DE19624912C2 - Maschine zur Herstellung vorkonfektionierter Verstärkungsgelege - Google Patents
Maschine zur Herstellung vorkonfektionierter VerstärkungsgelegeInfo
- Publication number
- DE19624912C2 DE19624912C2 DE19624912A DE19624912A DE19624912C2 DE 19624912 C2 DE19624912 C2 DE 19624912C2 DE 19624912 A DE19624912 A DE 19624912A DE 19624912 A DE19624912 A DE 19624912A DE 19624912 C2 DE19624912 C2 DE 19624912C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- needle
- reinforcing fibers
- machine according
- needles
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/002—Inorganic yarns or filaments
- D04H3/004—Glass yarns or filaments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/02—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of yarns or filaments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H5/00—Non woven fabrics formed of mixtures of relatively short fibres and yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H5/06—Non woven fabrics formed of mixtures of relatively short fibres and yarns or like filamentary material of substantial length strengthened or consolidated by welding-together thermoplastic fibres, filaments, or yarns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zur Herstellung vorkonfektio
nierter Verstärkungsgelege mit duro-/thermoplastischer Matrix gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1.
Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) erlangen zunehmend Bedeutung und beste
hen aus Fasern, Faserschichten, Geweben, Gelegen o. ä., welche mittels einer
Matrix zu einem Gesamtverbund verbunden werden können. Die zu ver
bindenden Fasern, Fäden, Gewebe, Gelege o. ä. werden nachfolgend als
Fadenhalbzeuge bezeichnet. Diese Fadenhalbzeuge können mit einer Matrix
vorgetränkt sein, wobei diese vorgetränkten Halbzeuge beispielsweise beim
SMC-(Sheet-Molding-Compounds)-Verfahren, bei welchem eine duroplastische
Matrix angewendet wird, GMT-(glasmattenverstärkte Thermoplaste)-Verfahren,
bei welchem eine thermoplastische Matrix angewendet wird, oder Prepregver
fahren eingesetzt werden. Bei diesen Faser-Kunststoff-Verbundprodukten muß
die Matrix eine gute Haftung zur Faser bzw. zu den Fäden haben, um
Kräfte zwischen einzelnen Filamenten optimal übertragen zu können.
Besonders wichtig dafür ist eine fehlerfreie Faserbenetzung. So können z. B.
angelagerte Luftblasen zu Delaminationserscheinungen führen.
Es ist sinnvoll, den qualitätsbestimmenden Tränkungsabschnitt der zu ver
bindenden Fadenhalbzeuge dem Verarbeitungsprozeß vorzulagern. Derartige
vorgetränkte Fasergebilde bezeichnet man als SMC-Formmassen, GMT-
Halbzeuge oder sogenannte Prepregs.
Zur Herstellung von im wesentlichen flächigen Verbundprodukten werden
sogenannte Mattenanlagen eingesetzt. Eine derartige Mattenanlage ist für
SMC-Formmassen in "Einführung in die Technologie der Faserverbund
werkstoffe, Michaeli/Wegener, Karl-Hanser-Verlag, München-Wien, 1989, S.
17" prinzipiell beschrieben. Bei diesen Mattenanlagen wird zunächst der
fertig gemischte und noch dünnflüssige Harzansatz auf Trägerfolien aufgetra
gen. Ein Endlosroving wird dann unter einem Schneidwerk hindurch
geführt und je nach Einstellung in kleinere Stücke zerschnitten, welche dann
durch Schwerkraftwirkung auf die berakelte Trägerfolie fallen. Dadurch wird
eine gleichmäßige Verteilung der statistisch orientierten Glasfasern erzielt.
Durch zusätzliches Ablegen ungeschnittener Rovings können auch Formmas
sen hergestellt werden, die eine unidirektionale Verstärkung mit quasi
endlosen Glasfasern aufweisen. Diese quasi endlosen Glasfasern sind in
Förderrichtung des Faser-Kunststoff-Verbundes angeordnet. In einem nachfol
genden Schritt wird die zweite gleichfalls berakelte Folie auf die erste Folie
aufgebracht. Eine intensive Durchmischung der Fasern mit der Harzmasse
wird in einer sich daran anschließenden Walkstrecke erzielt. Eine typische
Dicke einer derartigen Harzmatte liegt im Bereich von 2 bis 3 mm. Diese
Harzmatten werden nach ihrer Herstellung aufgewickelt. Nach einer bestimm
ten Reifezeit entsteht durch Eindicken der ursprünglich dünnflüssigen Harz
masse eine lederartige und klebrige, aber nicht fädenziehende Matte.
Beim GMT-Verfahren wird als thermoplastische Matrix vorzugsweise Poly
propylen eingesetzt. Die Herstellung von GMT erfolgt vorzugsweise auf
sogenannten Doppelbandpressen, in welchen die Matrix in einem Extruder
aufgeschmolzen und zwischen zwei Glasmatten eingebracht wird. Zusätzlich
werden Thermoplastfolien als Deckschichten zugeführt. Um eine bessere
Faser-Matrix-Durchtränkung zu erhalten, wird das Material zuerst in einer
Heizzone auf dem Niveau der Schmelztemperatur gehalten und anschließend
unter Druck wieder abgekühlt.
Um höhere Festigkeiten der Faser-Kunststoff-Verbundprodukte zu erzielen,
werden Fadenhalbzeuge als multiaxiale Gelege eingesetzt. Derartige multiaxia
le Gelege können z. B. mittels einer Kettenwirkmaschine mit multiaxialen
Schußeintragssystemen (System Liba) hergestellt werden.
Die Breite des so herzustellenden Geleges ist durch die Fadenspannung
begrenzt, so daß bei Überschreiten einer bestimmten Maximalbreite das
Durchhängen der Gelegebahnen zu Fertigungsungenauigkeiten u. a. durch
Verschieben der einzelnen Gelegeorientierungen gegeneinander führen kann.
Wegen der zur Fadenspannung und infolge der Nadeltransportkette notwendi
gen relativ dicken Seitennadeln tritt vor allem beim Schußeintrag das Pro
blem der sogenannten Gassenbildung auf. Eine derartige Gassenbildung
bedeutet eine Inhomogenität des Materials und schließt Festigkeitsverluste
ein. Insbesondere beim Einsatz von Verstärkungsfasern spielt das Problem
des exakten kraftflußgerechten Ablegens der Verstärkungsfasern eine ent
scheidende Rolle.
Die Ablegung der Verstärkungsfaden in den Fadenhalbzeugen kann, wie z. B.
beim sogenannten Malimo-Verfahren durch verschiebbare Gruppensegmente
erzielt werden, wobei die Verschiebbarkeit beim Malimo-Verfahren klein ist.
Aus GB 1 042 134 ist eine Maschine zur Herstellung vorkonfektionierter
Verstärkungsgelege bekannt, bei welcher ein Bahnmaterial zwischen zwei mit
Zacken versehenen Gurten läuft, welche in einem definierten Winkel auf das
Bahnmaterial abzulegende Fäden an ihren Umlenkungspunkten halten. Dadurch
ist es möglich, ein Fadengelege mit sich unter einem bestimmten
Winkel kreuzenden Fäden auf dem Bandmaterial abzulegen und dort in
geeigneter Weise zu fixieren. Das Transportband ermöglicht ebenfalls kein
formschlüssiges Halten der Fäden.
Aus DE 16 35 481 A ist eine Maschine zum Herstellen nichtgewebter
Erzeugnisse von gewebeartigem Aussehen (rechtwinklige Fadenkreuzung)
bekannt. Mittels der Maschine wird eine Anzahl von Fäden in einer im
wesentlichen senkrecht zur Vorschubrichtung der Matte verlaufenden Richtung
abgelegt, wobei es gleichermaßen möglich ist, die Fäden in diagonaler
Richtung abzulegen, um neben den üblicherweise zu erzielenden Viereckma
schen mittels eines zusätzlichen Kettfadens auch Dreieckmaschen herstellen
zu können. Zum zeitweiligen Fixieren der Fäden wird eine Laufbahn einge
setzt, welche aus einer Textilbahn besteht und eine große Anzahl mikrosko
pisch kleiner Zacken aufweist. Eine derartige Textilbahn besitzt jedoch den
Nachteil, daß Fäden, welche in einem beliebigen Winkel und in dichter
Lage zueinander abgelegt werden sollen, was insbesondere dann erforderlich
ist, wenn die Fäden kraftflußgerecht abgelegt werden sollen, nicht mehr in
einer definierten Lage gehalten werden können. Damit dienen die mikrosko
pisch kleinen Zacken allenfalls dazu, die Fäden in einer gleichmäßigen
geometrischen Lage abzulegen und dort zeitweilig zu fixieren. Unter gleich
mäßiger Geometrie wird dabei ein solches Ablegen verstanden, daß entweder
viereckige oder dreieckige Maschen, d. h. regelmäßige geometrische Figuren,
gebildet werden.
In der DE 691 11 183 T2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anbrin
gen von Fäden auf einem Träger mittels einer Trommel mit beweglichen Zähnen
beschrieben. Die Trommel weist an ihrer Außenseite zahlreiche Zähne auf, wobei
der Trommel Fäden zugeführt werden, welche von der Trommel erfaßt und durch
die beweglich angeordneten Zähne auf der Trommel in eine Zick-Zack- oder
Wellenlinie abgelegt werden. Ein als Nadelraupe ausgebildetes Transportband ist
nicht vorgesehen. Ebensowenig ist die Zufuhreinrichtung der auf der Trommel
abzulegenden Fäden ungleich zur Förderrichtung des Fadenhalbzeuges verschieb
bar.
In FR 25 92 404 A1 sind ein Verstärkungsgelege und ein Verfahren zur Herstel
lung desselben beschrieben. Dabei werden auf einem bürstenartig angeordneten
Nadelfeld Fäden in verschiedenen Richtungen abgelegt. Die Fäden werden durch
Anlegen eines elektrischen Feldes auf Abstand zueinander gehalten. Dadurch
richten sich die Fasern auf der Bürste auf, und die Fasern werden in die Zwischen
räume abgelegt. Mit den Nadelfeldern in Form einer gewölbten Bürste ist ein
kontinuierliches Verfahren nicht möglich.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Maschine zur Herstellung
vorkonfektionierter Verstärkungsgelege mit insbesondere duroplastischer oder
thermoplastischer Matrix zu schaffen, mit der selbst bei großen Breiten ein
Durchhängen der Fadenhalbzeuge vermieden und ein Ablegen der Verstärkungsfasern
in beliebigen Winkeln und Krümmungen ermöglicht werden
kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Maschine mit den Merkmalen gemäß An
spruch 1 gelöst.
Die Maschine zur Herstellung vorkonfektionierter Verstärkungsgelege ins
besondere mit duro- oder thermoplastischer Matrix gemäß der Erfindung
weist eine Zufuhreinrichtung für Verstärkungsfasern bzw. Verstärkungsfäden,
eine nach der Zufuhreinrichtung für Verstärkungsfasern beispielsweise an
geordnete Konsolidierwalzen- oder Doppelbandpreßeinrichtung oder Wirkma
schine und eine Aufwickeleinrichtung für das Verstärkungsgelege auf. Im
Bereich der Zufuhreinrichtung für die Verstärkungsfasern ist vorzugsweise
unter dem Fadenhalbzeug mindestens ein Transportband angeordnet, welches
als Nadelraupe mit abstehenden makroskopischen Nadeln ausgebildet ist und
die Verstärkungsfasern trägt und fördert sowie vor dem Kalandrieren oder
Vermaschen festlegt. Dadurch wird jegliches Durchhängen der Verstärkungs
fasern verhindert, wodurch es ohne weiteres möglich ist, mit entsprechend
breiten Nadelraupen Gelegebreiten von z. B. bis zu 3,5 m zu realisieren.
Vorzugsweise ist eine Einrichtung zum Zuführen eines Fadenhalbzeugs
vorgesehen. Die Fadenhalbzeuge, welche auch mit einem Duroplast oder
Thermoplast imprägniert sein können (Prepreg-Fasern), werden auf der vor
der Aufwickeleinrichtung angeordneten kunststofftechnischen Einrichtung (z. B.
Kalander) zu einem Faser-Kunststoff-Verbund (vor-)konsolidiert.
Ein weiterer Vorteil besteht bei der Herstellung thermoplastischer Prepregs
darin, daß eine Wirkeinheit zum Verwirken der Fadenhalbzeuge entfallen
kann, da der Kalander bzw. die Konsolidiereinrichtung zur Fixierung der
Fadenhalbzeuge dient.
Zur entsprechenden Unterstützung der Fadenhalbzeuge über ihre gesamte
Fertigungsbreite ist die Nadelraupe entweder durchgängig über die gesamte
Breite angeordnet, oder es sind zwei oder mehr Nadelraupen nebeneinander
in gleicher Höhe unter dem Fadenhalbzeug angeordnet.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Nadelraupe auf ihrer
dem Fadenhalbzeug zugewandten Seite eine Vielzahl von vorzugsweise
gleichmäßig beabstandeten Nadeln auf. Vorzugsweise sind die Nadeln in För
derrichtung des Fadenhalbzeugs um einen definierten Winkel geneigt, um das
Auslösen der Faserhalbzeuge zu vereinfachen.
Um keine fertigungsbedingten Spannungen in dem Faser-Kunststoff-Verbund
entstehen zu lassen, sind bei einem weiteren Ausführungsbeispiel die Nadel
raupe und die Kalanderwalzeneinrichtung vorzugsweise synchron antreibbar.
Damit die dem Material zuzuführenden bzw. in es einzubauenden Verstär
kungsfasern kraftflußgerecht auf dem Transportband ablegbar sind, ist die
Zufuhreinrichtung für die Verstärkungsfasern quer zur Förderrichtung des
Fadenhalbzeuges verschiebbar angeordnet.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun
nachfolgend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine prinzipielle Maschinenanordnung zur Herstellung eines
Legesystems gemäß der Erfindung für vorkonfektionierte Ver
stärkungsgelege mit thermoplastischer Matrix;
Fig. 2 die prinzipielle maschinenmäßige Anordnung zur Herstellung
vorkonfektionierter Verstärkungsgelege gemäß der Erfindung;
Fig. 3 eine Draufsicht der prinzipiellen Anordnung der Hauptmaschi
nenteile gemäß Fig. 2 ohne Fadenhalbzeuge und Verstärkungs
fäden;
Fig. 4 den prinzipiellen Aufbau einer Nadelraupe; und
Fig. 5 die Anordnung eines Legewagens über der Nadelraupe zur
Erzielung von verschiedenen Orientierungen der Verstärkungs
fäden.
Bei der gemäß Fig. 1 dargestellten vorteilhaften Ausführung des Legesystems
zur Herstellung von vorkonfektionierten Verstärkungsgelegen gemäß der
Erfindung, hierbei mit thermoplastischer Matrix, läuft ein Vlies 2 über eine
Nadelraupe 1, welche durch die Abstützung über die gesamte Breite des
Vliesses 2 und durch die an der dem Vlies 2 zugewandten Seite angebrach
ten zahlreichen Nadeln 12 auch als Transportband wirkt. Im Bereich der
Nadelraupe 1 ist eine in quer zur Förderrichtung des Vliesses 2 beweglich
angeordnete Legeeinheit 4 vorgesehen, welche durch ein Gatter 5 Verstär
kungsfäden bzw. Glasfaserroving 11 zugeführt bekommt. Die auf der Nadel
raupe 1 angeordneten Nadeln 12 dienen dem Festlegen der Verstärkungs
fäden 11. Durch die quer zur Förderrichtung des Vliesses verschieblich
angeordnete Legeeinheit 4 können die Verstärkungsfäden 11 entsprechend
dem Kraftfluß in dem später aus dem Prepreg-Produkt 10 herzustellenden
Endprodukt abgelegt werden. Um ein Durchbiegen des Vliesses 2 beim
Aufdrücken der Verstärkungsfäden 11 mit einer Rolle 13 auf die Nadelraupe
1 zu verhindern, ist im Bereich der Legeeinheit 4 unter der Nadelraupe 1
ein als Gegenhalteeinrichtung ausgebildetes Gegendruckblech 9 vorgesehen.
Im Bereich einer in Förderrichtung des Vliesses 2 hinter dem Gegen
druckblech 9 angeordneten Walze 15 zum Antrieb der Nadelraupe 1 ist
eine Andruckwalze vorgesehen,
um welche ein weiterer Vlies 3 zugeführt und zur Fixierung der abgelegten
Verstärkungsfäden 11 angedrückt wird.
Um zu verhindern, daß beim Umlaufen der Nadelraupe 1 das auf den
Nadelspitzen getragene Vlies (bzw. das Vlies 2, die Verstärkungsfäden 11
und das Vlies 3) um die die Nadelraupe 1 antreibende Walze läuft, ist eine
Abstreifeinrichtung 8 vorgesehen. Diese Abstreifeinrichtung 8 verhindert, daß
das aus zwei Vliesschichten 2, 3 und den dazwischen festgelegten Ver
stärkungsfäden 11 bestehende relativ lose Verbundmaterial um die die
Nadelraupe 1 antreibende Walze 15 bzw. die Umlenkwalze 14 umläuft. Von
dem Abstreifer 8 wird das relativ lose Material direkt dem Kalander 6 zu
geführt, welcher aus zwei beheizbaren Walzen besteht. Durch die beheiz
baren Walzen wird Wärme in das Material eingetragen, welche bewirkt, daß
das thermoplastische Vlies anschmilzt, so daß auf der in Förderrichtung nach
dem Kalander 6 befindlichen Seite ein sogenanntes Prepreg-Produkt entsteht,
welches auf einer Aufwickeleinrichtung 7 aufgewickelt wird.
Fig. 2 zeigt die prinzipielle maschinenmäßige Anordnung der Hauptbestand
teile der Maschine gemäß der Erfindung in Seitenansicht. Bezogen auf die
eingetragene Bezugsebene B läuft ein Fadenhalbzeug in Form eines Vliesses
auf dieser Ebene über die durch die Antriebswalze 15 und die Umlenkwalze
14 getragene Nadelraupe 1. In Förderrichtung unmittelbar hinter der Um
lenkwalze 14 wird das Fadenhalbzeug/das Vlies auf die Nadelraupe 1
aufgebracht und in Förderrichtung weggefördert. In Förderrichtung dahinter
erfolgt über eine Einrichtung 4 zum Zuführen von Verstärkungsfasern das
Ablegen der Verstärkungsfäden 11 auf die auf der Bezugsebene B laufende
Fadenhalbzeugschicht. Um ein Durchdrücken der Nadelraupe 1 zu verhin
dern, ist unter jeder entsprechenden Zuführeinrichtung ein entsprechendes
Gegendruckblech 9 angeordnet. Auf die Fadenhalbzeugschicht mit den bereits
abgelegten Glasfaserrovings wird in einer weiteren Einrichtung zum Ablegen
derartiger Glasfaserrovings eine weitere, von der ersten abgelegten Roving
schicht unabhängigen Schicht von Verstärkungsfäden abgelegt. Anstelle der
zweiten Schicht von Verstärkungsfäden oder zusätzlich kann auch ein Lege
system für Vlies 3 mit entsprechenden Andrückrollen und einer darunter
angeordneten Gegendruckeinrichtung 9 angeordnet sein. Hinter der Antriebs
walze 15 für die Nadelraupe 1 befindet sich ein Abstreifer 8, der einen
sicheren Zulauf zu den Kalanderwalzen 6 gewährleistet. Die Temperatur der
Kalanderwalzen 6 ist so eingestellt, daß ein konsolidierter Verbund zwischen
den Faserhalbzeugen und der Matrix erzielt wird. Von den Kalanderwalzen
bzw. Konsolidierwalzen 6 gelangt dieses Prepreg-Produkt 10 zur Aufwickel
vorrichtung 7.
In Fig. 3 ist eine Draufsicht der in Fig. 2 beschriebenen Anordnung gezeigt
und ohne daß die zugeführten Materialien, d. h. die thermoplastischen Faden
halbzeuge und die zugeführten Verstärkungsfäden dargestellt sind.
In Fig. 4 ist die prinzipielle Anordnung einer Nadelraupe 1 gemäß der
Erfindung dargestellt. Die Nadelraupe 1 weist eine Breite auf, die zur
vollständigen Abstützung des zuzuführenden Vliesses 2 (siehe Fig. 1) aus
reicht. Diese Nadelraupe 1 wird durch eine Antriebswalze 15 angetrieben,
von welcher beabstandet eine Umlenkwalze 14 angeordnet ist, so daß die
Nadelraupe 1 als Endlosförderband um diese zwei Walzen 14, 15 umläuft.
An der nach außen gewandten Seite des Transportbandes, d. h. der dem
Vlies 2 (siehe Fig. 1) zugewandten Seite, bezogen auf die Maschinenanord
nung, weist die Nadelraupe 1 eine Vielzahl von im wesentlichen gleichmäßig
beabstandeten abstehenden Nadeln 12 auf. Um eine bessere Förderwirkung
des Vliesses 2 durch die Nadeln 12 der Nadelraupe 1 zu gewährleisten, sind
die Nadeln 12 in Förderrichtung mit einem bestimmten Winkel nach vorn
geneigt. Je nach Anforderung kann eine beliebige Breite einer solchen
Nadelraupe 1 eingesetzt werden. Vorzugsweise übersteigt die Breite der Nadelraupe
1 jedoch 3 m nicht. Der Abstand der einzelnen Nadeln 12 zueinander
beträgt vorzugsweise 1 bis 3 mm, kann jedoch je nach Fadenhalbzeug auch
einen größeren Abstand zueinander aufweisen.
Um ein sicheres Ablegen der Verstärkungsfasern auf der Nadelraupe 1 gewähr
leisten zu können, besitzen die Nadeln 12 eine Höhe von ≧ 3 mm. Mit einer
derartigen Nadelhöhe ist es möglich, Verstärkungsfasern üblicher variierender
Dicke zuverlässig auf der Nadelraupe 1 zu fixieren, wobei sich der Abstand
der einzelnen Nadeln 12 zueinander nach der Genauigkeit bzw. erzielbaren
Krümmung einschließlich der Berücksichtigung der Fadenstärke richtet. Je
geringer der Abstand der Nadeln 12 zueinander ist, umso genauer können die
Verstärkungsfasern kraftflußgerecht abgelegt werden. Andererseits verringert
sich bei engerem Nadelabstand die Maximaldicke, bis zu welcher die Ver
stärkungsfasern noch zuverlässig in die Zwischenräume zwischen die Nadeln 12
ablegbar sind.
Fig. 5 stellt die prinzipielle Anordnung eines Legewagens bzw. einer Le
geeinheit 4 dar, mit welchem das Legeprinzip der Verstärkungsfäden 11 in
verschiedenen gewünschten Orientierungen erzielbar ist. Um eine Orientie
rung der Verstärkungsfäden 11 zu erzielen, welche von der axialen Aus
richtung, d. h. von der Förderrichtung des zu erzeugenden Prepreg-Produktes,
abweichenden Richtung zu erzielen, wird der Legewagen 4 mit der Zufuhr
einrichtung für die Verstärkungsfaden 11 in einer Richtung verfahren, welche
im wesentlichen senkrecht zu der Förderrichtung des Prepreg-Produktes und
im wesentlichen parallel dazu ist. Gleichzeitig kann eine an dem Legewagen
4 angeordnete Ablegerolle 13 geschwenkt werden. Dadurch können ver
schiedene Winkel α erzeugt werden. Durch eine entsprechend abgestimmte
Bewegung des Legewagens 4 quer zur Förderrichtung in Verbindung mit der
Fördergeschwindigkeit des Prepreg-Produktes können auch beliebig gekrümm
te Ablegerichtungen für die Verstärkungsfäden 11 erzielt werden, so daß mit
der vorgeschlagenen Vorrichtung ein kraftflußgerechtes Ablegen der Ver
stärkungsfäden 11 auf der Fadenhalbzeugschicht erzielbar ist.
Unter "kraftflußgerechtem Ablegen" soll verstanden werden, daß die Ver
stärkungsfasern so angeordnet werden auf der Nadelraupe 1, daß sie in der
durch die Nadelraupe 1 fixierten Lage innerhalb eines Faser-Kunststoff-Ver
bundes die Lage erhalten bzw. beibehalten, welche den Kraftlinien ent
spricht, auf welchen die in das spätere Bauteil eingeleiteten Kräfte im
Bauteil weitergeleitet werden. Desgleichen soll unter "kraftflußgerechtem
Ablegen" verstanden werden, daß die Verstärkungsfasern 11 so ablegbar sind,
daß eine Verstärkung des später herzustellenden Bauteils insbesondere um
Öffnungen herum, d. h. im Bereich des, der Öffnung zugewandten Randes des
Bauteils, ermöglicht wird. Damit ist das beschriebene Verfahren bzw. die
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens leicht einsetzbar für Faser-
Kunststoff-Verbunde, bei denen bestimmte Öffnungen bzw. Durchbrüche
bereits im Halbfertigprodukt vorgesehen sind, bei welchem der Rand der
Öffnungen mittels der Verstärkungsfasern 11 verstärkt wird. Somit ergibt sich
ein sehr vielfältiges Anwendungsgebiet für die Faser-Kunststoff-Verbunde,
welche nach dem Verfahren bzw. mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung
herstellbar sind. Ein wesentliches Anwendungsgebiet für derartig hergestellte
Bauteile liegt z. B. in der Herstellung von Fahrzeugkarosseriebauteilen,
welche naturgemäß zahlreiche lokal zu verstärkende Öffnungen aufweisen.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Zuführeinrichtung 4 für die
Verstärkungsfasern 11 so zu steuern, daß die Verstärkungsfasern 11 im Rahmen
des Faser-Kunststoff-Verbundes so angeordnet werden, daß sie nach Ver
arbeitung des Halbfertigproduktes zum Endprodukt im räumlichen Bauteil
kraftflußgerecht angeordnet sind.
Claims (8)
1. Maschine zur kontinuierlichen Herstellung vorkonfektionierter, zumindest
Verstärkungsfasern aufweisender Faser-Kunststoff-Verbunde mit insbeson
dere thermoplastischer Matrix, welche eine Legeeinrichtung (4) für die
Verstärkungsfasern (11), eine danach angeordnete (Vor-)Konsolidierein
richtung (6), eine Aufwickeleinrichtung (7) und ein Transportband zum
formschlüssigen Halten der Verstärkungsfasern in einer definierten Lage
aufweist und bei welcher das Transportband als umlaufende Nadelraupe
(1) mit abstehenden Nadeln (12) ausgebildet ist und im Bereich der
ungleich zur Förderrichtung des Transportbandes beweglichen Legeein
richtung (4) für die Verstärkungsfasern (11) angeordnet ist und die Ver
stärkungsfasern (11) kraftflußgerecht fixiert, wobei die kraftflußgerecht
fixierten Verstärkungsfasern (11) direkt der (Vor-)Konsolidiereinrichtung
(6) zur Erzeugung eines Faser-Kunststoff-Verbundes zugeführt werden.
2. Maschine nach Anspruch 1, bei welcher die Nadeln (12) im wesentli
chen gleichmäßig beabstandet sind.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Nadelraupe (1) in
Förderrichtung geneigte Nadeln (12) aufweist.
4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Nadel
raupe (1) und die (Vor-)Konsolidiereinrichtung (6) synchron antreibbar
sind.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher mindestens
zwei Nadelraupen (1) nebeneinander und in gleicher Höhe unter der
Legeeinrichtung (4) angeordnet sind.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die Nadel
raupe (1) im wesentlichen über die gesamte Arbeitsbreite der Legeein
richtung (4) reicht.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher zusätzlich
eine Einrichtung zum Zuführen eines Fadenhalbzeuges (2) vorgesehen
ist.
8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher die Nadeln
(12) eine solche Höhe aufweisen, daß Verstärkungsfasern (11) variieren
der Dicke auf der Nadelraupe (1) fixierbar sind.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19624912A DE19624912C2 (de) | 1995-07-17 | 1996-06-21 | Maschine zur Herstellung vorkonfektionierter Verstärkungsgelege |
EP96111444A EP0754794A2 (de) | 1995-07-17 | 1996-07-16 | Maschine zur Herstellung vorkonfektionierter Verstärkungsgelege |
US08/683,098 US5788804A (en) | 1995-07-17 | 1996-07-16 | Machine for the production of pre-ready made reinforcement formations |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19526000 | 1995-07-17 | ||
DE19624912A DE19624912C2 (de) | 1995-07-17 | 1996-06-21 | Maschine zur Herstellung vorkonfektionierter Verstärkungsgelege |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19624912A1 DE19624912A1 (de) | 1997-01-23 |
DE19624912C2 true DE19624912C2 (de) | 2002-07-11 |
Family
ID=7767037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19624912A Expired - Fee Related DE19624912C2 (de) | 1995-07-17 | 1996-06-21 | Maschine zur Herstellung vorkonfektionierter Verstärkungsgelege |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19624912C2 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10252671C1 (de) * | 2002-11-11 | 2003-12-04 | Mayer Malimo Textilmaschf | Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten, dreidimensionalen Kunststoffteilen |
DE102008058270A1 (de) | 2008-11-20 | 2010-06-10 | Liba Maschinenfabrik Gmbh | Textilmaschine |
DE102013216835A1 (de) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils |
DE102015202331A1 (de) | 2015-02-10 | 2016-08-11 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Faserverstärktes Kunststoffbauteil |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19952443A1 (de) * | 1999-10-30 | 2001-05-03 | Inst Verbundwerkstoffe Gmbh | Verfahren zur Erzeugung von ebenen, maßgenauen und nicht ausfransenden Faser-Halbzeugen für die Herstellung von Faser-Kunststoff-Verbundbauteilen |
DE10005202B4 (de) * | 2000-02-03 | 2007-03-01 | Institut Für Verbundwerkstoffe Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen bauteil- und prozessorientierten Herstellung von Verstärkungsstruktur-Halbzeugen für Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe |
DE10156875B4 (de) * | 2001-11-14 | 2007-05-31 | Institut Für Verbundwerkstoffe Gmbh | Dreidimensionale Verstärkungsstrukur für Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe und Verfahren zu deren Herstellung aus einer ebenen Struktur |
DE10258357B4 (de) * | 2002-12-12 | 2005-03-17 | Karl Mayer Malimo Textilmaschinenfabrik Gmbh | Verfahren und Legeanordnung zur Herstellung eines bahnförmigen Multiaxialgeleges, das Multifilamentfäden besitzt |
DE102008012255B4 (de) | 2007-03-13 | 2017-03-16 | Airbus Defence and Space GmbH | Verfahren zum Herstellen eines textilen Halbzeugs mit kraftflussgerecht verlaufenden Faserfilamenten für eine kraftflussgerechte Faserverbundstruktur |
DE102007012608B4 (de) | 2007-03-13 | 2009-12-24 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Preform für eine kraftflussgerechte Faserverbundstruktur |
DE102007063689B4 (de) * | 2007-03-13 | 2016-06-23 | Airbus Defence and Space GmbH | Elastischer Faserlegestempel |
DE102007012609B4 (de) | 2007-03-13 | 2010-05-12 | Eads Deutschland Gmbh | Legevorrichtung und Legestempel zur Verwendung in einer Legevorrichtung |
DE102007012607B4 (de) | 2007-03-13 | 2009-02-26 | Eads Deutschland Gmbh | Spreizvorrichtung zum Aufspreizen von Faserfilamentbündeln sowie damit versehene Preform-Herstellvorrichtung |
US10137542B2 (en) | 2010-01-14 | 2018-11-27 | Senvion Gmbh | Wind turbine rotor blade components and machine for making same |
EP2752577B1 (de) | 2010-01-14 | 2020-04-01 | Senvion GmbH | Rotorblattkomponenten einer Windturbine und Herstellungsverfahren dafür |
DE102010002844A1 (de) * | 2010-03-13 | 2011-09-15 | Dieffenbacher Gmbh + Co. Kg | Verfahren, Anlage und Harzmatte zur Herstellung von faserverstärkten Formteilen in einer Formpresse |
DE102011000722A1 (de) * | 2011-02-14 | 2012-08-16 | Universität Bremen | Verfahren zum Herstellen von Faserhalbzeug |
EP2796263B1 (de) | 2013-04-24 | 2017-10-11 | Airbus Defence and Space GmbH | Verlegematritze |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1042134A (en) * | 1962-06-07 | 1966-09-14 | Courtaulds Ltd | Non-woven textile fabrics |
DE1635481A1 (de) * | 1966-12-12 | 1971-10-14 | Cousin Jean Claude | Maschine zum Herstellen nichtgewebter Erzeugnisse von gewebeartigem Aussehen und flaechenhafter Produkte aus diesem Erzeugnis |
EP0110698A2 (de) * | 1982-11-29 | 1984-06-13 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Vorrichtung zur Bildung einer Fadenlage |
FR2592404A1 (fr) * | 1985-12-30 | 1987-07-03 | Pradom Ltd | Nouveaux materiaux composites fibre-matrice a fibres strictement positionnees et orientees et leur procede de preparation. |
DE69111183T2 (de) * | 1990-10-22 | 1995-11-30 | Michelin & Cie | Verfahren und Vorrichtung zum Anbringen von Fäden auf einem Träger mittels einer Trommel mit beweglichen Zähnen, daraus erhaltene Einlage und Artikel mit einer solchen Einlage (Luftreifen). |
-
1996
- 1996-06-21 DE DE19624912A patent/DE19624912C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1042134A (en) * | 1962-06-07 | 1966-09-14 | Courtaulds Ltd | Non-woven textile fabrics |
DE1635481A1 (de) * | 1966-12-12 | 1971-10-14 | Cousin Jean Claude | Maschine zum Herstellen nichtgewebter Erzeugnisse von gewebeartigem Aussehen und flaechenhafter Produkte aus diesem Erzeugnis |
EP0110698A2 (de) * | 1982-11-29 | 1984-06-13 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Vorrichtung zur Bildung einer Fadenlage |
FR2592404A1 (fr) * | 1985-12-30 | 1987-07-03 | Pradom Ltd | Nouveaux materiaux composites fibre-matrice a fibres strictement positionnees et orientees et leur procede de preparation. |
DE69111183T2 (de) * | 1990-10-22 | 1995-11-30 | Michelin & Cie | Verfahren und Vorrichtung zum Anbringen von Fäden auf einem Träger mittels einer Trommel mit beweglichen Zähnen, daraus erhaltene Einlage und Artikel mit einer solchen Einlage (Luftreifen). |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Michaeli/Wegener: Einführung in die Technologie der Faserverbundwerkstoffe, Karl-Hauser-Verlag, München, 1989, S. 17 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10252671C1 (de) * | 2002-11-11 | 2003-12-04 | Mayer Malimo Textilmaschf | Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten, dreidimensionalen Kunststoffteilen |
DE102008058270A1 (de) | 2008-11-20 | 2010-06-10 | Liba Maschinenfabrik Gmbh | Textilmaschine |
DE102013216835A1 (de) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils |
DE102013216835B4 (de) * | 2013-08-23 | 2017-01-05 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils |
DE102015202331A1 (de) | 2015-02-10 | 2016-08-11 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Faserverstärktes Kunststoffbauteil |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19624912A1 (de) | 1997-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19624912C2 (de) | Maschine zur Herstellung vorkonfektionierter Verstärkungsgelege | |
EP2138615B1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines multiaxialen Fadengeleges, unidirektionale Faserlagen und Verfahren zu ihrer Herstellung, multiaxiales Fadengelege und Kompositteil mit einer Matrix | |
EP2822754B1 (de) | Querablegen von fasern | |
DE2639466B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines nichtgewebten Textilmaterials | |
DE102011109698B4 (de) | Verfahren zum Herstellen eines harzimprägnierten Faserhalbzeugs | |
EP2181217B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung einer multiaxialen gelegebahn | |
EP2758228B1 (de) | Faserhalbzeug, faser-verbundwerkstoff und verfahren zu deren herstellung | |
EP2102400B1 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen herstellung einer multiaxialen gelegebahn | |
EP0754794A2 (de) | Maschine zur Herstellung vorkonfektionierter Verstärkungsgelege | |
WO2011064103A1 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von stapelfasergelegen aus endlich langen verstärkungsfasern mit gerichteter faserorientierung | |
EP1644565B1 (de) | Verfahren zum verfestigen einer faservliesbahn durch vernadelung | |
DE10031836B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Vorlegen und Fixieren einer Schar von Filamenten für die Herstellung von Gelegen | |
DE3132697A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines geleges | |
DE4220338A1 (de) | Vliesstoff sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung | |
EP2844455B1 (de) | Querablegen von fasern | |
EP3036089B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines faserverstärkten kunststoffbauteils | |
DE102012101016A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges, ein danach hergestelltes Faserverbundhalbzeug, ein Faserverbundwerkstoff sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines profilierten Faserverbundhalbzeuges | |
DE10060379A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von multidirektionalen Faden- oder Fasergelegen | |
DE102016111080B4 (de) | Verfahren zum Herstellen von Halbzeugen für Faser-Kunststoff-Verbundbauteile | |
EP3714091B1 (de) | Unidirektionales gelege und dessen verwendung | |
DE102013221174B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines zwei- oder mehrlagigen multiaxialen Geleges sowie ein entsprechendes Gelege und dessen Verwendung | |
DE102013221176B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von maschenfreien multiaxialen Gelegen | |
DE102016113721A1 (de) | Faserflor-basiertes bahnförmiges Textil mit unidirektional erhöhter Festigkeit | |
DE102014225334A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines textilen Halbzeugs, textiles Halbzeug sowie Vorrichtung zur Herstellungeines textilen Halbzeugs | |
DE2536955C3 (de) | Verfahren zum Herstellen eines in Längs- und Querrichtung verstärkten nicht-gewebten Erzeugnisses |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OR8 | Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8105 | Search report available | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140101 |