WO2013017273A1 - Verstärkungshalbzeug für organobleche und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines als Maschenware ausgebildeten Verstärkungshalbzeuges für Organobleche, bei dem eine flächige Maschenware (1), insbesondere ein Multiaxialgelege mit mehreren Gelegelagen (1a, 1b, 1c, 1d, 1e), mit einer Vielzahl von parallel zur Herstellungs- und Förderrichtung (5) liegenden Bindenähten (3a, 3b) versehen wird und in jeder Bindenaht (3a, 3b) ein Wirkfaden (4) die einzelnen Gelegelagen (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) der Maschenware (1) verbindet, wofür der wenigstens eine Wirkfaden (4) mit einer Vielzahl von über die Breite der Maschenware senkrecht zur Herstellungs- und Förderrichtung (5) angeordneten Nadeln, insbesondere Schiebernadeln (2) durch die Maschenware (1) hindurchgeführt wird, wobei mit einer Teilanzahl aller Nadeln (2) ein temperaturbeständiger, insbesondere nicht-thermoplastischer Wirkfaden (4) durch die Maschenware (1) geführt wird zur Herstellung von Bindenähten (3a) aus temperaturbeständigem, insbesondere nichtthermoplastischem Material. Die Erfindung betrifft auch ein Organoblech mit einem solchen Verstärkungshalbzeug.
Description
Verstärkungshalbzeug für Organobleche und Verfahren zu dessen
Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines als Maschenware ausgebildeten Verstärkungshalbzeuges für Organobleche, bei dem eine flächige Maschenware, insbesondere ein Muitiaxialgelege mit mehreren Gelegelagen, mit einer Vielzahl von parallel zur Herstellungs- und Förderrichtung liegenden
Bindenähten versehen wird und in jeder Bindenaht ein Wirkfaden die einzelnen Gelegelagen mit der Maschenware verbindet, wofür der wenigstens eine
Wirkfaden mit einer Vielzahl von über die Breite der Maschenware senkrecht zur Herstellungs- und Förderrichtung angeordneten Nadeln, insbesondere
Schiebernadeln durch die Maschenware hindurchgeführt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verstärkungshalbzeug für Organobleche, umfassend eine flächige Maschenware, insbesondere ein Muitiaxialgelege mit mehreren Gelegelagen, mit einer Vielzahl von parallel zur Herstellungs- und Förderrichtung liegenden Bindenähten, wobei in jeder Bindenaht ein Wirkfaden die einzelnen Lagen der Maschenware verbindet.
Verstärkungshalbzeuge für Organobleche sind allgemein bekannt. Dabei werden unter Organoblechen, die zu den Faserverbundwerkstoffen zählen, flächige Elemente verstanden, die Fasern enthaltende Verstärkungshalbzeuge aufweisen, welche mit einem thermoplastischen Matrixmaterial imprägniert sind. Es ergibt sich so die Möglichkeit, solche Organobleche unter Einsatz einer
Temperatureinwirkung zu verformen.
BESTÄTIGUNGSKOPIE
Als Verstärkungshalbzeug kommen hier beispielsweise Maschenwaren zum Einsatz, die mehrere Lagen umfassen können, wobei die einzelnen Lagen untereinander mit Wirkfäden verbunden, d.h. vermascht sind, beispielsweise maschengerecht oder auch nicht maschengerecht.
Eine solche Maschenware kann beispielsweise als ein Multiaxialgelege
ausgebildet sein, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diese Spezialform der Maschenware beschränkt ist. Ein solches Multiaxialgelege kann mehrere
Gelegelagen umfassen, wobei jede der Gelegelagen parallel liegende
Verstärkungsfäden, sogenannte Rovings oder gespreizte Verstärkungsbänder aufweist. Die einzelnen Gelegelagen sind hierbei unter unterschiedlichen Winkeln orientiert.
Die Herstellung eines solchen Multiaxialgeleges kann mit einer sogenannten Kettenwirkmaschine mit einem multiaxialen Schusseintragsystem hergestellt werden, wobei die mehreren Lagen der Rovings oder der gespreizten Bänder in definierten Winkeln abgelegt werden.
In einer in Förder- bzw. Herstellungsrichtung liegenden Wirkeinheit werden die einzelnen Lagen sodann mit einem oder mehreren Wirkfäden vermascht, wofür in der Kettenwirkmaschine eine senkrecht zur Förder- und Herstellungsrichtung angeordnete Nadelbarre vorgesehen sein kann, die mehrere Nadeln,
insbesondere Schiebernadeln aufweist, mit denen der wenigstens eine Wirkfaden durch die Maschenware zum Zweck der Vermaschung hindurchgeführt wird. Es entstehen so im beispielsweise äquidistanten Abstand der Nadeln in Förder- bzw. Herstellungsrichtung liegende Bindenähte, durch welche die einzelnen
Gelegelagen eines solchen Multiaxialgeleges verbunden sind.
Wie erwähnt, ist die Erfindung nicht auf Multiaxialgelege beschränkt und es können demnach auch andere Maschenwaren zum Einsatz kommen, die einen Schichtaufbau aufweisen, wobei die einzelnen Schichten durch Wirkfäden zur
Ausbildung von Bindenähten verbunden sind. Solche Maschenwaren können allgemein durch z.B. Stricken oder Wirken hergestellt sein.
Im Stand der Technik ist es dabei bekannt, als Wirkfäden thermoplastische
Materialien einzusetzen, z.B. aus PET. Der Einsatz solcher bekannter
Maschenware mit thermoplastischen Wirkfäden erweist sich bei Organoblechen jedoch als nachteilig, da durch eine Temperaturbehandlung die thermoplastischen Wirkfäden der Maschenware nach dem Stand der Technik aufschmelzen und somit die ursprüngliche Vermaschung der einzelnen Lagen der Maschenware gelöst wird. Es kann daher bei einer Wärmebehandlung in einem
Formgebungsprozess eines Organobleches mit einem solchen
Verstärkungshalbzeug gemäß dem Stand der Technik zu einer Verschiebung der einzelnen Lagen kommen, was als nachteilig und unerwünscht gewertet wird.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verstärkungshalbzeug, ein
Organoblech, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, wobei die Verstärkungshalbzeuge bzw. das Verfahren zu dessen Herstellung sicher stellen sollen, dass die einzelnen Lagen der Maschenware beim Einsatz in
Organoblechen und damit einhergehenden Temperaturbehandlungen eine stabile Lage zueinander bewahren. Des weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verstärkungshalbzeug bzw. ein Verfahren zur Herstellung eines solchen bereit zu stellen, mit dem die Imprägnierbarkeit mit thermoplastischen Matrixmaterialien wunschgemäß beeinflusst, insbesondere eingestellt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in einem Verfahren zur Herstellung eines als Maschenware ausgebildeten Verstärkungshalbzeugs für Organobleche gemäß der zuvor genannten gattungsgemäßen Art mit einer Teilanzahl aller Nadeln, ein temperaturbeständiger Wirkfaden durch die
Maschenware geführt wird zur Herstellung von Bindenähten aus
temperaturbeständigem Material. Beispielsweise kann hier als Wirkfaden ein solcher verwendet werden, der aus einem nicht-thermoplastischen Material hergestellt ist. Hierbei können die Nadeln z.B. als Schiebernadeln, aber auch als
Zugnadeln ausgebildet sein, je nachdem, ob die Wirkfäden nach dem Einführen in die jeweilige Nadel mit der Nadel durch das Verstärkungshalbzeug hindurch geschoben oder gezogen werden.
Dabei ist es ein wesentlicher Kerngedanke der Erfindung, dass ein solcher temperaturbeständiger Wirkfaden nicht an allen Nadeln zum Einsatz kommt, die beispielsweise in einer Maschine zur Herstellung der Maschenware,
beispielsweise zur Herstellung eines multiaxialen Geleges eingesetzt werden.
So werden zur Herstellung von Bindenähten in Maschinen zur Herstellung einer Maschenware, z.B. in Kettenwirkmaschinen über die Breite der Maschenware sogenannte Nadelbarren angeordnet, an denen eine Vielzahl von z.B. äquidistant angeordneten Nadeln vorhanden ist und wobei mit jeder Nadel ein Wirkfaden zur Herstellung einer Bindnaht durch die Maschenware, d.h. durch deren Dicke und somit durch alle Gelegelagen hindurchgeführt werden kann. Erfindungsgemäß wird nun nur ein Teil aller vorhandenen Nadeln verwendet, um einen
temperaturbeständigen Wirkfaden zu führen.
Die Verwendung eines temperaturbeständigen Wirkfadens bei einem Teil aller verwendeten Nadeln im Herstellungsprozess bewirkt erfindungsgemäß, dass die jeweils mit einer solchen Nadeln hergestellte Bindenaht ebenso
temperaturbeständig ist und demnach eine als Verstärkungshalbzeug für
Organobleche eingesetzte Maschenware bei einer Temperaturbehandlung eine Stabilität der einzelnen Lagen zueinander bewahrt im Gegensatz zu den
Maschenwaren, die gemäß dem Stand der Technik bekannt sind.
Es kann dabei in einer erfindungsgemäß bevorzugten Weiterbildung vorgesehen sein, dass mit einer anderen Teilanzahl aller Nadeln, also solche Nadeln, die nicht jeweils einen temperaturbeständigen Wirkfaden führen, insbesondere mit der restlichen Anzahl aller Nadeln, ein thermoplastischer Wirkfaden durch die
Maschenware geführt wird zur Herstellung von Bindenähten aus einem
thermoplastischen Material.
Es entsteht demnach bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ein Verstärkungshalbzeug, welches einerseits eine Anzahl von Bindenähten aus einem temperaturstabilen Wirkfaden aufweist und andererseits auch eine Anzahl von Bindenähten aufweist, die aus einem thermoplastischen Wirkfaden hergestellt sind. Die Bindenähte zumindest derselben Materialart können dabei äquidistant angeordnet sein.
Das Vorsehen von Bindenähten beider Materialarten wird insoweit als vorteilhaft angesehen, dass zum einen durch die temperaturstabilen Wirkfäden der
Zusammenhalt der einzelnen Lagen der Maschenware bei einer
Temperaturbehandlung des Verstärkungshalbzeuges oder eines fertigen
Organobleches erhalten bleibt, wohingegen die thermoplastischen Wirkfäden bzw. die hierdurch hergestellten Bindenähte bei einer Temperaturbehandlung
aufschmelzen oder zumindest erweichen können.
Diese können sogar zu einer Imprägnierung des Verstärkungshalbzeuges durch die Dicke der Maschenware hindurch beitragen. So können demnach
beispielsweise die thermoplastischen Wirkfäden einen Anteil des
thermoplastischen Matrixmaterials bilden, gegebenenfalls sogar das einzige thermoplastische Matrixmaterial bilden, welches zur Imprägnierung des
hergestellten Verstärkungshalbzeuges eingesetzt wird.
Ein Organoblech kann demnach beispielsweise aus einem solchen
erfindungsgemäßen Verstärkungshalbzeug gewonnen werden, in dem das
Verstärkungshalbzeug lediglich einer Temperaturbehandlung, d.h. einer
Aufheizung unterworfen wird, bei welcher die thermoplastischen Wirkfäden aufschmelzen und ein geschmolzenes Matrixmaterial bilden, welches sich innerhalb der Maschenware verteilt, beispielsweise durch wirkende Kapillarkräfte oder gegebenenfalls zusätzlich applizierten Druck. Ebenso besteht die
Möglichkeit, ein Verstärkungshalbzeug dieser erfindungsgemäßen Art zusätzlich durch ein weiteres thermoplastisches Matrixmaterial zu tränken.
Beim Einsatz von thermoplastischen Wirkfäden zusammen mit temperaturstabilen Wirkfäden und der zusätzlichen Imprägnierung mit einem thermoplastischen Matrixmaterial kann es vorgesehen sein, dass der wenigstens eine
thermoplastische Wirkfaden und das thermoplastische Matrixmaterial aus demselben Material oder auch unterschiedlichen thermoplastischen Materialien gewählt werden.
Bei Auswahl unterschiedlicher Materialien besteht auch die Möglichkeit, diese hinsichtlich ihrer materialspezifischen Temperaturen, insbesondere der
Glasübergangstemperatur und/oder der Schmelztemperatur und/oder der Zersetzungstemperatur unterschiedlich zu wählen bzw. zu kombinieren
Dabei sind die Temperaturen jeweils so definiert, dass unterhalb der
Glasübergangstemperatur (auch Erweichungstemperatur genannt) das Material in einem spröden, glasartigen, hartelastischen Zustand, bzw. das Polymer als eingefrorene Schmelze vorliegt.
Oberhalb der Glasübergangstemperatur und unterhalb der Schmelztemperatur geht das Material in einen elastischen Zustand über. Es liegt eine sogenannte Entropieelastizität vor.
Oberhalb der Schmelztemperatur und unterhalb der Zersetzungstemperatur liegt das Material in einem flüssigen Zustand vor.
Oberhalb der Zersetzungstemperatur wird das Material thermisch zersetzt und dadurch zerstört.
Es besteht somit erfindungsgemäß die Möglichkeit, thermoplastische Materialen für Wirkfaden / Wirkfäden und Matrix einzusetzen, die verschiedene solche spezifischen Temperaturen aufweisen.
Dabei können solche Materialienkombinationen auch lediglich lokal begrenzt und/oder lokal variierend in einer erfindungsgemäßen Maschenware zum Einsatz kommen, beispielsweise also in Abhängigkeit lokaler Bereiche der Maschenware die Materialien bzw. relativen Lagen der spezifischen Temperaturen der
Materialen lokal geändert werden. Durch solche verschiedenen Verhältnisse und / oder Variationen können gezielt, insbesondere lokal verschiedene Eigenschaften eines Organobleches eingestellt werden.
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass ein thermoplastischer Wirkfaden mit einer gegebenen Schmelztemperatur kombiniert wird mit einem Matrixmaterial mit einer niedrigeren Schmelztemperatur als der/die Wirkfäden und so die
Umformbarkeit eines Organobleches gezielt, ggfs. nur lokal oder über das gesamte Blech eingestellt wird, z.B. als zäh-elastisch. Dies bedeutet, dass bei einer Temperaturbehandlung die Matrix bereits aufgeschmolzen ist, die Wirkfäden jedoch noch nicht, insbesondere sich in einem Übergangsbereich befinden zwischen der Glasübergangstemperatur und der Schmelztemperatur.
In einer anderen Ausführung können z.B. auch Wirkfäden verwendet werden, die eine niedrigere Schmelztemperatur haben als die zusätzlich eingesetzte Matrix. In diesem Fall schmelzen ggfs. nur lokal oder global über das gesamte Blech bei einer Temperaturbehandlung zunächst die Wirkfäden auf. Hierdurch können gezielt zunächst Fließkanäle in Dickenrichtung eines Organoblechs erzeugt werden.
In einer anderen Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein, dass zusätzlich zu dem Eintrag eines temperaturbeständigen Wirkfadens mit der Teilanzahl aller Nadeln gemäß der eingangs genannten Beschreibung mit einer anderen
Teilanzahl aller Nadeln überhaupt kein Wirkfaden geführt wird, so dass diese anderen Nadeln, insbesondere die gesamte restliche Anzahl von Nadeln, im Herstellungsprozess der Maschenware auf ihrem Weg durch die Dicke der Maschenware keinen Faden führen und somit lediglich Durchgänge durch die Maschenwaren herstellen, dadurch, dass durch die Nadeln die einzelnen Rovings
bzw. gespreizten Bänder an den Durchstichstellen verdrängt werden. An diesen Stellen, an denen die Nadeln keinerlei Wirkfaden führen, entsteht demnach eine Lochung des Maschenmaterials, die zusätzlich zu den temperaturbeständigen Wirkfäden und den durch diese hergestellte Bindenähte in die Maschenware eingetragen wird.
Eine solche Lochung bzw. die durch die„leeren" Nadeln hergestellten Durchgänge wirken sich auf die Permeabilität und somit auf die Imprägnierbarkeit der
Maschenware mit einem thermoplastischen Matrixmaterial aus, da dieses thermoplastische Matrixmaterial bei einer Temperaturbehandlung einfacher in die Durchgänge der Maschenware eindringen und somit die Maschenware über deren Dicke ausfüllen kann. Insbesondere wird so eine Imprägnierbarkeit in Richtung der Dicke der Maschenware verbessert.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die beiden vorgenannten
Ausführungsformen miteinander zu kombinieren, d.h. mit einer ersten Teilanzahl von allen Nadeln einen temperaturbeständigen Wirkfaden zu führen, mit einer zweiten Teilanzahl aller Nadeln einen thermoplastischen Wirkfaden zu führen und mit einer dritten Teilanzahl von Nadeln keinerlei Wirkfaden zu führen.
Erfindungsgemäß kann es vorgesehen sein, über die Breite der Maschenware senkrecht zur Herstellungs- oder Förderrichtung die Nadeln oder Gruppen von Nadeln, die einen temperaturstabilen, insbesondere nicht thermoplastischen Wirkfaden führen und diejenigen Nadeln oder Gruppen von Nadeln, die entweder einen thermoplastischen oder auch gar keinen Wirkfaden führen, gleichmäßig zu verteilen, insbesondere so, dass über die Breite des hergestellten
Verstärkungshalbzeuges sich eine wiederholende Abfolge der Nadeln bzw.
Gruppen mit temperaturstabilen bzw. thermoplastischen Wirkfäden oder keine Wirkfäden führenden Nadeln ergibt.
Beispielsweise kann es dabei vorgesehen sein, dass über die Breite der
Maschenware senkrecht zur Herstellungs- oder Förderrichtung auf eine erste
Anzahl (Gruppe) von Nadeln, die einen temperaturstabilen, insbesondere nicht thermoplastischen Wirkfaden führen, eine gleiche oder auch eine kleinere oder auch eine größere Anzahl (Gruppe) von Nadeln folgt, die einen thermoplastischen oder keinen Wirkfaden führen.
Es besteht so erfindungsgemäß der besondere Vorteil, dass über das Verhältnis der Anzahl und/oder der räumlichen Abfolge von Nadeln bzw. Nadelgruppen, die einen temperaturstabilen, insbesondere nicht thermoplastischen Wirkfaden führen und von Nadeln bzw. Gruppen, die einen thermoplastischen und/oder keine Wirkfaden führen, eine gewünschte, insbesondere vorbestimmbare Permeabilität bzw. Imprägnierbarkeit der Maschenware für einen späteren Imprägnierungsschritt eingestellt wird.
So kann demnach der Hersteller eines Verstärkungshalbzeuges für Organobleche im Herstellungsschritt selbst bestimmen, wie die Imprägnierbarkeit der
Maschenware eingestellt ist.
Beispielsweise besteht so auch die Möglichkeit, die Imprägnierbarkeit der
Maschenware bzw. die Imprägnierung des späteren fertigen
Verstärkungshalbzeuges lokal unterschiedlich zu gestalten. Dabei ist
erfindungsgemäß in jedem Fall durch das Vorhandensein von temperaturstabilen Wirkfäden sicher gestellt, dass die einzelnen Lagen der Maschenware zueinander stabil verbleiben.
Erfindungsgemäß kann es weiterhin vorgesehen sein, dass im
Herstellungsprozess des Verstärkungshalbzeuges die Maschenware nach der Herstellung der Bindenähte thermisch entschlichtet wird. Erst durch das
erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Verstärkungshalbzeug wird ein solcher thermischer Entschlichtungsprozess möglich, da bei der
Temperaturbehandlung während der Entschlichtung die temperaturstabilen
Wirkfäden und die hierdurch hergestellten Bindenähte stabil bleiben und somit die einzelnen Lagen der Maschenware zueinander gesichert sind.
Bei einer thermischen Entschlichtung bleibt demnach die im Hersteilungsprozess hergestellte Lagenfolge erhalten. Es kann sodann auch vorgesehen sein, nach einer thermischen Entschlichtung eine neue andere Schlichte auf das
erfindungsgemäß hergestellte Verstärkungshalbzeug aufzubringen. Die neue Schlichte kann dabei optimal auf eine bestmögliche Faser-Matrix-Haftung ausgerichtet sein.
Weiterhin kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, als Wirkfäden zur
Herstellung von temperaturstabilen, insbesondere nicht thermoplastischen Bindenähten, z.B. Glasfasern oder Carbonfasern oder Aramidfasern einzusetzen. Auch andere hier nicht ausdrücklich genannte, jedoch temperaturbeständige Fasern können eingesetzt werden. Dabei werden die jeweiligen Fasern bzw. Wirkfäden als temperaturbeständig im Sinne der Erfindung verstanden, wenn diese bei denjenigen Temperturen beständig sind bzw. bleiben, bei denen ein eingesetztes thermoplastische Matrixmaterial schmilzt bzw. verformbar wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. unter Einsatz eines
erfindungsgemäßen Verstärkungshalbzeuges lassen sich demnach Organobleche herstellen, die ein solches Verstärkungshalbzeug umfassen und mit einem thermoplastischen Matrixmaterial imprägniert sind. Die Imprägnierung /
Imprägnierbarkeit kann erfindungsgemäß variabel eingestellt werden und es ist durch das Vorhandensein von zumindest einigen Bindenähten aus einem temperaturbeständigen Wirkfaden sicher gestellt, dass die Lagen der
Maschenware stabil zueinander verbleiben. Ein Verstärkungshalbzeug der erfindungsgemäßen Art weist demnach neben den Bindenähten aus einem temperaturstabilen Wirkfaden in einer Ausführung zusätzliche weitere Bindenähte aus einem thermoplastischen Wirkfaden und/oder Bereiche auf, in denen keine Bindenähte vorliegen, obwohl in diesen Bereichen beim Hersteilungsprozess Nadeln durch die Maschenware geführt wurden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben.
Die Figur 1 zeigt als ein mögliches Ausführungsbeispiel ein multiaxiales Gelege aus insgesamt fünf Gelegelagen, wobei die einzelnen Gelegelagen 1a, 1 b, 1c, 1d und 1e jeweils einzelne sogenannte Rovings oder gespreizte Bänder aufweisen, die in den verschiedenen Gelegelagen unterschiedliche Lege-Orientierung zueinander aufweisen. Diese unterschiedlichen Orientierungen werden
beispielsweise in einer Kettenwirkmaschine hergestellt, die ein multiaxiales Schusseintragsystem in definierten Winkeln aufweist.
Sobald in der Kettenwirkmaschine die einzelnen Gelegelagen 1a, 1 b, 1c, 1d und 1e aufeinander abgelegt sind, folgt in Richtung zum Ende des
Herstellungsschrittes das Vermaschen der einzelnen Lagen 1a - 1e, wofür einzelne Nadeln 2, die an einer hier nicht gezeigten Nadelbarre angeordnet sind, zusammen mit Wirkfäden 4 durch die Dicke des multiaxialen Geleges geführt werden und hierbei in der Förder- und Herstellungsrichtung 5 zueinander parallel angeordnete, insbesondere äquidistante Bindenähte herstellen. Die Bindenähte entstehen hier durch Maschenbildung in den jeweiligen Wirkfäden.
Dies verdeutlicht in schematischer Darstellung die Figur 2, die das multiaxiale Gelege gemäß der Figur 1 in vereinfachter Form darstellt, wobei es ersichtlich ist, dass mit einem Teil der Nadeln 2, nämlich solchen, die einen
temperaturbeständigen Faden 4 führen, Bindenähte 3a parallel zur Herstellungsund Förderrichtung 5 erzeugt werden, die demnach ebenso temperaturstabil sind und auch bei einer Temperaturbehandlung, beispielsweise zum Zweck der Imprägnierung mit einem thermoplastischen Matrixmaterial oder Formgebung die Lagestabilität sicherstellen.
Mit einer anderen Anzahl aller Nadeln 2 kann weiterhin ein thermoplastischer Wirkfaden 4' zur Herstellung von nicht temperaturstabilen Bindenähten 3b eingesetzt werden, so dass sich in der hier dargestellten Abfolge bei der Figur 2
zwischen temperaturstabilen Bindenähten 3a eine Anzahl von nicht temperaturstabilen Bindenähten 3b aus einem thermoplastischen Material ergeben. Diese Bindenähte, die durch den beispielsweise thermoplastischen Wirkfaden 4' hergestellt sind, können bei einer thermischen Behandlung des Verstärkungshalbzeuges aufschmelzen und einen Teil des Matrixmaterials oder vollständig das einzige Matrixmaterial ausbilden.
Wie im allgemeinen Teil beschrieben, kann es auch vorgesehen sein, statt einen thermoplastischen Wirkfaden 4'mit einem Teil der Nadeln 2 keinen Wirkfaden zu führen.
In einem solchen Fall könnte mit Bezug auf die Figur 2 zwischen den Bindenähten 3a ein von Bindenähten freier Bereich 3b angeordnet sein, obwohl im
Herstellungsprozess die Nadeln in diesem freien Bereich im jeweiligen
Prozesstakt durch die Maschenware hindurchgeführt worden und hierbei
Durchgänge gestochen haben.
Diese Durchgänge beeinflussen maßgeblich die Permeabilität im
erfindungsgemäßen Sinn, da sie die Ausbreitung eines thermoplastischen
Matrixmaterials beeinflussen.
Nicht dargestellt, jedoch ebenso möglich ist es, die Ausführungsvarianten zu kombinieren, d.h. neben den in der Figur 2 dargestellten Bindenähten 3a mit einem temperaturstabilen Wirkfaden 4 und den Bindenähten 3b mit einem thermoplastischen Wirkfaden 4' auch Bereiche vorzusehen, in denen Nadeln ohne Wirkfaden lediglich Durchgänge durch die Dicke, d.h. durch alle Lagen der Maschenware gestochen haben.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung eines als Maschenware ausgebildeten
Verstärkungshalbzeuges für Organobleche, bei dem eine flächige
Maschenware (1 ), insbesondere ein Multiaxialgelege mit mehreren
Gelegelagen (1a, 1 b, 1c, 1d, 1e), mit einer Vielzahl von parallel zur
Herstellungs- und Förderrichtung (5) liegenden Bindenähten (3a, 3b) versehen wird und in jeder Bindenaht (3a, 3b) ein Wirkfaden (4) die einzelnen Gelegelagen (1a, 1 b, 1c, 1d, 1e) der Maschenware (1 ) verbindet, wofür der wenigstens eine Wirkfaden (4) mit einer Vielzahl von über die Breite der Maschenware senkrecht zur Herstellungs- und Förderrichtung (5) angeordneten Nadeln, insbesondere Schiebernadeln (2) durch die
Maschenware (1 ) hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Teilanzahl aller Nadeln (2) ein temperaturbeständiger,
insbesondere nicht-thermoplastischer Wirkfaden (4) durch die
Maschenware (1 ) geführt wird zur Herstellung von Bindenähten (3a) aus temperaturbeständigem, insbesondere nicht-thermoplastischem Material.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mit einer anderen Teilanzahl aller Nadeln (2), insbesondere mit der restlichen
Anzahl, ein thermoplastischer Wirkfaden durch die Maschenware (1 ) geführt wird zur Herstellung von Bindenähten (3b) aus einem
thermoplastischen Material.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass mit einer anderen Teilanzahl aller Nadeln (2), insbesondere mit der restlichen Anzahl, kein Wirkfaden durch die Maschenware (1 ) geführt wird zur Herstellung lediglich eines lokalen, von der jeweiligen Nadel erzeugten Durchgangs durch die Maschenware (1 ).
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass über die Breite der Maschenware (1 ) senkrecht zur Herstellungs- oder Förderrichtung (5) die Nadeln (2) oder Gruppen von Nadeln (2), die einen temperaturstabilen, insbesondere nichtthermoplastischen Wirkfaden (4) führen und die Nadeln (2) oder Gruppen von Nadeln (2), die einen thermoplastischen oder keinen Wirkfaden führen, gleichmäßig verteilt sind, insbesondere über die Breite eine sich
wiederholende Abfolge aufweisen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass über die
Breite der Maschenware (1 ) senkrecht zur Herstellungs- oder
Förderrichtung (5) auf eine Anzahl von Nadeln (2), die einen
temperaturstabilen, insbesondere nicht-thermoplastischen Wirkfaden (4) führen eine gleiche oder kleinere Anzahl von Nadeln (2) folgt, die einen thermoplastischen oder keinen Wirkfaden führen.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass über das Verhältnis der Anzahlen und/oder räumlichen Abfolge von Nadeln (2), die einen temperaturstabilen, insbesondere nicht-thermoplastischen Wirkfaden (4) führen und von Nadeln (2), die einen thermoplastischen oder keinen Wirkfaden führen, eine gewünschte, insbesondere vorbestimmte Permeabilität / Imprägnierbarkeit der Maschenware (1 ) für einen späteren Imprägnierungsschritt eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Maschenware (1 ) nach Herstellung der
Bindenähte thermisch entschlichtet wird und/oder neu beschlichtet wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass als Wirkfäden (4) zur Herstellung von temperaturstabilen, insbesondere nicht-thermoplastischen Bindenähten (3a) Glasfasern oder Carbonfasern oder Aramidfasern verwendet werden.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass beim Einsatz thermoplastischer Wirkfäden zusammen mit temperaturstabilen Wirkfäden und einer thermoplastischen Matrix für thermoplastische Wirkfäden und Matrix unterschiedliche thermoplastische Materialien eingesetzt werden, insbesondere Materialen mit unterschiedlicher Lage von Glasübergangstemperatur und/oder
Schmelztemperatur und/oder Zersetzungstemperatur.
10. Verstärkungshalbzeug für Organobleche, umfassend eine flächige
Maschenware (1 ), insbesondere ein Multiaxialgelege mit mehreren
Gelegelagen (1 a, 1 b, 1c, 1d, 1 e), mit einer Vielzahl von parallel zur
Herstellungs- und Förderrichtung (5) liegenden Bindenähten, wobei in jeder Bindenaht ein Wirkfaden die einzelnen Gelegelagen (1a, 1 b, 1 c, 1d, 1e) der Maschenware (1 ) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass über die Breite der Maschenware (1 ) senkrecht zur Herstellungs- oder
Förderrichtung (5) auf eine Anzahl von insbesondere äquidistanten
Bindenähten (3a) aus einem temperaturstabilen, insbesondere nichtthermoplastischen Wirkfaden (4) eine Anzahl, insbesondere eine gleiche oder kleinere Anzahl von insbesondere äquidistanten Bindenähten (3b) aus einen thermoplastischen Wirkfaden oder wenigstens ein Bereiche ohne Bindenähte folgt .
H .Organoblech umfassend ein Verstärkungshalbzeug nach Anspruch 10, das mit einem thermoplastischen Matrixmaterial imprägniert ist.
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|---|---|---|---|
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