EP2138615A1

EP2138615A1 - Verfahren zum Herstellen eines multiaxialen Fadengeleges, unidirektionale Faserlagen und Verfahren zu ihrer Herstellung, multiaxiales Fadengelege und Kompositteil mit einer Matrix

Info

Publication number: EP2138615A1
Application number: EP08158757A
Authority: EP
Inventors: Rainer Seuss
Original assignee: LIBA Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: LIBA Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2009-12-30
Anticipated expiration: 2028-06-23
Also published as: CN102066638A; CN102066638B; EP2138615B1; WO2009156385A2; WO2009156385A3; DE112009001101A5

Abstract

Es wird ein bekanntes Verfahren aus der Fasertechnologie weitergebildet, bei dem aus einer großen Zahl von Filamenten bestehende Fasern zu Bändern (3a,3b) verbreitert, nebeneinander gelegt und in Form von abgelängten Segmenten (5) von einem Greifer (6) Ober eine Transporteinrichtung geführt und mittels einer Leger-Klemmeinrichtung (16) auf dieser befestigt werden. Die Bewegungsrichtung des Greifers (6) ist mit (7) und die erforderliche Trenneinrichtung mit (9) bezeichnet. Das Neue besteht darin, dass die Bänder (3a,3b) des Segments (5) seitlich im Wesentlichen unverbunden zu dem Segment (5) zusammengefasst und abgelegt werden. Hierbei ist eine Verfahrensweise vorgesehen, bei der Maßnahmen zum Erteilen einer Querkohäsion vermieden werden, die sich seitlich über mehrere Bänder (3a,3b) hinweg erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen eines multiaxialen Fadengeleges gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4. Beide Verfahren dieser Art sind aus der EP 0 972 102 B1 bekannt. Die nach dem Verfahren herzustellenden multiaxialen Fadengelege dienen vor allem zur Herstellung von faserverstärkten Teilen aus Kunststoff, wobei das Fadengelege in eine Matrix aus einem Kunststoff eingebettet wird.
In dieser Anmeldung wird der Begriff "Faser" gleichbedeutend mit Kabel, Faden, Filamentkabel oder Roving verwendet. Gemeint ist in jedem Fall eine einzelne Faser oder ein Faden, der aus einer Vielzahl von einzelnen Filamenten besteht und als Ausgangsmaterial einen Querschnitt von annähernd Kreis- oder Polygon-Form hat, aber auch schon einen abgeflachten Querschnitt nach Art eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken aufweisen kann. Wenn derartige Fasern in Form von sehr dünnen Schichten oder Lagen benötigt werden, so werden diese aus Kostengründen durch Verbreitern oder Spreizen von dicken Kabeln hergestellt, von denen jedes aus 12.000 (K-Zahl 12) oder sehr viel mehr Filamenten besteht.
Gemäß der EP 0 972 102 B1 werden die Fasern des Ausgangsmaterials von Vorratsspulen abgezogen, in einem Spreizaggregat verbreitert und in Form der entstandenen flachen Bänder nebeneinander gelegt, so dass eine dünne, flache Lage gebildet wird, die eine Breite von wenigstens gleich 5 cm und eine flächenbezogene Masse von höchstens gleich 300 g/m² aufweisen soll. Diese Lage wird als unidirektionale Lage zum Aufbau des multiaxialen Fadengeleges verwendet, wobei mehrere unidirektionale Faserlagen mit wechselnden Richtungen übereinander abgelegt werden.
Zur besseren Handhabung ist dabei vorgeschrieben, dass den entstandenen unidirektionalen Lagen durch eine zusätzliche Maßnahme eine Querkohäsion verliehen wird, die sich über die gesamte Breite dieser Lage und damit über alle Bänder erstreckt, aus denen diese Lage gebildet ist. Die Bänder werden somit durch die Querkohäsion zusammengehalten. Die Maßnahmen zum Erteilen der Querkohäsion sind bekannt; erwähnt sei das Mattieren durch einen Druckwasserstrahl, das Nadeln, das Auftragen eines chemischen Bindemittels oder das Aufbringen eines wärmeschmelzbaren Fadens, der in Querrichtung über die unidirektionale Lage gelegt wird. Die genannten Methoden beeinflussen die erstrebenswerte ebene und glatte Ausbildung der unidirektionalen Lagen. Das kann sich störend auf das gebildete multiaxiale Fadengelege auswirken, das im Hinblick auf die spätere Belastung in einem faserverstärkten Bauteil eine möglichst homogene Beschaffenheit und nach außen eine glatte Oberfläche haben soll.
Gemäß der EP 0 972 102 B1 werden die aus dem Ausgangsmaterial gebildeten und mit Querkohäsion versehenen unidirektionalen Lagen zunächst auf Vorratsspulen aufgewickelt, die später an die Multiaxialmaschinen zum Aufbau der multiaxialen Fadengelege herangebracht werden. Dort werden die Lagen von den Vorratsspulen abgezogen und über eine Transporteinrichtung gebracht, wo sie mittels einer besonderen Verlegeeinrichtung in einzelnen abgelängten Segmenten auf der Transporteinrichtung oder einer schon vorhandenen unidirektionalen Lage abgelegt werden. Zum Ablegen kann die Transporteinrichtung angehalten werden, so dass diese nur intermittierend betrieben werden kann. Die EP 0 972 102 B1 beschreibt aber auch schon eine Möglichkeit, die Segmente bei kontinuierlich bewegter Transporteinrichtung abzulegen. Hierbei werden die abgelängten Segmente mittels Zangen vorübergehend an einem Träger befestigt, der sich ein kurzes Stück weit über der Transporteinrichtung und in deren Richtung bewegt, wobei das jeweils gehaltene Segment von dem Träger an die Transporteinrichtung übergeben wird. Hierfür gibt es auch die Bezeichnung "Leger-Klemmeinrichtung". Da gemäß der EP 0 972 102 B1 die einzelnen Bänder innerhalb der Segmente durch die Querkohäsion miteinander verbunden sind, ist es nicht möglich, einen etwa entstandenen Unterschied in der Länge oder der mechanischen Spannung der einzelnen Bänder untereinander auszugleichen. Die Qualität des entstehenden Multiaxialgeleges kann dadurch beeinträchtigt werden.
Ein vergleichbares Verfahren ist auch aus der FR-A-21 80 606 bekannt. Danach sollen Konstruktionsteile aus der Flugtechnik und Raumfahrt mit glatter Oberfläche und geringem Gewicht hergestellt werden; als Beispiele sind Propellerflügel und Turbinenschaufeln genannt. Als Ausgangsmaterial dienen Karbonfasern mit einer K-Zahl von 10 und mehr, die durch Kalibrieren auf ein flächenbezogenes Gewicht zwischen 90,4 und 123 g/m² verbreitert werden. Die Dicke der dabei entstehenden Bänder ist mit 0,09 bis 0,17 mm angegeben, und es sollen bis zu 282 dieser Bänder nebeneinander angeordnet werden. Durch eine einfache Nachrechnung lässt sich zeigen, dass dabei Lagen mit einer Breite in der Größenordnung von 1000 mm entstehen. Auch hierbei sollen mehrere dieser Lagen in wechselnden Richtungen zum Aufbau eines multiaxialen Fadengeleges übereinander angeordnet werden, das dann als Verstärkung in ein faserverstärktes Verbundbauteil wie beispielsweise einen Propellerflügel eingeht.
In der FR-A-21 80 606 ist vorgeschrieben, dass die Fasern des Ausgangsmaterials zur besseren Verarbeitung mit einer Schlichte (matière d'encollage) versehen werden. Das ist inzwischen selbstverständlich, weil die gängigen Fasern des Ausgangsmaterials, also vor allem Karbonfasern, überhaupt nur mit Auftrag einer Schlichte hergestellt und vertrieben werden. Eine Schlichte umhüllt nicht nur die Faser von außen, sondern dringt auch in das Innere der Faser ein, macht die Filamente glatter und hält die Faser durch Adhäsion zusammen, wodurch die textile Weiterverarbeitung erleichtert wird. Eine Schlichte schützt zudem die Faser gegen Korrosion und Abrieb, verbessert die Haftfähigkeit zur Matrix und schützt gegen mechanische Beschädigung.
Im Übrigen sollen auch gemäß der FR-A-21 80 606 die nebeneinander gelegten verbreiterten Bänder mittels einer besonderen Maßnahme Querkohäsion erhalten, also miteinander verbunden werden. Hierzu ist vorgeschlagen, in regelmäßigen Abständen quer zu der Längsrichtung der Bänder wärmeschmelzbare Fäden auf die Bänder aufzubringen, die zwar die Bänder zusammenhalten, aber nicht durch sie hindurchgehen sollen. Auch in diesem Fall erfolgt somit eine Querverbindung mit einem Materialauftrag und gegenseitigem Fixieren der Bänder. Das widerspricht der Forderung nach einer glatten Oberfläche und führt dazu, dass sich Längen- und Spannungsunterschiede zwischen den einzelnen nebeneinander liegenden Bändern bilden können.
Bei den beiden genannten bekannten Verfahren wird zunächst durch Spreizen der Fasern des Ausgangsmaterials ein verbreitertes Band hergestellt, das als Zwischenprodukt zu mehreren Bändern nebeneinander oder als einzelnes Band auf Vorratsspulen zwischengelagert wird. Dieses Halbfabrikat wird sodann zu der Multiaxialmaschine gebracht und dort wieder abgezogen und in Form von Segmenten zu unidirektionalen Fadenlagen abgelegt. Im Betriebsjargon wird eine derartige Vorgehensweise als "Offline-Spreizen" bezeichnet. Im Gegensatz dazu ist auch schon das so genannte "Online-Spreizen" bekannt, bei dem sich das Spreizaggregat direkt neben der Multiaxialmaschine befindet und im Takt der Verlegeeinrichtung arbeitet.
Aus der DE 10 2005 008 705 B3 geht eine Vorrichtung zum Zuführen von Faserbändern zu einer Wirkmaschine hervor, bei der die Fasern des Ausgangsmaterials auf ihrem Weg von einem Spulengatter zu der Verlegeeinrichtung, also im "Online-Verfahren", verbreitert werden. Die Fasern des Ausgangsmaterials haben bereits die Form von Bändern und werden in der Vorrichtung noch weiter verbreitert. Hierzu werden die Faserbänder des Ausgangsmaterials einzeln von Spulen abgezogen und auf dem Weg vom Spulengatter zur Band-Legeeinrichtung im Abstand voneinander geführt und mittels Erwärmung und Andrückwalzen schrittweise verbreitert. Am Ausgang der Vorrichtung ist ein Heizkanal mit dem endgültigen Spreizaggregat angeordnet.
Diesem Heizkanal ist ein Bandspeicher vorgeschaltet. Die Band-Legeeinrichtung zur Ablage der unidirektionalen Lagen ist in der DE 10 2005 008 705 B3 nicht weiter behandelt. Die intermittierende und periodisch schwankende Abnahme der gespreizten Bänder durch die Band-Legeeinrichtung wird durch den im Takt der Band-Legeeinrichtung gesteuerten Bandspeicher ausgeglichen. Dadurch können die Faserbänder zumindest auf ihrem Weg von den Spulen des Spulengatters bis zum Bandspeicher mit konstanter Geschwindigkeit von den Spulen abgezogen werden. In dem Heizkanal mit dem endgültigen Spreizaggregat muss sich jedoch die Bandgeschwindigkeit entsprechend dem Arbeiten der Band-Legeeinrichtung ständig verändern, und es sind auch Phasen des Stillstandes erforderlich. Das erfordert unter anderem ein Anpassen der Heizleistung im Heizkanal und steht der Forderung nach einer möglichst gleichmäßigen Verlegung entgegen.
Schließlich betrifft die ältere, nicht vorveröffentlichte europäische Patentanmeldung der Anmelderin mit der Nummer 07 011 718.9 ein Verfahren zum Aufbringen einer unidirektionalen Faserlage sowie auch eine entsprechende Einrichtung und eine Multiaxialmaschine, bei denen das Spulengatter zusammen mit dem Spreizaggregat als eine gemeinsame bauliche Einheit in der Weise gesteuert bewegt wird, dass der Abstand zwischen der gemeinsamen baulichen Einheit und der Verlegeeinrichtung gezielt verändert wird; dabei erfolgt die Bewegung der gemeinsamen baulichen Einheit nach Maßgabe des in der Zeiteinheit wechselnden Bedarfs der Verlegeeinrichtung an Faserschar. Mit diesem älteren Vorschlag wird erreicht, dass die Fasern des Ausgangsmaterials nicht nur mit konstanter Geschwindigkeit von den Vorratsspulen abgezogen werden, sondern auch mit konstanter Geschwindigkeit das Spreizaggregat durchlaufen, was dann auch für die verbreiterten Bänder gilt. Einzelheiten dieses älteren Vorschlages sind im Ausführungsbeispiel dieser Anmeldung anhand der Figuren 7 bis 9 erläutert. Der Vorschlag gemäß der Anmeldung 07 011 718.9 ist ein weiterer Beitrag zu dem stets bestehenden Ziel, die unidirektionalen Faserlagen möglichst gleichmäßig zu verlegen und damit ein multiaxiales Fadengelege mit einem homogenen Aufbau zu schaffen.
Der Erfindung liegt gleichfalls die Aufgabe zugrunde, dass bei den Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4 die unidirektionalen Faserlagen noch gleichmäßiger abgelegt werden.
Die erste Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit der Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1; die zweite Lösung ist durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 4 angegeben.
Die erste Lösung der Aufgabe beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass es nicht erforderlich ist, der aus den einzelnen Bändern gebildeten Faserlage eine Querkohäsion zu erteilen, die sich zusammenfassend über die gesamte Lagenbreite erstreckt und auch die einzelnen Bänder miteinander verbindet. Mit den inzwischen zur Verfügung stehenden Techniken zur Bildung der Segmente und ihrer Verlegung ist es möglich, die Bänder auch im seitlich unverbundenen Zustand parallel nebeneinander liegend gleichmäßig zu verlegen. Zusätzlich ist durch die Ausbildung gemäß Anspruch 1 aber erreicht, dass Unterschiede in der Länge und in der mechanischen Längsspannung zwischen den einzelnen Bändern im Zuge der Verlegung ausgeglichen werden können. Es bereitet auch keine Schwierigkeiten, den verbreiterten Bändern eine Querkohäsion zu erteilen, die sich nur jeweils über die Breite eines einzelnen Bandes erstreckt. Dazu ist lediglich eine getrennte Bandführung erforderlich, beispielsweise eine Bandführung in mehreren Ebenen oder Etagen, wobei benachbarte Bänder sich seitlich im Abstand voneinander befinden und somit seitlich frei liegen.
Es reicht dann aus, dass ein Zusammenhalt zwischen den Bändern einer undirektionalen Faserlage und zwischen den Segmenten der verschiedenen unidirektionalen Faserlagen durch das übliche vorübergehende Fixieren an der Transporteinrichtung erfolgt.
Die Lösung gemäß Anspruch 4 setzt bei der Erkenntnis ein, dass die in der Praxis wichtigen Fasern, vor allen Dingen die Karbonfasern, lediglich in einer Handelsform zur Verfügung stehen, in der sie mit einer Schlichte oder einem anderen Haftmittel versehen sind. Die Wirkung der Schlichte kann durch gezieltes Einwirken herabgesetzt werden. So ist es z.B. bekannt, die Adhäsion zwischen den Filamenten einer Faser durch Erwärmung herabzusetzen, weil dabei die Wirkung der Schlichte verringert wird. Durch gezielte Einwirkung auf die Schlichte und eine geeignete Führung der Fasern im Spreizbereich wird gemäß dem zweiten Erfindungsvorschlag erreicht, dass zwar die Verbreiterung der Fasern zu Bändern durchgeführt und stabilisiert wird, dass dabei aber nebeneinander liegende Bänder im Wesentlichen seitlich unverbunden bleiben. Indem die Bänder in diesem Zustand den gesamten Verlegevorgang durchlaufen, ist im Zusammenwirken zwischen der Zugkraft des Greifers der Verlegeeinrichtung mit der Rückstellkraft der Bänder ein Ausgleich unterschiedlicher mechanischer Längsspannungen möglich. Es reicht auch in diesem Fall aus, dass der Zusammenhalt zwischen den Bändern und Segmenten innerhalb der unidirektionalen Lage durch das vorübergehende Fixieren an der Transporteinrichtung erfolgt.
Der vollständige Verzicht auf Maßnahmen zum Erzielen einer Querkohäsion bei der Verfahrensweise gemäß Anspruch 4 bringt den besonderen Vorteil mit sich, dass die ebene und glatte Anordnung der unidirektionalen Faserlage nicht gestört wird und dass auch keine Verzerrungen oder unterschiedliche mechanische Längsspannungen zwischen den einzelnen Bändern zu befürchten sind, wie das leicht eintritt, wenn z.B. gemäß dem Stand der Technik wärmeschmelzbare Fäden in regelmäßigen Abständen quer zur Längsrichtung der nebeneinander liegenden Bänder aufgebracht werden.
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verfahren sind in den Ansprüchen 2, 3 und 5 bis 22 angegeben.
Dabei beziehen sich die Ansprüche 5 bis 8 auf die Zuordnung des Spreizvorganges zu den erfindungsgemäßen Verfahren. Diese können in der Verfahrensweise des Offline-Spreizens, aber auch des Online-Spreizens durchgeführt werden. Beim Offline-Spreizen gemäß Anspruch 5 muss der Greifer mit einem definierten Schlupf der Bänder betrieben werden, und die Rückstellkraft der Bänder beim Ausgleich der unterschiedlichen mechanischen Längsspannungen wird von einer Klemmeinrichtung aufgebracht, die bei der Verlegeeinrichtung ohnehin vorhanden ist. Die Spulen sollen dabei als Scheibenspulen ausgebildet sein. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die als Zwischenprodukt bereits gespreizten Bänder auf mindestens einem gemeinsamen Spulenkörper einer Scheibenspule bereitgestellt werden, wobei mehrere gespreizte Bänder nebeneinander aufgewickelt sind, dabei aber untereinander keine Verbindung haben, also unverbunden sind.
Wenn das Verfahren nach dem Prinzip des Online-Spreizens betrieben wird, vgl. die Ansprüche 7 und 8, können die Fasern des Ausgangsmaterials auf Kreuzspulen oder auch auf Scheibenspulen im Spulengatter vorhanden sein. Bei der Anordnung auf Scheibenspulen soll jeweils nur eine Faser auf jeder Scheibenspule aufgewickelt sein. Der Greifer muss in diesem Fall die nebeneinander liegenden Bänder fest, also ohne jeden Schlupf, ergreifen und über die Transporteinrichtung führen. Die Rückstellkraft der Bänder kommt in diesen Fällen durch die Spulen des Spulengatters und auch durch die Spreizeinrichtung zustande. Dienlich ist hierbei, dass die Spulen ohnehin meistens mit Ablaufbremsen ausgestattet sind. Indem der Greifer ohne jeden Schlupf die Bänder des entstehenden Segments entgegen der Rückstellkraft von Spulen und Spreizaggregat über die Transporteinrichtung zieht, wird auch in diesem Fall ein Ausgleich der mechanischen Längsspannungen zwischen den einzelnen Bändern durchgeführt.
Das zu den Ansprüchen 7 und 8 Gesagte gilt für das Online-Spreizen mit stationärem oder zusammen mit dem Spulengatter bewegtem Spreizaggregat. Jedoch gibt es eine Besonderheit im Falle des Anspruchs 8, wenn die gemeinsame bauliche Einheit aus Spulengatter und Spreizaggregat ihre Rückbewegung ausführt, also während des Verlegevorgangs. In diesem Fall hält die schon erwähnte Klemmeinrichtung die Vorratsenden der Bänder an der Verlegeeinrichtung fest. Die Klemmeinrichtung ersetzt jetzt gewissermaßen den Greifer, und auf diese Weise kommt wieder ein Ausgleich der mechanischen Längsspannungen durch die Zugwirkung der gemeinsamen baulichen Einheit aus Spreizeinrichtung und Spulengatter zustande.
Die Verfahrensweise nach dem Online-Spreizen gemäß Anspruch 8, bei der das Spulengatter zusammen mit dem Spreizaggregat als gemeinsame Baueinheit entsprechend dem in der Zeiteinheit wechselnden Bedarf der Verlegeeinrichtung an Bändern hin und her bewegt wird, ist besonders vorteilhaft, weil dann die Fasern des Ausgangsmaterials das Spreizaggregat mit konstanter Geschwindigkeit durchlaufen. Die Verfahrensweise gemäß der älteren europäischen Patentanmeldung 07 011 718.9 wird damit als Weiterbildung in das Verfahren gemäß Anspruch 8 der vorliegenden Anmeldung übernommen.
Besonders hervorzuheben sind weiter die unterschiedlichen Möglichkeiten, gemäß den Ansprüchen 10 und 11 in gezielter Weise auf die mit einer Schlichte versehenen Fasern und/oder Bänder einzuwirken. Das gezielte Einwirken kann vor, während oder nach dem Spreizen vorgenommen werden, wobei das Verfahren so geführt wird, dass der Spreizvorgang erfolgreich durchgeführt und stabilisiert wird, dabei aber eine Adhäsionswirkung seitlich zwischen den einzelnen Bändern vermieden wird. Das gezielte Einwirken kann mechanisch erfolgen, indem z.B. durch Walzen eine seitliche Vibration auf die Bänder aufgebracht wird. Eine thermische Einwirkung erfolgt durch Heizen, aber auch eine chemische Behandlung oder eine aktivierende Bestrahlung ist möglich.
Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit gemäß Anspruch 12, dass vor dem Ablegen der Segmente auf eine der Faserlagen ein Kohäsionsmittel aufgebracht wird, das zunächst latent bleibt, aber nach dem Ablegen der Segmente thermisch aktiviert wird und die abgelegten Faserlagen miteinander verbindet. Das Kohäsionsmittel kann z.B. in Form eines Pulvers vor dem Verlegen auf die Schar der Bänder aufgetragen werden, die zusammen ein Segment bilden sollen. Ebenso kann man ein derartiges Pulver aber auch auf eine bereits abgelegte, auf der Transporteinrichtung befindliche unidirektionale Lage auftragen, um damit die nächste aufzubringende unidirektionale Lage zu verbinden, sobald die Kohäsionswirkung des Kohäsionsmittels aktiviert wird.
Das Aktivieren kann erfolgen, nachdem alle unidirektionalen Faserlagen abgelegt sind, das Multiaxialgelege also fertiggestellt ist. Das Kohäsionsmittel kann aber auch während des Verlegevorgangs vereinzelt aktiviert werden, wenn die Gefahr besteht, dass die Halterung der übereinander liegenden unidirektionalen Lagen an der Transporteinrichtung nicht ausreicht und somit die gleichmäßige Ablage gefährdet ist.
Die Erfindung betrifft auch eine undirektionale Faserlage gemäß Anspruch 23, die bei der Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 dienlich ist. Weiterbildungen dieser unidirektionalen Faserlage sind in den Ansprüchen 24 bis 27 angegeben. Anspruch 28 gibt dann ein Verfahren an, wie eine derartige unidirektionale Faserlage als Zwischenprodukt hergestellt wird, indem eine Anzahl von Bändern nebeneinander auf einer Scheibenspule aufgewickelt wird, wobei die Bänder jeweils für sich Querkohäsion aufweisen, dabei aber seitlich unverbunden sind.
Die Ansprüche 29 und 30 betreffen die entsprechende unidirektionale Faserlage, die bei der Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 4 dienlich ist, sowie das entsprechende Verfahren zur Herstellung dieser unidirektionalen Faserlage als Zwischenprodukt.
Ebenfalls als Zwischenprodukt dient ein Spulenkörper mit einer unidirektionalen Faserlage gemäß Anspruch 31, während sich die Ansprüche 32 bis 35 auf ein multiaxiales Fadengelege beziehen, wie es gemäß Anspruch 1, gegebenenfalls mit einer oder mehreren Weiterbildungen gemäß den darauf gerichteten Unteransprüchen, hergestellt werden kann.
Anspruch 36 schließlich ist auf ein Kompositteil, d.h. ein faserverstärktes Bauteil gerichtet, das mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 hergestellt ist.
Die Erfindung wird anschließend anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In den Figuren ist das Folgende dargestellt:

Fig. 1 zeigt schematisch in zwei Teildarstellungen 1a und 1 b, wie beim Spreizen einer Faser die Filamente in die flache Form des Bandes übergehen.
Fig. 2 stellt in stark vereinfachter Form drei unterschiedliche Phasen beim Zusammenwirken der Schlichte mit zwei Filamenten innerhalb einer Faser beim Spreizen dar.
Fig. 3 ist eine Prinzipdarstellung und verdeutlicht in zwei Teildarstellungen gemäß den Fig. 3a und 3b anhand einer ersten Ausführungsform, wie dank des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Ablage einer unidirektionalen Faserlage unterschiedliche mechanische Spannungen und Längen zwischen den Bändern eines abzulegenden Segments ausgeglichen werden können.
Fig. 4 erläutert die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens an einer zweiten Ausführungsform.
Fig. 5 zeigt eine Möglichkeit, wie im Zuge der Verbreiterung den einzelnen Bändern eine Querkohäsion erteilt werden kann, ohne dass Querkohäsion zwischen den Bändern zustande kommt.
Fig. 6 zeigt verschiedene Möglichkeiten, wie die Station zur Einwirkung auf die Fasern und/oder Bänder angeordnet sein kann, wenn Maßnahmen zum Aufbringen von Querkohäsion nicht beabsichtigt sind.
Figur 7 ist die Seitenansicht einer Multiaxialmaschine, bei der Spulengatter und Spreizaggregat auf einem gemeinsamen Laufwagen angeordnet sind.
Figur 8 zeigt eine Ansicht von oben auf das Innere des Laufwagens gemäß Figur 7.
Figur 9 verdeutlicht im Sinne einer Prinzipskizze das Zusammenwirken aller Funktionsteile der Multiaxialmaschine gemäß den Figuren 7 und 8.
Figur 10 zeit die Verwendung einzelner Kreuzspulen für das Ausgangsmaterial und einer Scheibenspule mit mehreren Bändern, die seitlich unverbunden sind, als Vorrat für die Segmente.

In Fig. 1 ist in der Teildarstellung a stark schematisch ein Querschnitt durch eine einzelne Faser dargestellt 1, wobei es sich um eine Karbonfaser handeln kann. Die Faser, für die auch die Bezeichnung Faden, Kabel oder Filamentkabel üblich ist, setzt sich aus einer großen Zahl von Filamenten 2 zusammen. In dem hier interessierenden Bereich kann es sich um Karbonfasern 1 mit K-Zahlen von 12 bis 50 und mehr, also Karbonfasern von 12000 bis 50000 Filamenten 2 und mehr handeln. Aus ökonomischen Gründen werden dünne unidirektionale Fadenlagen hergestellt, indem man die Fasern 1 gemäß der Teildarstellung a als Ausgangsmaterial heranzieht und in Spreizvorrichtungen verbreitert. Die Fasern des Ausgangsmaterials müssen nicht wie hier dargestellt einen Querschnitt in Form eines Polygons oder annähernd Kreisquerschnitt haben. Üblich ist auch die Handelsform als Faserband, das schon einen abgeflachten Querschnitt von annähernd Rechteckform hat, aber für praktische Anwendungen noch immer viel zu dick ist, also ebenfalls verbreitert werden muss.
Wünschenswert ist eine Verbreiterung, bei der sich ein Flächengewicht des verbreiterten Bandes 3 und der dadurch gebildeten unidirektionalen Lage von 300 g/m² und weniger einstellt. Im Idealfall hätte eine derartige verbreiterte Faser 1 einen Querschnitt, wie er im Ausschnitt in der Teildarstellung b der Fig. 1 dargestellt ist. Die Dicke des Bandes 3 würde dabei etwa dem
Durchmesser eines einzigen Filaments 2 entsprechen. In der Praxis kommt es höchstens zu einer Annäherung an diesen Zustand.
Beim Vorgang des Verbreiterns ist das Verhalten der Schlichte 4 von Bedeutung. Die gängigen Fasern 1 des Ausgangsmaterials, also vor allem Karbonfasern, werden überhaupt nur mit Auftrag einer Schlichte hergestellt und vertrieben. Wie Fig. 1 erkennen lässt, umhüllt die Schlichte 4 nicht nur die Faser 1 von außen, sondern dringt auch in das Innere der Faser 1 ein, macht die Filamente 2 glatter und hält die Faser 1 durch Adhäsion zusammen, wodurch die textile Weiterverarbeitung erleichtert wird. Die Schlichte 4 schützt zudem gegen Korrosion und Abrieb, verbessert die Haftfähigkeit zur Matrix und schützt gegen mechanische Beschädigung.
Die Adhäsionswirkung der Schlichte 4 ist beim Spreizen der Fasern 1 des Ausgangsmaterials hinderlich. Durch gezieltes thermisches, mechanisches oder chemisches Einwirken auf die Fasern 1 und/oder Bänder 3 kann die Wirkung der Schlichte 4 und damit die Adhäsion zwischen den Filamenten 2 geschwächt werden, wodurch ein Spreizen erleichtert und der gespreizte Zustand stabilisiert wird. Besonders bekannt ist das thermische Schwächen der Adhäsion, indem die Fasern durch eine Heizeinrichtung transportiert werden, in der sich auch die Schlichte erwärmt und ihre Wirkung teilweise oder vollständig verliert. Ein mechanisches Einwirken kann darin bestehen, dass die Fasern in Querrichtung in Vibration versetzt werden. Schließlich ist auch das chemische Einwirken möglich, indem ein Verdünnungs- oder Lösemittel in bestimmter Konzentration auf die Fasern und damit auch auf die Schlichte einwirkt. In Fig. 2 sind die Verhältnisse schematisch dargestellt.
Zwischen zwei Filamenten 2 besteht eine membranartige Verbindung durch die Schlichte 4, die beim Verbreitern der Faser 1 zunächst gedehnt wird, vgl. Fig. 2a. In der Darstellung gemäß Fig. 2b wird die verbindende Schlichte 4 bereits überdehnt; es wird erkennbar, dass das verbreiterte Band 3 das Bestreben hat, wieder elastisch zumindest teilweise in den Ausgangszustand zurückzukehren. Gemäß Fig. 3b ist die verbindende Schlichte 4 aufgebrochen; es besteht also keine Verbindung mehr zwischen den Filamenten 2.
Indem zum Beispiel durch Erwärmung der Einfluss der Schlichte 4 auf die Adhäsion zwischen den Filamenten 2 geschwächt wird, lassen sich Zwischenzustände einstellen, in denen eine dauernde Verbreiterung der Kabel 1 erzielt wird, im Übrigen aber die vorteilhafte Wirkung der Schlichte 4 nach Möglichkeit erhalten bleibt.
Die für den Spreizvorgang vorteilhafte Verringerung der Adhäsion zwischen den Filamenten 2 wirkt sich auch auf das Verhalten der Bänder 3 aus, die zu einem Segment 5 (vgl. Fig. 3) nebeneinander gelegt und zum Aufbau einer unidirektionalen Lage abgelegt werden. Auch zwischen den nebeneinander liegenden Bändern 3 besteht nämlich keine Adhäsion mehr, wenn die Wirkung der Schlichte 4 verringert worden ist. Die Bänder eines Segments haben somit untereinander keine Verbindung. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dieser vermeintliche Nachteil in einen Vorteil verwandelt, indem die Bänder 3 im Segment 5 unverbunden bleiben und in diesem Zustand den Ablegevorgang durchlaufen. Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, dass Unterschiede in der mechanischen Längsspannung, die zwischen den einzelnen Bändern eines Segments 5 unvermeidlich bestehen, noch kurz vor der endgültigen Übergabe des Segments 5 an die Leger-Klemmeinrichtung der Verlegeeinrichtung ausgeglichen werden können.
In Fig. 3 sind die Verhältnisse an einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei ist angenommen, dass die bereits verbreiterten Bänder 3a, 3b von einem Lieferanten bezogen und als Zwischenprodukt an den Standort der Multiaxialmaschine gebracht werden. Im Betriebsjargon spricht man hier vom "Offline-Spreizen". Die Bänder 3a, 3b sind bereits nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildet, indem sie seitlich ohne merkliche Adhäsions- oder Kohäsionswirkung sind, also beim Nebeneinanderliegen unverbunden bleiben. Die Bänder 3a, 3b können jeweils für sich von Scheibenspulen eines Spulengatters abgezogen und zusammengeführt werden, bis sie parallel nebeneinander liegen. Gemäß Figur 3 werden die Bänder 3a, 3b jedoch auf einem gemeinsamen Spulenkörper einer Scheibenspule 12 bereitgestellt, wobei die Bänder 3a, 3b seitlich unverbunden sind. Die Darstellung einer solchen Scheibenspule 12 in konkreter Form zeigt Figur 10, wobei dort Kreuzspulen 17 für das Ausgangsmaterial dargestellt sind. Das jeweils vordere Ende dieser parallelen Faserschar wird von einem Greifer 6 quer über die Transporteinheit gezogen, an die Leger-Klemmeinrichtung übergeben, von der verbleibenden parallelen Faserschar abgetrennt und schließlich an der Transporteinrichtung befestigt. Diese Art des Verlegens kann bei intermittierend oder kontinuierlich bewegter Transporteinrichtung erfolgen.
Fig. 3 zeigt nur die zum Verständnis des Prinzips erforderlichen Teile. Mit 6 ist der Greifer bezeichnet, der das aus zwei Bändern 3a, 3b bestehende Segment 5 quer über die nicht dargestellte Transporteinrichtung zieht, die unterhalb des Segments 5 verläuft und beispielsweise aus zwei Förderketten besteht. Die Zugrichtung ist durch den Richtungspfeil 7 angegeben. Eine Klemmeinrichtung 8 dient dazu, das Segment 5 festzuhalten, bis es mittels der Trenneinrichtung 9 von der parallelen zugeführten Faserschar abgetrennt wird. Damit liegt das einzelne Segment 5 als selbstständiges Teil vor und wird von einer Leger-Klemmeinrichtung 16 auf der nicht dargestellten Transporteinrichtung abgelegt.
Die Figuren 3a und 3b zeigen den Zustand des Segments 5 kurz vor seiner Verlegung durch die Leger-Klemmeinrichtung. Gemäß Fig. 3a ist das Segment 5 nicht homogen abgelegt; denn die nach oben weisende Auswölbung 10 an dem in der Darstellung oberen Band 3a deutet einen Längenunterschied und damit eine unterschiedliche mechanische Längsspannung in dem Segment 5 an. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die Bänder 3a und 3b seitlich nicht verbunden, weil Adhäsion nicht vorliegt und Maßnahmen zum Erzielen einer Querkohäsion zwischen den Bändern 3a und 3b nicht vorgenommen werden.
Ferner lässt der Greifer 6 trotz ausreichender Zugkraft einen Schlupf der Bänder 3a und 3b bei der Zugbewegung zu. Durch gezielte Werkstoff-Auswahl bei den die Bänder 3a, 3b ergreifenden Teilen des Greifers 6 lässt sich erreichen, dass der Greifer 6 einerseits eine ausreichende Zugkraft überträgt, andererseits aber eine Schlupfbewegung der Bänder 3a, 3b in dem Greifer 6 in gezielter Weise zulässt. Eine Ausgleichsbewegung kommt schon zustande, wenn der Greifer 6 die vorderen Enden der Bänder 3a, 3b, welche das Segment 5 bilden, quer über die Transporteinrichtung zieht. Ausschlaggebend ist aber, dass der Greifer 6 bei Abschluss seiner Verlegebewegung, wenn die Klemmeinrichtung 8 geschlossen ist, noch einmal eine kurze Spannbewegung durchführt und dabei die mechanische Längsspannung der Bänder 3a, 3b vereinheitlicht. Es kann sich dabei um eine sehr kurze Bewegung im Millimeter-Bereich handeln, die der Greifer 6 noch einmal gegenüber der Klemmeinrichtung 8 am Ablängende des Segmentes 5 durchführt. Sofort danach wird das Segment an die Leger-Klemmeinrichtung übergeben.
Das straffer gespannte Band 3b gleitet somit zuletzt bei der Zugbewegung in dem Greifer 6, während das schlaffere Band 3a straff gezogen wird und zuletzt in dem Bereich zwischen dem Greifer 6 und der Klemmeinrichtung 8 dieselbe mechanische Längsspannung hat wie das Band 3b. Dieser Endzustand ist in Fig. 3b gezeigt, in der die Änderung auch an dem Überstand des Bandes 3a gegenüber dem Band 3b außerhalb des Greifers 6 zu erkennen ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auch an Multiaxialmaschinen durchführen, bei denen die Fasern des Ausgangsmaterials an die Maschine gebracht und an dieser selbst verbreitert werden. Diese Vorgehensweise wird im Betriebsjargon auch als "Online-Spreizen" bezeichnet. Üblich sind dabei stationär angeordnete Spreizaggregate, die sich zwischen dem Spulengatter und der Verlegeeinrichtung befinden. Auch wenn dabei am Ausgang des Spulengatters eine Ausgleichsschleife für die Fasern vorgesehen ist, kann nicht verhindert werden, dass die verbreiterten Bänder der Verlegeeinrichtung mit periodisch wechselnder Laufgeschwindigkeit zugeführt werden. Für die schon beschriebene Möglichkeit, beim Verlegen der Segmente einen Ausgleich unterschiedlicher mechanischer Längsspannungen zwischen den einzelnen Bändern eines Segmentes herbeizuführen, ändert sich dabei nichts.
Die entgegen der Zugkraft des Greifers wirkende Rückstellkraft der Bänder kann im Falle des Online-Spreizens nämlich nicht nur durch die Scheibenspulen des Spulengatters herbeigeführt werden, sondern auch durch das Spreizaggregat. Das gilt umso mehr, als die Bänder die stationär angeordneten Spreizaggregate ohnehin nicht mit gleich bleibender Geschwindigkeit durchlaufen, insoweit durch die Rückwirkung der Ausgleichsbewegung kein grundsätzlich neuer Nachteil entsteht. Unter bestimmten Umständen kann auch hier wahlweise die ohnehin vorhandene Klemmeinrichtung für die Ausgleichsbewegung zu Hilfe genommen werden.
Ein weiteres Straffen und Vergleichmäßigen der Segmente 5 kann dadurch vorgenommen werden, dass bei einer Transporteinrichtung in der Form von Förderketten diese beim Zulauf auf die endgültige Verbindungsstation leicht divergieren, wozu die an den Förderketten befindlichen Befestigungselemente für die Enden der Segmente 5 ebenfalls einen Schlupf der Bänder 3a, 3b zulassen müssen. Voraussetzung ist in jedem Fall, dass die einzelnen Bänder innerhalb eines Segments 5 und damit auch die Segmente 5 weitgehend adhäsionsfrei und kohäsionsfrei, also seitlich unverbunden sind und sich gegeneinander verschieben können. Das gilt auch dann, wenn jedes Band 3a, 3b für sich Querkohäsion aufweist.
Figur 4 ist eine schematische Zusammenstellung, welche die bisher besprochenen Einzelheiten zusammenfasst und die folgenden Darstellungen vorbereitet. Mit 11 ist eine Bearbeitungsstation bezeichnet, in der alle zum Spreizen und zum weiteren Behandeln der Fasern und/oder Bänder erforderlichen Einrichtungen zusammengefasst sind. Die Darstellung zeigt eine geschlossene Klemmeinrichtung 8 und einen Greifer 6 in Endposition. Der Spannungsausgleich ist dabei bereits erfolgt, wobei die erforderliche Rückstellkraft zum Greifer 6 durch die Spule des Spulengatters und/oder eine Spreizeinrichtung erfolgt ist.
In Figur 5 ist eine Möglichkeit dargestellt, wie die Fasern 1 a, 1 b des Ausgangsmaterials zunächst gemeinsam verbreitert und danach paarweise getrennt nachbehandelt werden. Die Fasern 1a, 1 b haben bereits die Ausgangsform eines verhältnismäßig dicken Bandes und werden deshalb von Scheibenspulen 12 abgezogen. Bei einer Ausgangsform von Fasern, die annähernd Kreisquerschnitt haben, sind Kreuzspulen die Standard-Lösung. Die Fasern 1a, 1 b werden durch die Walzen 13 eines Spreizaggregats geleitet und erfahren dadurch eine Verbreiterung zu Bändern 3a, 3b. Mittels Umlenkwalzen 14 werden die verbreiterten Bänder 3a, 3b paarweise getrennt, indem eine erste Gruppe 3a in einer ersten höher gelegenen Etage und eine zweite Gruppe der Bänder 3b in einer zweiten, tiefer gelegenen Etage weiter behandelt wird. Dabei sind die Bänder 3a, 3b in jeder Etage auch seitlich voneinander beabstandet. Mit 15 ist eine Beeinflussungsstation bezeichnet, mit der gezielt auf die Bänder 3a der oberen Etage eingewirkt wird. Eine entsprechende Bearbeitungsstation 15 kann auch für die Bänder 3b der unteren Etage vorgesehen sein. Die Beeinflussung kann darin bestehen, dass die Bänder 3a, 3b beheizt werden, wodurch die Wirkung der Schlichte und die gegenseitige Adhäsion der Filamente 2 in den Bändern 3a, 3b herabgesetzt wird. Auf diese Weise wird die durch das Spreizen erzielte Verbreiterung der Fasern 1a, 1 b zu Bändern 3a, 3b stabilisiert. Außerdem wird das seitliche Adhäsionsvermögen der Bänder herabgesetzt, so dass die Bänder 3a, 3b praktisch unverbunden bleiben, wenn sie nach Durchlaufen der letzten Umlenkrolle 14 wieder zusammengeführt werden. In ähnlicher Weise kann die Beeinflussungsstation 15 oder eine weiter daneben angeordnete Beeinflussungsstation dazu dienen, ein Querkohäsionsmittel auf jedes der Bänder 3a, 3b für sich getrennt aufzubringen. Die Art der Bandführung bewirkt auch in diesem Fall, dass nach Verlassen der Bearbeitungsstation 11 zwar jedes der Bänder 3a, 3b für sich zusätzlich eine Querkohäsion aufweist, dass diese Querkohäsion aber nicht zwischen den Bändern 3a, 3b wirksam ist.
Ferner kann in einer derartigen Beeinflussungsstation 15 ein Kohäsionsmittel auf die Bänder 3a, 3b aufgebracht werden, das zunächst latent bleibt, aber zu einem gewünschten Zeitpunkt aktiviert werden kann, wenn zwei unidirektionale Lagen aufeinander abgelegt sind. Das Aktivieren kann beispielsweise durch Wärmeeinwirkung oder Bestrahlung erfolgen.
Je nach Art der zu verlegenden Faser ist es nicht in jedem Fall erforderlich, die Bänder 3a, 3b zur gezielten Beeinflussung ihres Adhäsionsverhaltens in verschiedenen Etagen zu behandeln. Figur 6 zeigt eine Verfahrensführung für den Fall, dass die gezielte Beeinflussung auch bei nebeneinander liegenden Bändern 3a, 3b wirksam ist. Wenn die Wirkung der Schlichte so weit abgeschwächt ist, dass die Spreizwirkung erhalten bleibt und die Adhäsion zwischen den Filamenten herabgesetzt ist, so liegen auch hierbei Bänder 3a, 3b vor, die in Längsrichtung zum Ausgleich von Längen- und Spannungsunterschieden gegeneinander verschoben werden können.
Zudem ist in Figur 6 schematisch aufgezeigt, dass die Beeinflussungsstation 15 in der Laufrichtung 7 der Bänder 3a, 3b gesehen vor, genau über oder hinter den Walzen 13 des Spreizaggregates angeordnet sein kann. Es kommt stets darauf an, den Spreizprozess durch gezieltes Einwirken auf die Fasern 1a, 1 b und/oder Bänder 3a, 3b überhaupt zu ermöglichen, dabei aber auch das Spreizergebnis beizubehalten und zu erreichen, dass die gespreizten Bänder 3a, 3b unverbunden bleiben, auch wenn sie parallel nebeneinander liegen.
Die erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich mit besonderem Vorteil bei solchen multiaxialen Maschinen durchführen, bei denen das Spreizaggregat nicht stationär angeordnet, sondern zusammen mit dem Spulengatter als eine gemeinsame bauliche Einheit gesteuert bewegt wird. Die Bewegung dieser baulichen Einheit erfolgt dabei nach Maßgabe des in der Zeiteinheit wechselnden Bedarfs der Verlegeeinrichtung an Bändern, und zwar in der Weise, dass die Fasern des Ausgangsmaterials mit konstanter Geschwindigkeit von den Spulen des Spulengatters abgezogen werden und auch mit konstanter Geschwindigkeit das Spreizaggregat durchlaufen. Eine derartige Multiaxialmaschine und ihre Verfahrensweise sind in der älteren, aber nicht vorveröffentlichten europäischen Patentanmeldung der Anmelderin mit der Nummer 07 011 718.9 eingehend dargestellt und beschrieben. Es kann insoweit auf diese ältere Anmeldung verwiesen werden.
Zum bessern Verständnis der vorliegenden Anmeldung werden aber die wichtigsten Einzelheiten der älteren Anmeldung im Folgenden anhand der Figuren 7 bis 9 beschrieben. Im Unterschied zu der vorangegangenen Beschreibung mit den Figuren 1 bis 6 beginnen die Bezugsziffern in den Figuren 7 bis 9 mit der Ziffer 21.
In Figur 7 ist mit der Bezugsziffer 21 ein Maschinengestell bezeichnet, das einen seitlichen Anbau einer Multiaxialmaschine bilden kann, vgl. hierzu die Figur 9. Das Maschinengestell 21 weist eine Laufbahn in Form von Führungsschienen 22 auf. Auf diesen ist die gemeinsame bauliche Einheit in der Form eines Laufwagens 23 mittels Laufrollen 24 verfahrbar. Der Laufwagen 23 trägt ein Spulengatter 25 und ein Spreizaggregat 26, das als Durchlaufeinheit ausgebildet ist. Das Spulengatter 25 besteht aus einer Vielzahl von Spulen 27, auf denen als Spulenmaterial einzelne Fasern 28, beispielsweise Karbonfasern oder Aramidfasern, aufgewickelt sind.
Die einzelnen Fasern 28 werden über Umlenkrollen 29 von den Spulen 27 abgezogen und durch das Spreizaggregat 26 geführt. Für die Anordnung der Spulen 27 und der Umlenkrolle 29 ist es maßgeblich, dass die abgezogenen einzelnen Fasern 28 vor Eintritt in das Spreizaggregat 26 sich gegenseitig nicht berühren. Die Spulen 27 sind mit Bremsvorrichtungen ausgestattet, damit die mechanische Spannung in den abgezogenen Fasern 28 eingestellt und kontrolliert werden kann. Die Umlenkrollen 29 müssen ebenso wie etwa vorhandene Führungsösen oder ähnliche Führungsglieder eine glatte Oberflächen haben, damit sie das empfindliche Spulenmaterial nicht beschädigen. Um eine gegenseitige Berührung der abgezogenen Fasern 28 auszuschließen, sind die einzelnen Spulen 27 und Umlenkrolle 29 nicht nur in der Höhe, sondern auch seitlich versetzt, vgl. die Figur 8. Für die Ausführung des Spreizaggregates 26 sind zahlreiche Vorschläge bekannt. Beispielsweise können die Fasern 28 verbreitert werden, indem sie über Walzen geleitet werden, die in ihrer Achsrichtung vibrieren oder beheizt sind. Auch die Behandlung mit rotierenden, gekrümmten Walzen zum Zwecke des Spreizens oder Verbreiterns gehört zum Stand der Technik. Dabei können die verschiedenen Methoden auch gemeinsam angewandt werden. Ziel dieser Behandlung ist es immer, die dicken einzelnen Fasern 28 des Ausgangsmaterials, vor allem Karbonfasern, zu flachen Bändern 30 mit einem Flächengewicht von höchstens 300 g/m² umzuformen, die parallel verlaufend nebeneinander liegen. In den Figuren 8 und 9 sind die Bänder 30 dicht aneinander liegend dargestellt. Es ist jedoch auch eine andere Anordnungsweise möglich, wie das anhand der Figuren 1 bis 6 schon ausgeführt worden ist.
In Figur 9 ist gezeigt, wie die auf einem Laufwagen 23 angeordnete bauliche Einheit aus Spulengatter 25 und Spreizaggregat 26 der Multiaxialmaschine räumlich zugeordnet ist und mit dieser zusammenwirkt. Von der Multiaxialmaschine sind nur die beiden üblichen Förderketten 32a, b angedeutet, deren obere Hälften sich in der Transporteinrichtung gemäß den Richtungspfeilen 38 bewegen. Ein Pfeil 39 zeigt die Verlegerichtung der auf dem Laufwagen 23 bereitgestellten Bänder 30 an.
Die von dem Laufwagen 23 bereitgestellte Faserschar 30 wird mittels einer Verlegeeinrichtung 33 an die Förderketten 32a, b übergeben. Ihre Funktion besteht darin, einen Abschnitt der auf dem Laufwagen 23 bereitgestellten Schar der Bänder 30 zu übernehmen, über die Förderketten 32a, b zu führen, von dem endlosen Vorrat abzutrennen und schließlich an die Befestigungseinrichtungen zu übergeben, die sich an den Förderketten 32a, b befinden. Wie die Figur 9 zeigt, ist das Maschinengestell 21 für den Laufwagen 23 in der Verlegerichtung 39 der Bänder 30 seitlich anschließend an die Multiaxialmaschine angeordnet. Oder anders ausgedrückt, der Laufwagen 23 mit dem Spulengatter 25 und dem Spreizaggregat 26 bewegt sich in der Verlegerichtung 39 der Bänder 30 gesteuert angetrieben hin und her.
In der DE 102 14 140 B1 der Anmelderin ist bereits eine Verlegeeinrichtung beschrieben und dargestellt, mit der eine Faserschar von einem endlosen Vorrat bereitgestellt, in abzutrennenden, abgelängten Abschnitten über die Förderketten 32a, b einer Multiaxialmaschine überführt und schließlich in Klemmeinrichtungen befestigt wird, die sich an den Förderketten befinden. Eine derartige Verlegeeinrichtung kann auch für die in der vorliegenden Anmeldung vorausgesetzten verbreiterten Bänder 30 mit einem Flächengewicht von höchstens 300 g/m² in Betracht kommen.
Mit der Bezugsziffer 31 ist in Figur 9 eine lösbare Klemmeinrichtung bezeichnet, die als Halte-und Erfassungseinrichtung dient und das vordere freie Ende der das Spreizaggregat 26 verlassenden Bänder 30 so lange festhält, bis es über die Förderketten 32a, b geführt wird. Hierzu dient ein Greifer 35, der entlang einer Führungsbahn 34 quer zu der Förderrichtung 38 der Förderketten 32a, b hin und her beweglich gesteuert angetrieben ist. Die Führungsbahn 34 verläuft daher ebenfalls in der Verlegerichtung 39 der Bänder 30. Bei gelöster Klemmeinrichtung 31 übernimmt der Greifer 35 die freien Enden der Bänder 30 und führt sie quer über die Förderketten 32a, b. Der über den beiden Förderketten 32a, b befindliche bandförmige Abschnitt der Faserschar 30 wird sodann von einer nicht dargestellten Trenneinrichtung abgetrennt, die sich im Bereich der Klemmeinrichtung 11 befindet, und wird damit zu einem getrennten Segment 30a. Die neu entstandenen freien Enden der noch auf dem Laufwagen befindlichen Bänder 30 sind dann wieder von der Klemmeinrichtung 31 gehalten. Das über den Förderketten 32a, b befindliche abgelängte Segment 30a hingegen wird an seinen beiden Enden von einer ebenfalls zur Verlegeeinrichtung 33 gehörenden Leger-Klemmeinrichtung 36 erfasst, die in der Richtung der Förderketten 32a, b hin und her beweglich gesteuert angetrieben ist. Die Leger-Klemmeinrichtung 36 übergibt schließlich das Segment 30a an nicht dargestellte Klemmeinrichtungen, die sich an den Förderketten 32a, b befinden. Das Segment 30a ist damit endgültig ein Teil der verlegten unidirektionalen Faserlage 37 geworden.
In Figur 9 ist eine Bewegungsphase dargestellt, bei der die Klemmeinrichtung 31 geschlossen ist und der Greifer 35 zwar bereits die freien Enden der Bänder 30 erfasst hat, sich aber noch in Ruhe befindet. In der Folge arbeiten der Laufwagen 23, die Klemmeinrichtung 31, der Greifer 35 sowie die Leger-Klemmeinrichtung 36 taktweise zusammen, wobei der Laufwagen 23 um die Länge L (Figur 9) nach Maßgabe der Bewegung des Greifers 35 hin- und herbewegt wird.
Der Ausgleich von Unterschieden in der Längsspannung der Bänder 30 erfolgt auch bei der Multiaxialmaschine gemäß den Figuren 7 bis 9 im Zusammenwirken zwischen den Spulen 27 des Spulengatters 25, dem Spreizaggregat 26, der Klemmeinrichtung 31 und dem Greifer 35. Wenn der Greifer 35 seinen Transport- oder Verlegehub durchführt und eine Gruppe von Bändern 30 quer über die Förderketten 32a, 32b zieht, wird die Rückstellkraft der Bänder 30 durch die Spulen 27 und das Spreizaggregat 26 aufgebracht. Der Greifer 35 muss in diesem Fall die Bänder 30 klemmend fest, also ohne jeden Schlupf ergreifen und ziehen. Wenn das vordere Ende der Gruppe der Bänder 30 abgetrennt ist, und der Laufwagen 23 sich zurückbewegt, ist das Vorratsende der Bänder 30 in der Klemmeinrichtung 31 schlupffrei gehalten. Der Laufwagen 23 übt eine Zugwirkung auf das neu entstehende Vorratsende aus, wobei die erforderliche Zugkraft, die auf die Bänder 30 einwirken muss, durch die Spulen 27 und das Spreizaggregat 26 zustande kommt.
Das Ergebnis der Verfahrensweise nach den Figuren 7 bis 9 ist eine sehr gleichmäßig verlegte unidirektionale Lage 37. Es beruht auf den folgenden Maßnahmen, dass die zu Segmenten 30a zusammengefassten Bänder 30 besonders eben und regelmäßig nebeneinander liegen:

die Fasern 28 des Ausgangsmaterials werden mit gleich bleibender Geschwindigkeit von den Spulen des Spulengatters 25 abgezogen;
die Fasern 28 und Bänder 30 durchlaufen das Spreizaggregat 26 ebenfalls mit gleich bleibender Geschwindigkeit;
im Zusammenwirken des Greifers 6, 35 mit der Rückstellkraft der Bänder 3, 3a, 3b, 30 kann ein Ausgleich von Spannungsunterschieden zwischen den einzelnen Bändern erfolgen, und
(bei der Vorgehensweise nach Anspruch 4 der Anmeldung:) die ebene Anordnung und glatte Oberfläche der Segmente wird nicht durch von außen aufgeprägte Maßnahmen zur Bildung einer Querkohäsion gestört.

Liste der Bezugsziffern

Figuren 1 bis 6:

1, 1a, 1b: Faser (Ausgangsmaterial)
2: Filament
3, 3a, b: Band (gespreiztes Ausgangsmaterial)
4: Schlichte
5: Segment
6: Greifer
7: Verlegerichtung
8: Klemmeinrichtung
9: Trenneinrichtung
10: Auswölbung
11: Bearbeitungsstation
12: Scheibenspulen
13: Walzen des Spreizaggregates
14: Umlenkwalzen
15: Beeinflussungsstation
16: Leger-Klemmeinrichtung
17: Kreuzspule

Figuren 7 bis 9:

21: Maschinengestell, seitlicher Anbau
22: Führungsschienen
23: gemeinsame bauliche Einheit, Laufwagen
24: Laufrollen
25: Spulengatter
26: Spreizaggregat
27: Spule
28: Fasern (Ausgangsmaterial)
29: Umlenkrollen
30: Bänder
30a: Segment
31: Klemmeinrichtung (Halte- und Erfassungseinrichtung)
32a, b: Förderketten
33: Verlegeeinrichtung

34: Führungsbahn
35: Greifer
36: Leger-Klemmeinrichtung
37: unidirektionale Lage
38: Richtungspfeil für die Förderrichtung der Förderketten
39: Pfeil für die Verlegerichtung der Bänder
40: Bewegungspfeil (Greifer)
41: Bewegungspfeil (Leger-Klemmeinrichtung)
42: Bewegungspfeil (Laufwagen)
L: veränderlicher Abstand

Claims

Verfahren zum Herstellen eines multiaxialen Fadengeleges in der Form einer endlosen Bahn, die sich auf einer Transporteinrichtung befindet und sich mit dieser in ihrer Längsrichtung bewegt, wobei nacheinander unidirektionale Faserlagen mit wechselnder Längsrichtung ihrer Fasern aufeinander abgelegt und vorübergehend an der Transporteinrichtung fixiert werden, mit den folgenden Verfahrensschritten:
a) das Ausgangsmaterial der unidirektionalen Faserlagen sind aus Filamenten bestehende Fasern, die mit einer Schlichte versehen sind;

b) vor dem Verlegen zu einem multiaxialen Fadengelege werden die Fasern in einem Spreizprozess verbreitert, wobei jede Faser zu einem Band verformt wird, dessen Flächengewicht höchstens 300 g/m² beträgt;

c) die unidirektionalen Faserlagen werden in Form von nebeneinander liegenden einzelnen Segmenten abgelegt, von denen jedes aus mindestens zwei Bändern besteht, wobei die Längsrichtung der Bänder und damit auch der Segmente unter einem Winkel zur Längs- und Bewegungsrichtung des entstehenden bahnförmigen Fadengeleges verläuft;
dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden weiteren Verfahrenschritte vorgesehen sind:

d) den einzelnen Bändern (3, 3a, 3b, 30) wird vor dem Zusammenfügen zu den Segmenten (5, 30a) eine Querkohäsion in der Weise erteilt, dass die nebeneinander liegenden Bänder (3, 3a, 3b, 30) innerhalb des Segments (5, 30a) im Wesentlichen unverbunden bleiben;

e) in diesem Zustand durchlaufen die Segmente (5, 30a) den gesamten Ablegevorgang, wobei ein Zusammenhalt zwischen den Bändern (3, 3a, 3b, 30) und zwischen den Segmenten (5, 30a) der verschiedenen unidirektionalen Faserlagen durch das vorübergehende Fixieren an der Transporteinrichtung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ablegevorgang ein Greifer (6, 35) die Bänder (3, 3a, 3b, 30) zur Bildung der Segmente (5, 30a) quer über die Transporteinrichtung zieht, wobei im Zusammenwirken zwischen der Zugkraft des Greifers (6, 35) und der Rückstellkraft der Bänder (3, 3a, 3b, 30) ein Ausgleich unterschiedlicher mechanischer Längsspannungen zwischen den einzelnen Bändern (3, 3a, 3b, 30) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbringen der Querkohäsion benachbarte Bänder (3, 3a, 3b, 30) sich seitlich in einem Abstand voneinander befinden.
Verfahren zum Herstellen eines multiaxialen Fadengeleges in der Form einer endlosen Bahn, die sich auf einer Transporteinrichtung befindet und sich mit dieser in ihrer Längsrichtung bewegt, wobei eine Verlegeeinrichtung nacheinander zumindest zwei unidirektionale Faserlagen mit wechselnder Längsrichtung ihrer Fasern aufeinander ablegt und diese Faserlagen vorübergehend an der Transporteinrichtung fixiert werden, mit den folgenden Verfahrensschritten:
a) das Ausgangsmaterial der unidirektionalen Faserlagen sind aus Filamenten bestehende Fasern, die mit einer Schlichte versehen sind;

b) vor dem Verlegen zu einem multiaxialen Fadengelege werden die Fasern in einem Spreizprozess verbreitert, wobei jede Faser zu einem Band verformt wird, dessen Flächengewicht höchstens 300 g/m² beträgt;

c) die unidirektionalen Faserlagen werden in der Form von nebeneinander liegenden einzelnen Segmenten abgelegt, von denen jedes aus mindestens einem Band besteht, wobei die Längsrichtung der Bänder und damit auch der Segmente unter einem Winkel zur Längsrichtung des entstehenden bahnförmigen Fadengeleges verläuft und ein Greifer der Verlegeeinrichtung die Bänder zur Bildung der Segmente quer über die Transporteinrichtung zieht;
dadurch gekennzeichnet,
dass durch gezieltes Einwirken auf die Fasern (1, 1a, 1 b, 28) und/oder Bänder (3, 3a, 3b, 30) vor dem Verlegen die Adhäsionswirkung der Schlichte (4) zwischen den Filamenten (2) der Fasern (1, 1 a, 1 b, 28) und/oder Bänder (3, 3a, 3b, 30) herabgesetzt wird und die Verfahrensführung derart erfolgt, dass auch dicht nebeneinander liegende Bänder (3, 3a, 3b, 30) im Wesentlichen unverbunden bleiben, und dass die Bänder (3, 3a, 3b, 30) in diesem Zustand den gesamten Verlegevorgang durchlaufen, wobei im Zusammenwirken zwischen der Zugkraft des Greifers (5, 30a) und der Rückstellkraft der Bänder (3, 3a, 3b, 30) ein Ausgleich unterschiedlicher mechanischer Längsspannungen zwischen den einzelnen Bändern (3, 3a, 3b, 30) erfolgt und der Zusammenhalt zwischen den Bändern (3, 3a, 3b, 30) und Segmenten (5, 30a) innerhalb der unidirektionalen Lage durch das vorübergehende Fixieren an der Transporteinrichtung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bereits gespreizten Bänder (3a, 3b) als fertiges Zwischenprodukt auf Scheibenspulen (12) bereitgestellt, von einem Spulengatter abgezogen und dem Greifer (6) zugeführt werden, wobei ein definierter Schlupf der Bänder (3a, 3b) im Greifer (6) vorgesehen ist und beim Ausgleich der unterschiedlichen mechanischen Längsspannungen alle Bänder (3a, 3b) an dem dem Greifer (6) abgewandten Ende des Segments (5) in einer Klemmeinrichtung (8) fixiert sind.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bereits gespreizten Bänder (3a, 3b) des Zwischenprodukts auf mindestens einem gemeinsamen Spulenkörper einer Scheibenspule (12) bereitgestellt werden, auf dem mindestens zwei gespreizte Bänder (3a, 3b) nebeneinander, aber unverbunden aufgewickelt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbreitern der Fasern (3a, 3b) an der Multiaxialmaschine zur Herstellung des multiaxialen Fadengeleges erfolgt, wobei die von einem Spulengatter abgezogenen Fasern (1, 1 a, 1 b) des Ausgangsmaterials ein stationär angeordnetes Spreizaggregat durchlaufen und in der Form der verbreiterten Bänder (3a, 3b) dem Greifer (6) zugeführt werden, wobei beim Ausgleich der unterschiedlichen mechanischen Längsspannungen alle Bänder (3a, 3b) in dem Greifer (6) fixiert sind und die Rückstellkraft der Bänder (3a, 3b) von den Spulen des Spulengatters und der Spreizeinrichtung aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Verfahrensschritte vorgesehen sind:
a) das Verbreitern der Fasern (28) erfolgt an der Multiaxialmaschine zur Herstellung des multiaxialen Fadengeleges, wobei die von einem Spulengatter (25) abgezogenen Fasern (28) ein Spreizaggregat (26) durchlaufen;

b) das Spulengatter (25) wird zusammen mit dem Spreizaggregat (26) als eine gemeinsame bauliche Einheit (23) in der Weise gesteuert bewegt, dass der Abstand L zwischen der gemeinsamen baulichen Einheit (23) und der Verlegeeinrichtung (33) gezielt verändert wird;

c) die Bewegung der gemeinsamen baulichen Einheit (23) erfolgt nach Maßgabe des in der Zeiteinheit wechselnden Bedarfs der Verlegeeinrichtung an Bändern (30) derart, dass die Fasern (28) des Ausgangsmaterials das Spreizaggregat (26) mit konstanter Geschwindigkeit durchlaufen,

d) dabei sind zum Ausgleich unterschiedlicher mechanischer Längsspannungen zwischen den einzelnen Bändern (30) eines Segments (30a) dessen Enden im Greifer (35) fixiert, und die Rückstellkraft der Bänder (30) wird von den Spulen (27) des Spulengatters (25) und dem Spreizaggregat (26) aufgebracht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (5, 30a) gassenfrei nebeneinander oder mit einer Überlappung oder mit einem Abstand zueinander abgelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das gezielte Einwirken vor, während oder nach dem Spreizen vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das gezielte Einwirken mechanisch, thermisch oder chemisch vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ablegen der Segmente (5, 30a) auf eine der Faserlagen ein Kohäsionsmittel aufgebracht wird, welches nach dem Ablegen der Segmente (5, 30a) thermisch aktiviert wird und die Faserlagen miteinander verbindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Bänder gassenfrei, mit Überlappung oder beabstandet voneinander abgelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung ein bewegter Träger ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger eine textile Lage des multiaxialen Fadengeleges selbst ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablage aller unidirektionalen Faserlagen das multiaxiale Fadengelege einer Verbindungsstation zugeführt wird, in der alle Faserlagen miteinander vernäht, verwirkt oder kalandriert werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung aus Transportketten besteht, welche kurz vor dem Fixieren der Lagen quer zu ihrer Transportrichtung leicht divergieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass jede Faser (1, 1 a, 1 b, 28) separat gespreizt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (1, 1a, 1 b, 28) beim Spreizen in unterschiedlichen Ebenen geführt werden, so dass alle Fasern (1, 1a, 1 b, 28) seitlich frei liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (1, 1a, 1 b, 28) zumindest einer unidirektionalen Faserlage aus diskontinuierlichen Filamenten bestehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Fasern (1, 1a, 1 b, 30a) Kohlenstoff, Keramik, Glas, Aramid, eine Mischung davon ist oder aus deren Vor- oder Zwischenprodukten besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, bei welchem die Filamentzahl der Fasern (1, 1a, 1 b, 30a) zumindest 12K ist.
Unidirektionale Faserlage mit einem Flächengewicht von höchstens 300 g/m², bestehend aus einer Lage von parallel nebeneinander angeordneten Bändern, die durch Verbreitern von Fasern entstanden sind, die ihrerseits aus einer Vielzahl von kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Filamenten bestehen und als Ausgangsmaterial mit einer Schlichte versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes einzelne Band (3, 3a, 3b, 30) mit einem Mittel zum Erzielen einer Querkohäsion versehen ist, dass aber die nebeneinander liegenden Bänder (3, 3a, 3b, 30) im Wesentlichen unverbunden sind.
Unidirektionale Faserlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Querkohäsionsmittel ein Klebemittel ist, welches vor dem Ablegen der unidirektionalen Lage aufgebracht wird und nach dem Ablegen aktiviert wird.
Unidirektionale Faserlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Querkohäsionsmittel ein durch Wärme aktivierbares Mittel ist.
Unidirektionale Faserlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Querkohäsionsmittel ein chemisches Bindemittel ist.
Unidirektionale Faserlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Querkohäsion durch mechanisch oder hydraulisch wirkende Mittel aufgebracht wird.
Verfahren zum Herstellen einer unidirektionalen Faserlage nach einem der Ansprüche 23 bis 27, mit einem Flächengewicht von höchstens 300 g/m² als Zwischenprodukt, wobei auf einen Spulenkörper eine Vielzahl von dicht und parallel nebeneinander liegenden Bändern aufgewickelt wird, die durch Verbreitern von Fasern entstanden sind, die aus einer Vielzahl von Filamenten gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes einzelne Band (3, 3a, 3b, 30) mit einem Mittel zum Erzielen von Querkohäsion versehen wird, dass aber die Bänder (3, 3a, 3b, 30) seitlich unverbunden auf einen als Scheibenspule (12) ausgebildeten Spulenkörper aufgewickelt werden.
Unidirektionale Faserlage mit einem Flächengewicht von höchstens 300 g/m², bestehend aus einer Lage von parallel nebeneinander angeordneten Bändern, die durch Verbreitern von Fasern entstanden sind, die ihrerseits aus einer Vielzahl von kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Filamenten bestehen und als Ausgangsmaterial mit einer Schlichte versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Grenzflächen zwischen den einzelnen Bändern (3, 3a, 3b, 30) die Adhäsionswirkung der Schlichte herabgesetzt ist und die Bänder (3, 3a, 3b, 30) im Wesentlichen unverbunden sind.
Verfahren zum Herstellen einer unidirektionalen Faserlage nach Anspruch 29, mit einem Flächengewicht von höchstens 300 g/m² als Zwischenprodukt, wobei auf einen Spulenkörper eine Vielzahl von dicht und parallel nebeneinander liegenden Bändern aufgewickelt wird, die durch Verbreitern von Fasern entstanden sind, die aus einer Vielzahl von Filamenten gebildet und mit einer Schlichte versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Adhäsionswirkung der Schlichte (4) herabgesetzt wird und die Bänder (3, 3a, 3b, 30) im Übrigen querkohäsionsfrei und seitlich unverbunden auf einen als Scheibenspule (12) ausgebildeten Spulenkörper aufgewickelt werden.
Spulenkörper mit einer unidirektionalen Faserlage als Zwischenprodukt bei der Herstellung eines multiaxialen Fadengeleges nach einem der Ansprüche 28 oder 30, wobei die unidirektionale Lage ein Flächengewicht von höchstens 300 g/m² hat und aus einer Vielzahl von dicht nebeneinander angeordneten Bändern gebildet ist, die durch Verbreitern von Fasern entstanden sind, die ihrerseits aus einer Vielzahl von Filamenten bestehen,
dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper als Scheibenspule (12) ausgebildet ist und die Bänder (3, 3a, 3b, 30) der unidirektionalen Lage seitlich unverbunden sind.
Multiaxiales Fadengelege, mit den folgenden Merkmalen:
a) das Fadengelege besteht aus übereinander abgelegten unidirektionalen Faserlagen;

b) mindestens eine Faserlage hat ein Flächengewicht von höchstens 300 g/m² und besteht aus parallel nebeneinander angeordneten Bändern, die durch Verbreitern von Fasern entstanden sind, die ihrerseits aus einer Vielzahl von kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Filamenten bestehen und als Ausgangsmaterial mit einer Schlichte versehen sind;

c) die übereinander angeordneten unidirektionalen Faserlagen sind miteinander verbunden,
dadurch gekennzeichnet,

d) dass die zu einer unidirektionalen Faserlage gehörenden Bänder (3, 3a, 3b, 30) überwiegend durch die benachbarten unidirektionalen Faserlagen miteinander verbunden sind,

e) dass die seitlichen Berührungsbereiche der Bänder (3, 3a, 3b, 30) innerhalb einer unidirektionalen Faserlage im Wesentlichen adhäsionsfrei sind,

f) und dass die einzelnen Bänder (3, 3a, 3b, 30) jeweils für sich mit einem Querkohäsionsmittel versehen sind.
Multiaxiales Fadengelege, mit den folgenden Merkmalen:
a) das Fadengelege besteht aus übereinander abgelegten unidirektionalen Faserlagen;

b) mindestens eine Faserlage hat ein Flächengewicht von höchstens 300 g/m² und besteht aus parallel nebeneinander angeordneten Bändern, die durch Verbreitern von Fasern entstanden sind, die ihrerseits aus einer Vielzahl von kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Filamenten bestehen und als Ausgangsmaterial mit einer Schlichte versehen sind;

c) die übereinander angeordneten unidirektionalen Faserlagen sind miteinander verbunden,
dadurch gekennzeichnet,

d) dass die zu einer unidirektionalen Faserlage gehörenden Bänder (3, 3a, 3b, 30) überwiegend durch die benachbarten unidirektionalen Faserlagen miteinander verbunden sind, während

e) die seitlichen Berührungsbereiche der Bänder (3, 3a, 3b, 30) innerhalb einer unidirektionalen Faserlage im Wesentlichen adhäsionsfrei sind, indem die Adhäsionswirkung der Schlichte herabgesetzt ist.
Multiaxiales Fadengelege nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Fasern (1, 1a, 1 b, 30a) Kohlenstoff, Keramik, Glas, Aramid, eine Mischung davon ist oder aus deren Vor- und Zwischenprodukten besteht.
Multiaxiales Fadengelege nach einem der Ansprüche 23 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsprodukt Fasern (1, 1a, 1 b, 30a) mit einer Filamentzahl von zumindest 12K dienen.
Kompositteil mit einer Matrix und einem verstärkenden multiaxialen Fadengelege nach einem der Ansprüche 32 bis 35, das gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 hergestellt ist.