das Faserhalbzeug auf den Stift aufgespannt. Zur Kraftmessung drückt der Stift auf eine rotierende Scheibe.
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Die Dissertation „Untersuchung der mehrlagigen Umformung von Fasergelegen zur Herstellung von Faserverbundstrukturen" (ISBN 3861309572) von Jan-Hendrik Ohlendorf befasst sich ebenfalls mit einem Prüfstand zur Reibkraftmessung. Bei dem Messversuch wird eine Probe eines Faserhalbzeugs relativ zu einem fixierten Schlitten bewegt. An dem Schlitten ist eine weitere Probe eines Faserhalbzeugs angeordnet. Mit einer Kraftmessdose wird die Reibkraft zwischen den beiden Proben bestimmt.
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Diese Messverfahren haben den Nachteil, dass wenn die Faserhalbzeuge einmal an dem Prüfstand angeordnet sind, die Prüfparameter in Bezug auf die beiden Faserhalbzeuge nicht mehr verändert werden können.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Prüfstand für Faserhalbzeuge zu schaffen, mittels welchem die Prüfparameter variiert werden können.
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Die Aufgabe wird durch einen Prüfstand für Faserhalbzeuge mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Um einen Prüfstand der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass mittels diesem die Prüfparameter variiert werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest eine Einstellung an dem Prüfstand, mittels welcher die Reibkraft zwischen den beiden Faserhalbzeugen beeinflusst wird, veränderbar ist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere die Reibkraft zwischen den Faserhalbzeugen einen wesentlichen Einfluss auf die Entstehung von Formgebungsfehlern bei Faserhalbzeugen hat. Durch die Veränderbarkeit der Reibkraft zwischen den zu prüfenden Faserhalbzeugen können verschiedene Herstellungsverfahren, bei welchen unterschiedliche Reibkräfte zwischen den Faserhalbzeugen auftreten, simuliert werden. Dadurch ist eine besonders gute Bewertung für das Auftreten von Formgebungsfehlern bei verschiedenen Herstellungsverfahren möglich.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass als Einstellung eine Orientierung der Aufnahmeeinrichtungen zueinander veränderbar ist. Durch die Einstellung der Orientierung der Aufnahmeeinrichtungen zueinander ist eine Orientierung des ersten Faserhalbzeugs zu dem zweiten Faserhalbzeug veränderbar. Beispielsweise dient das zweite Faserhalbzeug als Referenzlage. Die erste Aufnahmeeinrichtung, in welcher das erste Faserhalbzeug angeordnet ist, kann beispielsweise gedreht werden. Damit verändert sich die Orientierung des ersten Faserhalbzeugs zum zweiten Faserhalbzeug. Die Orientierung kann bevorzugt in Grad gemessen werden. Ist die Orientierung des ersten und des zweiten Faserhalbzeugs gleich, so weist die Orientierung der Lagen zueinander einen Winkel von 0 Grad auf. Wird das erste Faserhalbzeug beispielsweise um 30 Grad gegenüber dem zweiten Faserhalbzeug gedreht, weist die Orientierung des ersten Faserhalbzeugs zum zweiten Faserhalbzeug eine Orientierung von 30 Grad auf.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Prüfstand zumindest zwei unterschiedlich schwere Beschwerungselemente auf, mittels welchen als Einstellung ein Anpressdruck des ersten Faserhalbzeugs auf das zweite Faserhalbzeug veränderbar ist. Die Beschwerungselemente dienen als Gewichte, mittels welchen ein Anpressdruck des ersten Faserhalbzeugs auf das zweite Faserhalbzeug angepasst werden kann. Das Gewicht ist dabei bevorzugt an der ersten Aufnahmeeinrichtung angeordnet. Dazu kann die erste Aufnahmeeinrichtung beispielsweise eine Aussparung aufweisen, in welcher die jeweiligen Beschwerungselemente eingelegt werden können, sodass als Einstellung der Anpressdruck angepasst werden kann. Dadurch ist auf besonders einfache Art und Weise eine Anpressdruckeinstellung möglich.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Prüfstand eine Spanneinrichtung aufweist, mittels welcher als Einstellung die Spannung von zumindest einem Teil der Faserbündel des ersten Faserhalbzeugs und/oder zweiten Faserhalbzeugs veränderbar ist. Mit Spannung ist eine Faserspannung gemeint, welche auch als Membranspannung bezeichnet wird. Die Spanneinrichtung kann beispielsweise als Pneumatikzylinder ausgebildet sein. Durch die Spanneinrichtung kann die Spannung verändert werden. Dadurch kann die Auswirkung unterschiedlicher Spannungen des Faserhalbzeugs in Bezug auf die Formgebungsfehler im Herstellungsverfahren ermittelt werden. Ist die Spanneinrichtung beispielsweise als Pneumatikzylinder ausgebildet, so kann auf besonders einfache Art und Weise eine Spannung eingestellt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst der Prüfstand einen Schlitten, an welchem die erste Aufnahmeeinrichtung montierbar und relativ zu der zweiten Aufnahmeeinrichtung bewegbar ist. Der Schlitten ist insbesondere transversal zur zweiten Aufnahmeeinrichtung bewegbar. Um den Schlitten mit der ersten Aufnahmeeinrichtung relativ zur zweiten Aufnahmeeinrichtung zu bewegen, kann die zweite Aufnahmeeinrichtung zwei Schienen umfassen. Bevorzugt ist der Schlitten über zumindest zwei Gleitlagerbuchsen mit den Schienen gekoppelt. Durch den Schlitten ist sichergestellt, dass die erste Aufnahmeeinrichtung geradlinig bewegt werden kann. Die Gleitlagerbuchsen haben den Vorteil, dass der Schlitten nahezu reibungsfrei entlang der Schienen bewegt werden kann. Das verhindert ein Verfälschen der Messergebnisse.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Messeinrichtung als Kraftmessdose ausgebildet ist. Eine Kraftmessdose ist ein Kraftsensor, mittels welcher Zug- und Druckkräfte gemessen werden können. Durch die Kraftmessdose kann auf besonders einfache und kostengünstige Art und Weise eine Zug- und Druckkraft gemessen werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
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1 einen Prüfstand für Faserhalbzeuge in einer Perspektivansicht mit einer ersten Aufnahmeeinrichtung und einer zweiten Aufnahmeeinrichtung, wobei die erste Aufnahmeeinrichtung relativ zur zweiten Aufnahmeeinrichtung mittels eines Schlittens bewegbar ist;
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2 eine schematische Darstellung der ersten Aufnahmeeinrichtung mit einem Aufnahmegrundkörper, einem Aufspannkörper und einem Fixierrahmen zum Einspannen eines ersten Faserhalbzeugs in einer Explosionsdarstellung;
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3 die erste Aufnahmeeinrichtung mit dem eingespannten ersten Faserhalbzeug in einer Perspektivansicht;
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4 die zweite Aufnahmeeinrichtung mit einem eingespannten zweiten Faserhalbzeug in einer Perspektivansicht;
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5 einen Nadelrahmen, in welchem das zweite Faserhalbzeug eingespannt ist, in einer Perspektivansicht;
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6 einen Ausschnitt des Nadelrahmens mit dem eingespannten zweiten Faserhalbzeug;
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7 die erste Aufnahmeeinrichtung mit dem eingespannten ersten Faserhalbzeug und die zweite Aufnahmeeinrichtung mit dem eingespannten zweiten Faserhalbzeug und dem an der zweiten Aufnahmeeinrichtung angeordneten Schlitten zum Bewegen der ersten Aufnahmeeinrichtung in einer Perspektivansicht;
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8 eine schematische Darstellung der ersten Aufnahmeeinrichtung und der zweiten Aufnahmeeinrichtung in einer Explosionsdarstellung;
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9 eine schematische Darstellung der ersten Aufnahmeeinrichtung und der zweiten Aufnahmeeinrichtung in einer Seitenansicht;
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10 die zweite Aufnahmeeinrichtung in einer Perspektivansicht mit dem an Schienen der zweiten Aufnahmeeinrichtung angeordneten Schlitten, einem Zugseil zum Bewegen des Schlittens entlang der Schienen und einer Umlenkrolle zum Führen des Zugseils;
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11 den Prüfstand mit der ersten Aufnahmeeinrichtung, der zweiten Aufnahmeeinrichtung und der Messeinrichtung in einer Perspektivansicht.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist der Prüfstand 10 für Faserhalbzeuge mit einer ersten Aufnahmeeinrichtung 12 und einer zweiten Aufnahmeeinrichtung 14 in einer Perspektivansicht dargestellt. Der Aufbau der ersten Aufnahmeeinrichtung 12 und der zweiten Aufnahmeeinrichtung 14 wird im Folgenden durch die 2 bis 6 genauer erläutert.
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In 2 ist die erste Aufnahmeeinrichtung 12 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. In 3 ist die zusammengebaute erste Aufnahmeeinrichtung 12 mit einem eingespannten ersten Faserhalbzeug 16 gezeigt. Die erste Aufnahmeeinrichtung 12 umfasst einen Aufnahmegrundkörper 20. Das erste Faserhalbzeug 16 wird an einem Aufspannkörper 21 des Aufnahmegrundkörpers 20 angeordnet. Der Aufspannkörper 21 weist eine gekrümmte Form auf und ist an einer Vorderseite V des Aufnahmegrundkörpers 20 angeordnet. Beim Montieren des ersten Faserhalbzeugs 16 an der ersten Aufnahmeeinrichtung 12 wird das erste Faserhalbzeug 16 über den Aufspannkörper 21 der ersten Aufnahmeeinrichtung 12 gelegt und mit einem Fixierrahmen 22 fixiert. Der Fixierrahmen 22 umgibt den Aufspannkörper 21 der ersten Aufnahmeeinrichtung 12 und liegt im montierten Zustand auf der Vorderseite V des Aufnahmegrundkörpers 20 auf. Der Fixierrahmen 22 wird beispielsweise durch Schrauben an dem Aufnahmegrundkörper 20 gehalten. Die Vorderseite V des Aufnahmegrundkörpers 20 ist im montierten Zustand der ersten Aufnahmeeinrichtung 12 der zweiten Aufnahmeeinrichtung 14 zugewandt (siehe 1).
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Auf der Vorderseite V des Aufnahmegrundkörpers 20 sind ferner vier Fixierelemente 38 angeordnet. Die Fixierelemente 38 können beispielsweise als Stifte ausgebildet sein. Die Fixierelemente 38 dienen dazu, die erste Aufnahmeeinrichtung 12 an einem Schlitten 36 zu montieren. An einer Rückseite R des Aufnahmegrundkörpers 20 ist ein Beschwerungselement 24 angeordnet. Das Beschwerungselement 24 kann als Gewicht 24 ausgebildet sein. Je nachdem, welchen Anpressdruck das erste Faserhalbzeug 16 auf ein zweites Faserhalbzeug ausüben soll, kann das Gewicht 24 gewechselt werden.
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Die erste Aufnahmeeinrichtung 12 wird so an dem Prüfstand 10 angeordnet, dass das erste Faserhalbzeug 16 dem zweiten Faserhalbzeug 18, welches an der zweiten Aufnahmeeinrichtung 14 angeordnet ist, zugewandt ist und auf diesem aufliegt.
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In Kombination der 1 und 4 wird im Folgenden der Aufbau der zweiten Aufnahmeeinrichtung 14 genauer erläutert. Die zweite Aufnahmeeinrichtung 14 umfasst eine Grundplatte 26, auf welcher das zweite Faserhalbzeug 18 aufliegt. Das zweite Faserhalbzeug 18 wird durch einen Nadelrahmen 34 eingefasst, welcher an der Grundplatte 26 angeordnet ist. Der Nadelrahmen 34 dient nicht nur zum Einfassen des zweiten Faserhalbzeugs 18, sondern auch zum Umlenken des zweiten Faserhalbzeugs 18 zu einem Klemmbrett 28 der zweiten Aufnahmeeinrichtung 14.
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Das Klemmbrett 28 der zweiten Aufnahmeeinrichtung 14 ist in einem vorbestimmten Abstand parallel zu einer Unterseite U der Grundplatte 26 der zweiten Aufnahmeeinrichtung 14 angeordnet. Auf einer Oberseite O der Grundplatte 26 liegt das zweite Faserhalbzeug 18 auf. Das zweite Faserhalbzeug 18 wird durch den Nadelrahmen 34 zum Klemmbrett 28 umgelenkt und durch Klemmleisten 30 an das Klemmbrett 28 geklemmt (siehe 4). Zwischen der Grundplatte 26 und dem Klemmbrett 28 sind vier Spanneinrichtungen 32 angeordnet (siehe 1). In 4 sind die Spanneinrichtungen 32 durch das zweite Faserhalbzeug 18 verdeckt. Die Spanneinrichtungen 32 können beispielsweise als Pneumatikzylinder ausgebildet sein. Zum einen ist die Grundplatte 26 an den Spanneinrichtungen 32 gelagert. Zum anderen kann die Grundplatte 26 durch die Spanneinrichtungen 32 senkrecht zum Klemmbrett 28 bewegt werden. Da das zweite Faserhalbzeug 18 am Klemmbrett 28 durch die Klemmleisten 30 fixiert ist, kann das zweite Faserhalbzeug 18 durch das senkrechte Verschieben der Grundplatte 26 mittels der Spanneinrichtungen 32 gespannt werden. Durch das Verschieben der Grundplatte 26 kann die Spannung von zumindest einem Teil der Faserbündel des zweiten Faserhalbzeugs 18 eingestellt werden. Mit Spannung ist eine Faserspannung gemeint, welche auch als Membranspannung bezeichnet wird.
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An der Oberseite O der Grundplatte 26 sind ferner in einem vorbestimmten Abstand parallel zueinander zwei Schienen 42 angeordnet (siehe 1). Zwischen den Schienen 42 befindet sich das zweite Faserhalbzeug 18. Die beiden Schienen 42 dienen zur Führung des Schlittens 36. Der Schlitten 36 weist ferner vier Gleitlagerbuchsen 44 auf. Mit je zwei Gleitlagerbuchsen 44 ist der Schlitten 36 an jeweils einer Schiene der zwei Schienen 42 beweglich gelagert. Ferner umfasst der Schlitten 36 einen Haken 50 an dem ein Zugseil 48 eingehakt ist. Durch Ziehen an dem Zugseil 48 wird der Schlitten 36 relativ zur zweiten Aufnahmeeinrichtung 14 bewegt. Das Zugseil 48 ist, wie in 1 gezeigt ist, über eine Umlenkrolle 46 geführt.
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In 5 ist gezeigt, wie Nadeln des Nadelrahmens 34 in das zweite Faserhalbzeug 18 eingreifen. 6 zeigt, wie das zweite Faserhalbzeug 18 durch den Nadelrahmen 34 umgelenkt wird. In den 5 und 6 ist ferner die Struktur des zweiten Faserhalbzeugs 18 genauer gezeigt. Die Struktur, wie sie im Folgenden für das zweite Faserhalbzeug 18 beschrieben wird, gilt analog für das erste Faserhalbzeug 16. Die Struktur des zweiten Faserhalbzeugs 18 setzt sich aus einzelnen Rovings zusammen. Rovings sind Bündel aus parallel angeordneten Fasern, also Faserbündel. Wie in 5 und 6 gezeigt ist, sind die Rovings senkrecht zueinander angeordnet, sodass eine Karostruktur entsteht. Die Anordnung der Rovings zueinander wird durch einen Scherwinkel festgelegt. Sind die Rovings senkrecht zueinander angeordnet, weisen sie einen Scherwinkel von 90° zueinander auf.
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In 7 sind die erste Aufnahmeeinrichtung 12 und die zweite Aufnahmeeinrichtung 18 mit dem Schlitten 36 noch einmal getrennt voneinander in einer Perspektivansicht gezeigt. In 7 ist ferner gezeigt, dass der Schlitten 36 vier Bohrungen 40 aufweist. Diese Bohrungen 40 sind dazu ausgelegt, die vier Fixierelemente 38 der ersten Aufnahmeeinrichtung 12 aufzunehmen. Zum Montieren der ersten Aufnahmeeinrichtung 12 an dem Schlitten 36 werden die Fixierelemente 38 in die Bohrungen 40 des Schlittens 36 gesteckt.
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In 8 sind die Komponenten der ersten Aufnahmeeinrichtung 12 und der zweiten Aufnahmeeinrichtung 14 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. In Hochrichtung des Prüfstandes 10 weist der Prüfstand aufeinander folgend folgende Komponenten auf: Zunächst die zweite Aufnahmeeinrichtung 14 mit dem Klemmbrett 28 und den an dem Klemmbrett 28 angeordneten Klemmleisten 30. Zwischen dem Klemmbrett 28 und der Grundplatte 26 befinden sich die vier Spanneinrichtungen 32 der zweiten Aufnahmeeinrichtung 14. Auf der Oberseite O der Grundplatte 26 der zweiten Aufnahmeeinrichtung 14 ist der Nadelrahmen 34 und die zwei Schienen 42 zum Bewegen des Schlittens 36 angeordnet. Darüber folgt zum Schluss die erste Aufnahmeeinrichtung 12 mit dem Aufnahmegrundkörper 20 und dem an dem Aufnahmegrundkörper 20 angeordneten Gewicht 24.
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Aus 9 geht die erste Aufnahmeeinrichtung 12 und die zweite Aufnahmeeinrichtung 14 in einer Seitenansicht hervor. Die zwei Doppelpfeile sollen schematisch andeuten, dass die erste Aufnahmeeinrichtung 12 zum Montieren des ersten Faserhalbzeugs 16 aus dem Schlitten 36 genommen werden kann.
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In 10 ist die zweite Aufnahmeeinrichtung 14 mit dem an den Schienen 42 angeordneten Schlitten 36 ohne die erste Aufnahmeeinrichtung 14 gezeigt.
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In 11 ist der komplette Aufbau des Prüfstandes 10 in einer Perspektivansicht gezeigt. Darin ist auch gezeigt, wie das Zugseil 48 vom Schlitten 36 über die Umlenkrolle 46 zu einer Messeinrichtung 52 geführt ist. Die Messeinrichtung 52 kann beispielsweise als Kraftmessdose ausgebildet sein.
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Im Folgenden soll nun der Messversuch an dem Prüfstand 10 genauer erläutert werden. Ziel des Messversuches ist es eine Reibkraft zwischen dem ersten Faserhalbzeug 16 und dem zweiten Faserhalbzeug 18 zu ermitteln. Die Reibkraft zwischen den Faserhalbzeugen 16, 18 kann dabei in Abhängigkeit von einer Einstellung an dem Prüfstand 10 variieren. Die Einstellung kann beispielsweise ein Anpressdruck des ersten Faserhalbzeugs 16 auf das zweite Faserhalbzeug 18 sein. Der Anpressdruck kann durch das Gewicht 24, welches an der ersten Aufnahmeeinrichtung 12 angeordnet ist, eingestellt werden. Beispielsweise kann das Gewicht 24 ein Gewicht zwischen 100 Gramm und 1 kg aufweisen. Ferner kann eine weitere Einstellung den Scherwinkel der Rovings der Faserhalbzeuge 16, 18 umfassen. Der Scherwinkel ist der Winkel, mit welchem die Rovings des jeweiligen Faserhalbzeugs 16, 18 zueinander angeordnet sind. Der Scherwinkel kann beispielsweise einen Winkel zwischen 20 und 90 Grad aufweisen. Eine weitere Einstellung kann die Orientierung des ersten Faserhalbzeugs 16 zu dem zweiten Faserhalbzeug 18 sein. Eine weitere mögliche Einstellung ist eine Spannung des ersten Faserhalbzeugs 16 und/oder des zweiten Faserhalbzeugs 18. Die Spannung des zweiten Faserhalbzeugs 18 kann durch das Spannen des zweiten Faserhalbzeugs 18 mittels der Spanneinrichtungen 32 eingestellt werden. Die Spannung des ersten Faserhalbzeugs 16 kann dadurch eingestellt werden, wie stramm das erste Faserhalbzeug 16 vor dem Anbringen des Fixierrahmens 22 an den Aufnahmegrundkörper 20 gespannt wird.
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Vor jedem Messversuch werden zunächst das erste Faserhalbzeug 16 und das zweite Faserhalbzeug 18 in der jeweiligen Aufnahmeeinrichtung 12, 14 angeordnet. Beide Faserhalbzeuge 16, 18 weisen dabei bereits einen vorbestimmten Scherwinkel ihrer Rovings auf. Der Scherwinkel des jeweiligen Faserhalbzeugs 16, 18 kann beispielsweise mit Hilfe eines Pictureframes vor dem Anordnen der Faserhalbzeuge 16, 18 in der jeweiligen Aufnahmeeinrichtung 12, 14 eingestellt werden. Das erste Faserhalbzeug 16 weist bereits nach dem Fixieren des ersten Faserhalbzeugs 16 mit dem Fixierrahmen 22 eine Spannung auf. Die Spannung des zweiten Faserhalbzeugs 18 kann durch die Spanneinrichtungen 32 eingestellt werden. In einem nächsten Schritt wird ein Gewicht für die erste Aufnahmeeinrichtung 12 ausgewählt und an dem Aufnahmegrundkörper 20 angeordnet. Danach wird die erste Aufnahmeeinrichtung 12 an dem Schlitten 36 montiert. Im montierten Zustand der ersten Aufnahmeeinrichtung 12 liegt das erste Faserhalbzeug 16 auf dem zweiten Faserhalbzeug 18 auf. Durch das Gewicht 24 übt das erste Faserhalbzeug 16 einen Anpressdruck auf das zweite Faserhalbzeug 18 aus. Anschließend wird der Schlitten 36 mit der ersten Aufnahmeeinrichtung 12 entlang des zweiten Faserhalbzeugs 18 gezogen. Dazu zieht das Zugseil 48, welches an dem Haken 50 des Schlittens 36 eingehakt ist, an dem Schlitten 36. Das Zugseil 48 führt über die Umlenkrolle 46 zu einer Messeinrichtung 52, welche die Zugkraft zum Ziehen des Schlittens 36 aufbringt. Mit der gemessenen Zugkraft kann die Reibkraft berechnet werden.
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Der Messversuch soll nicht nur dazu dienen, die Reibkraft zwischen den Faserhalbzeugen 16, 18 zu ermitteln, sondern auch um herauszufinden, wann das zweite Faserhalbzeug 18 einen Defekt bekommt, d. h., ab welcher Belastung es reißt. Dazu wird das Gewicht 24 der ersten Aufnahmeeinrichtung 12 so lange erhöht und der Messversuch nach jedem Erhöhen des Gewichts 24 durchgeführt, bis das zweite Faserhalbzeug 18 durch den Anpressdruck des ersten Faserhalbzeugs 16 so stark belastet wird, dass es reißt. Beispielsweise wird das Gewicht 24 in 100 Gramm Schritten angehoben. Dadurch kann eine maximale Reibkraft ermittelt werden, welche dazu führt, dass das Faserhalbzeug zerstört wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „Experimental analysis of the contact between layers of dry fabrics” (Int J Mater Form (2009) Vol. 2) von S. Allaoui et al. [0005]
- „Tribological properties of woven para-aramid fabrics and their constituent yarns” von S. Rebouillat (Journal of Materials Science 33 (1998) 3293–3301) [0007]
- „Untersuchung der mehrlagigen Umformung von Fasergelegen zur Herstellung von Faserverbundstrukturen” (ISBN 3861309572) von Jan-Hendrik Ohlendorf [0008]
