WO2023025725A1

WO2023025725A1 - Preform-patch und verfahren zur nachträglichen verstärkung eines faserverbundbauteils

Info

Publication number: WO2023025725A1
Application number: PCT/EP2022/073334
Authority: WO
Inventors: Dominik Dierkes
Original assignee: Faserverbund Innovations UG (haftungsbeschränkt)
Priority date: 2021-08-23
Filing date: 2022-08-22
Publication date: 2023-03-02

Abstract

Es wird vorgeschlagen, ein Preform-Patch (2) zu verwenden, das auf seiner der Oberfläche des Faserverbundbauteils (8) zugewandten Seite als erste Lage zumindest eine Lage eines Abreißgewebes (10), darüber zumindest eine Lage einer Fließhilfe (12) und darüber zumindest eine Lage einer Vakuumfolie (14) angeordnet ist, wobei die zumindest eine Lage der Fließhilfe (12) in einem Verteilerraum (16) zur Verteilung des Matrixmaterials (6) über der Faserlage (4a) eines Fasermaterials angeordnet ist, der nach außen hin durch die Vakuumfolie (14) begrenzt ist, und das Preform-Patch (2) eine gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässige Membran (18) und eine Lage eines Abstandhaltergewebes (20) aufweist, wobei der vom Abstandhaltergewebe (20) ausgefüllte Raum einen Absaugraum (22) bildet, der gegen den Verteilerraum (16) matrixmaterialdicht abgedichtet ist.

Description

Preform-Patch und Verfahren zur nachträglichen Verstärkung eines Faserverbundbauteils

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Preform-Patch zur nachträglichen Verstärkung eines mindestens eine Faserlage eines Fasermaterials und eines die Faserlage eines Fasermaterials einbettenden Matrixmaterials eines Faserverbunds aufweisenden Faserverbundbauteils, wobei das Preform-Patch zumindest eine Lage eines Abreißgewebes aufweist, sowie auf ein entsprechendes Verfahren zur nachträglichen Verstärkung eines Faserverbundbauteils. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur nachträglichen Verstärkung und/oder Reparatur eines Flügels eines fertig installierten Windrades.

Faserverbundbauteile, die in technischen Produkten eingebaut sind, weisen eine durch ihre Konstruktion und Bauweise festgelegte Belastbarkeit auf. Nach dem Einbau eines Faserverbundbauteils in ein Produkt kann sich allerdings herausstellen, dass die ursprüngliche Belastbarkeit des Faserverbundbauteils im konkreten Anwendungsfall nicht ausreicht. Genauso ist es möglich, dass das betreffende Faserverbundbauteil in seiner Belastbarkeit nachträglich verstärkt werden soll, damit das Produkt insgesamt in seiner Leistung und Belastbarkeit gesteigert wird. Schließlich kann im Faserverbundbauteil auch ein Strukturschaden aufgetreten sein, der die ursprüngliche Belastbarkeit des Faserverbundbauteils einschränkt und der durch eine Reparatur wieder beseitigt werden soll. Aus der Schrift EP 2 474 410 A1 ist es bekannt, ein Preform-Patch zum Reparieren von Teilen aus einem Verbundwerkstoff in einem automatisierten Verfahren herzustellen. Maßgefertigte Gewebelagen werden auf einem Abreißgewebe zu einem Flicken gestapelt, der Flicken wird in ein Preform-Patch eingebracht, sodann wird ein abgedichtetes Gehäuse um die Reparaturstellenoberfläche geschaffen, und es wird mit dem Infusionsverfahren ein Matrixmaterial in die Reparaturstelle eingebracht. Bei diesem Verfahren bleibt offen, wie ein Preform-Patch ausgestaltet sein kann, um das Matrixmaterial prozesssicher und ohne Blasenbildung auf der Reparaturstellenoberfläche zu verteilen. Insbesondere ist nicht näher dargelegt, wo und wie das Vakuum beim Infusionsverfahren angelegt wird.

Aus der Schrift DE 102019 121 357 A1 ist ein Verfahren zum Reparieren eines Faserverbundbauteils bekannt. Für die Reparatur einer Schadstelle werden eine oder mehrere Reparaturfaserlagen in eine Reparaturkavität eingelegt und danach wird die Reparaturkavität mit einem Matrixmaterial infundiert. Auch hier bleibt offen, wie die Reparaturfaserlagen zueinander angeordnet sein können, um eine prozesssichere Verteilung des Matrixmaterials während der Infusion zu erreichen.

Aus der Schrift DE 102018 111 306 A1 ist ein Verfahren zum Applizieren eines Werkstoffes auf ein Faserverbundbauteil bekannt. Um eine Oberfläche eines Faserverbundbauteils im Applikationsbereich eines Klebstoffes für die Herstellung einer Klebeverbindung vorzubereiten, wird vorgeschlagen, ein Monofilamentgewebe als Abreißgewebe im Applikationsbereich auf die Oberfläche des Faserverbundbauteils aufzulegen, mit Matrixmaterial zu tränken, aushärten zu lassen und danach abzurei- ßen, um eine Oberfläche mit einer hohen Oberflächenenergie zu erzeugen, an der andere Werkstoffe gut anhaften können.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Preform-Patch zu schaffen, das leicht herstellbar ist, durch seinen besonderen Aufbau einen prozesssicheren Fluss des Matrixmaterials durch das Preform-Patch hindurch ermöglicht und leicht verarbeitbar ist, sowie auf ein entsprechendes Verfahren zur Verstärkung eines Faserverbundbauteils.

Die Aufgabe wird für ein gattungsgemäßes Preform-Patch gelöst, indem das Preform-Patch auf seiner der Oberfläche des Faserverbundbauteils zugewandten Seite als erste Lage zumindest eine Lage eines Abreißgewebes, darüber zumindest eine Lage einer Fließhilfe und darüber zumindest eine Lage einer Vakuumfolie angeordnet ist, wobei die zumindest eine Lage der Fließhilfe in einem Verteilerraum zur Verteilung des Matrixmaterials über einer Faserlage eines Fasermaterials anordnenbar ist, der Verteilerraum auf der dem Faserverbundbauteil abgewandten Seite durch die Vakuumfolie begrenzt ist, und das Preform-Patch eine gasdurchlässige, aber mat- rixmaterialundurchlässige Membran und eine Lage eines Abstandhaltergewebes aufweist, wobei das Abstandhaltergewebe zwischen der matrixmaterialundurchlässi- gen Membran und der Vakuumfolie angeordnet ist, und wobei der vom Abstandhaltergewebe ausgefüllte Raum einen Absaugraum bildet, der gegen den Verteilerraum matrixmaterialdicht abgedichtet ist. Die Aufgabe wird für ein gattungsgemäßes Verfahren gelöst, indem ein Preform- Patch verwendet wird, bei dem auf seiner der Oberfläche des Faserverbundbauteils zugewandten Seite als erste Lage zumindest eine Lage eines Abreißgewebes, darüber zumindest eine Lage einer Fließhilfe und darüber zumindest eine Lage einer Vakuumfolie angeordnet ist, wobei die zumindest eine Lage der Fließhilfe in einem Verteilerraum zur Verteilung des Matrixmaterials über einer Faserlage eines Fasermaterials angeordnet ist, der Verteilerraum auf der dem Faserverbundbauteil abgewandten Seite durch die Vakuumfolie begrenzt ist, das Preform-Patch eine gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässige Membran und eine Lage eines Abstandhaltergewebes aufweist, wobei der vom Abstandhaltergewebe ausgefüllte Raum einen Absaugraum bildet, der gegen den Verteilerraum matrixmaterialdicht abgedichtet ist, das Preform-Patch auf eine Faserlage eines Fasermaterials aufgelegt wird, die zuvor auf das Faserverbundbauteil aufgelegt wurde, das Preform- Patch vakuumdicht mit dem Faserverbundbauteil verbunden wird und Matrixmaterial in das Preform-Patch eingeleitet wird, bis die Faserlage eines Fasermaterials mit Matrixmaterial gesättigt ist, das Matrixmaterial aushärtet und danach das Preform- Patch entlang der Lage des Abreißgewebes von der Faserlage eines Fasermaterials abgerissen wird, oder das Preform-Patch zusätzlich eine Faserlage eines Fasermaterials als erste Lage, darüber zumindest eine Lage eines Abreißgewebes, darüber zumindest eine Lage einer Fließhilfe und darüber zumindest eine Lage einer Vakuumfolie, eine gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässige Membran und eine Lage eines Abstandhaltergewebes aufweist, wobei das Abstandhaltergewebe zwischen der matrixmaterialundurchlässigen Membran und der Vakuumfolie angeordnet ist, und wobei der vom Abstandhaltergewebe ausgefüllte Raum einen Ab- saugraum bildet, der gegen den Verteilerraum matrixmaterialdicht abgedichtet ist, und das Preform-Patch mit der Faserlage eines Fasermaterials direkt auf die Oberfläche des Faserverbundbauteils aufgelegt wird, das Preform-Patch vakuumdicht mit dem Faserverbundbauteil verbunden wird und Matrixmaterial in das Preform-Patch eingeleitet wird, bis die Faserlage eines Fasermaterials mit Matrixmaterial gesättigt ist, das Matrixmaterial aushärtet und danach das Preform-Patch entlang der Lage des Abreißgewebes von der Faserlage eines Fasermaterials abgerissen wird.

Die Aufgabe wird für ein gattungsgemäßes Verfahren zur nachträglichen Verstärkung und/oder Reparatur eines Flügels eines fertig installierten Windrades gelöst, indem auf die Oberfläche des Flügels auf der zu reparierenden und/oder zu verstär- ken-den Seite eine Faserlage eines Fasermaterials als erste Lage, darüber zumindest eine Lage eines Abreißgewebes, darüber zumindest eine Lage einer Fließhilfe und darüber zumindest eine Lage einer Vakuumfolie aufgebracht werden, wobei die zumindest eine Lage der Fließhilfe in einem Verteilerraum zur Verteilung des Matrixmaterials über einer Faserlage eines Fasermaterials angeordnet wird, der Verteilerraum auf der dem Flügel abgewandten Seite durch die Vakuumfolie begrenzt wird, und der Verteilerraum eine gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässi- ge Membran und eine Lage eines Abstandhaltergewebes aufweist, wobei das Abstandhaltergewebe zwischen der matrixmaterialundurchlässigen Membran und der Vakuumfolie angeordnet wird und der vom Abstandhaltergewebe ausgefüllte Raum einen Absaugraum bildet, der gegen den Verteilerraum matrixmaterialdicht abgedichtet ist, vorstehend beschriebene Materiallage vakuumdicht mit dem Faserverbundbauteil verbunden wird und Matrixmaterial in die Material-Iage eingeleitet wird, bis die Faserlage eines Fasermaterials mit Matrixmaterial gesättigt ist, das Matrix- material aushärtet und danach die Materiallage mit Ausnahme der Faserlage eines Fasermaterials entlang der Lage des Abreißgewebes von der Faserlage eines Fasermaterials abgerissen wird, ohne dabei den Flügel vom Windrad zu lösen.

Das Preform-Patch bildet ein Pflaster, das an einer zu verstärkenden Stelle auf die Faserlage eines Fasermaterials aufgelegt wird, die ihrerseits auf die Oberfläche des Faserverbundbauteils aufgelegt worden ist. In das Preform-Patch ist zumindest eine Lage des Abreißgewebes, die zumindest eine Lage der Fließhilfe und die zumindest eine Lage der Vakuumfolie fertig eingearbeitet. Das Preform-Patch kann kostengünstig komplett vorgefertigt werden, sodass es nicht mehr erforderlich ist, die im Preform-Patch bereits enthaltenen Materiallagen einzelnen auszuschneiden, zu legen und auszurichten. Das Preform-Patch kann insbesondere passgenau für den jeweiligen Anwendungszweck vorgefertigt werden, so wenn beispielweise bei größeren Stückzahlen eine identische Arbeitsqualität bei einer hohen Prozesssicherheit gefordert ist. Fehler durch eine individuelle manuelle Verarbeitung werden vermieden. Die jeweiligen Material-Lagen können miteinander verschweißt, verklebt oder vernäht oder auf eine sonstige geeignete Weise miteinander verbunden sein, wobei bei einer Vernähung sichergestellt sein muss, dass die Einstichlöcher in der Vakuumfolie und er Membran ausreichend abgedichtet werden.

Die Umfangsform und Größe des Preform -Patches kann leicht an den jeweiligen Verwendungszweck angepasst werden. Das gilt auch für die Auswahl der Materia- lien sowie für die Dimensionierung und Anzahl der jeweiligen Lagen des Preform- Patches.

Das Preform-Patch muss an seinen Außenseiten zur Umgebung hin luftdicht abgedichtet sein, bevor das Matrixmaterial mit einem Vakuum in den Verteilerraum im Inneren des Preform -Patches gezogen werden kann. Das Preform-Patch kann an seinen Außenseiten mit seinen Materiallagen bereits vor der Verbindung mit dem Faserverbundbauteil gasdicht verschweißt oder verklebt sein, so dass es schon für sich in den Randbereichen gasdicht ist, und/oder das Preform-Patch wird insbesondere in den Bereichen, in denen die seitlichen Ränder offen sind, mit einem gasdichten Klebeband auf die Oberfläche des Faserverbundbauteils geklebt. Ein solcher Arbeitsschritt ist allerdings schnell und leicht gemacht, das Fehlerrisiko ist dabei gering. Da das Preform-Patch mit seiner Faserlage eines Fasermaterials nicht gasdicht verschlossen werden kann, muss es in jedem Fall vor seinem Gebrauch gasdicht mit der Oberfläche des Faserverbundbauteils verbunden werden, beispielsweise über Klebebänder.

Durch die spezielle Schichtung der jeweiligen Materiallagen des Preform-Patches liegt die zumindest eine Lage des Abreißgewebes direkt auf der Faserlage eines Fasermaterials auf, das auf die Oberfläche des Faserverbundbauteils aufgelegt worden ist oder das ein Bestandteil des Preform-Patches ist. Wenn das Matrixmaterial in das Preform-Patch eingeleitet wird, verteilt es sich über die Fließhilfe mit einer sich über die Fläche des Preform-Patches bewegenden Fließfront über die Fläche der Faserlage eines Fasermaterials und sickert in die Faserlage eines Fasermateri- als ein, es vernetzt sich mit diesem sowie mit der Oberfläche des Faserverbundbauteils und härtet danach aus.

Die Vakuumfolie ist gas- und matrixmaterialdicht, so dass sich das Matrixmaterial unter ihr im Verteilerraum vollflächig verteilen kann, ohne dass es zu Materialverlusten des Matrixmaterials kommt. Die Vakuumfolie fördert durch ihre Sperrwirkung aber auch die Verteilung des Matrixmaterials innerhalb des Verteilerraums, weil sich die Fließfront des Matrixmaterials an ihr entlang durch den Verteilerraum bewegt. Die Vakuumfolie kann aufgrund ihrer Ausstattung aber nicht Gasbestandteile vom Matrixmaterial trennen. Nach dem Aushärten des Matrixmaterials kann dann das Preform-Patch mit dem Abreißgewebe von dem Faserverbundbauteil und der neu darauf aufgebrachten Lage eines Fasermaterials einfach in einem Arbeitsgang abgerissen werden. Durch die erfindungsgemäße Schichtung der Lagen des Preform- Patches bleibt nach dem Abreißen der übrigen Lagen entlang des Abreißgewebes nur die Faserlage eines Fasermaterials mit dem diese umgebenen und dann ausgehärteten Matrixmaterial auf dem Faserverbundbauteil, um dieses zu verstärken.

Ein wichtiger Bestandteil des Preform -Patches ist die Membran, die den Verteilerraum vom Absaugraum trennt. Die Membran ist durch eine entsprechend kleine Mikro-Perforation zwar nicht gasdicht, sie verhindert aber den Durchtritt der langkettigen Moleküle des flüssigen zugeführten Matrixmaterials. Ein Vorteil des Preform-Patches ist darin zu sehen, dass der Absaugraum bereits montagefertig in das Preform-Patch integriert ist. Durch die Integration des Absaugraums in das Preform-Patch werden die Montage und der Gebrauch des Preform-Patches vereinfacht. Montagefehler und eventuelle Undichtigkeiten werden dadurch vermieden. Das Vakuum im Verteilerraum wird über die Materiallage mit einer gasdurchlässigen, aber matrixmaterial undurchlässigen Membran und dem Abstandhaltergewebe hergestellt. Das Abstandhaltergewebe im Absaugraum dient als Abstandhalter, das verhindert, dass sich die Membran unter der Einwirkung des Vakuums plan an die Vakuumfolie anlegt, so dass dabei der Absaugraum kollabiert und der Gasstrom aus dem Verteilerraum dadurch unterbrochen ist. Der Begriff des Abstandhaltergewebes ist dabei weit zu verstehen. Er ist nicht auf ein Gewebe im Wortsinn beschränkt, sondern deckt alles ab, was einerseits die Membran und die Vakuumfolie auf Abstand hält und gleichwohl noch einen Gasstrom durch den Absaugraum zulässt, wie beispielsweise auch Vliese, poröse und in Erstreckungsrichtung gasdurchlässige Formkörper und dergleichen.

Wird über einen Absauganschluss ein Vakuum an den Absaugraum angelegt, zieht der dabei auftretende Unterdrück das in den Verteilerraum einströmende Matrixmaterial vom Zulaufanschluss in die Richtung der Membran. Da die Membran matrix- materialundurchlässig, aber gasdurchlässig ausgestaltet ist, kann im Verteilerraum befindliches Gas vollständig oder zumindest nahezu vollständig abgesaugt werden, das Matrixmaterial wird dagegen im Verteilerraum zurückgehalten. Je nachdem, wie sich die Fließfront des Matrixmaterials dabei über die Fläche des Preform -Patches bewegt, steht Matrixmaterial dort an der Membran an, wo die Fließfront die Membran erreicht hat. Die Membran sollte deshalb in Bereichen des Preform -Patches und des Faserverbundbauteils angeordnet sein, in denen keine weitere Benetzung von einer Faserlage eines Fasermaterials erforderlich ist. Bei einer sich fortbewegenden Fließfront wird auf diese Weise über den Absaugraum nur noch dort Gas aus dem Verteilerraum abgesaugt und Matrixmaterial angesaugt, wo der Verteilerraum noch nicht vollständig mit Matrixmaterial gefüllt ist, bis die gesamte Fläche der Membran mit anstehendem Matrixmaterial abgedeckt ist. Auf diese Weise kann eine hohe Prozessqualität mit geringen Gaseinschlüssen im Matrixmaterial, das die Faserlage eines Fasermaterials einbettet, erreicht werden.

Das Abstandhaltergewebe ist bevorzugt, aber nicht zwingend, wie auch die Lage des Abreißgewebes, die Lage der Fließhilfe und die Lage der Vakuumfolie aus einem flexibel verformbaren Werkstoff hergestellt, so dass sich das Preform-Patch bei seinem Einsatz an beliebige Flächenkonturen des Faserverbundbauteils anzupassen vermag.

Ein Preform-Patch kann insbesondere mehrere Lagen einer Fließhilfe aufweisen. Die Fließhilfe kann insbesondere dort mehrlagig ausgeführt sein, wo eine größere Fließgeschwindigkeit des Matrixmaterials gewünscht ist. Die Mehrlagigkeit kann deshalb auch nur bereichsweise ausgeführt sein. Mehrlagig ausgeführte Fließhilfen können zwischen sich auch Taschen ausbilden, die einen größeren Förderquerschnitt aufweisen als eine einlagige Fließhilfe.

Die Faserlage eines auf das Faserverbundbauteil aufgelegten Fasermaterials enthält die Verstärkungsfasern, die einem Faserverbundbauteil die höhere Festigkeit verschaffen. Hier können die für die Verwendung in Faserverbundbauteilen bekannten Fasern verwendet werden, wie beispielsweise Glasfasern, Karbonfasern, Aramidfa- sern und dergleichen. Die Faserlage ist so gestaltet, wie es für die jeweilige Anwendung passend erscheint. Die Fasern können in gewebter, gewirkter Form oder in Wirrlage vorliegen. Sie können so ausgerichtet sein, dass sich eine erhöhte Festigkeit in einer bestimmten Belastungsrichtung einstellt. Es können auch mehrere Fa- serlagen aufeinander oder Faserlagen mit unterschiedlichen Faserarten verwendet sein.

Das Preform-Patch ist insbesondere zur Reparatur und/oder nachträglichen Verstärkung von besonders großen Faserverbundbauteilen geeignet, wie beispielsweise auch von Flügeln von Windrädern. Durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Preform-Patches kann die Reparatur und/oder die nachträgliche Verstärkung des großen Faserverbundbauteils wie einem Flügel an einem betriebsfertig aufgestellten Windrad ausgeführt werden, ohne dass es erforderlich ist, dafür den Flügel zu demontieren, auf dem Boden abzulegen, die Reparatur und/oder die Verstärkung vorzunehmen und danach den Flügel wieder an das Windrad anzubauen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Preform-Patch zusätzlich eine Faserlage eines Fasermaterials als erste Lage, darüber zumindest eine Lage eines Abreißgewebes, darüber zumindest eine Lage einer Fließhilfe und darüber zumindest eine Lage einer Vakuumfolie auf. Bei dieser Ausgestaltung, die auch in einem entsprechend angepassten Verfahren oder bei der Reparatur eines großen Verbundbauteils wie dem Flügel eines Windrades angewandt werden kann, ist die Fa- serlage eines Fasermaterials ein Bestandteil des Preform-Patches. Die Faserlage wird in diesem Fall zusammen mit den übrigen Materiallagen des Preform-Patches als ein Montageteil auf die Oberfläche des Faserverbundbauteils aufgelegt, und zwar mit der Faserlage als die die Oberfläche direkt kontaktierende Schicht und den übrigen Schichten des Preform -Patches in der beanspruchten Reihenfolge darüber. Der Arbeitsgang des separaten Auflegens der Faserlage auf die Oberfläche der Faserverbundbauteils entfällt. Durch die Verbindung der verschiedenen Materiallagen in einem vorgefertigten Preform-Patch können die entsprechend verwendeten Materialien optimal aufeinander abgestimmt werden, und das Risiko aus der gemeinsamen Verwendung von nicht miteinander kompatiblen Materialien, die bei einer gesonderten Verlegung einer vom Preform-Patch separaten Materiallage besteht, entfällt. Für diese Kombination von Materiallagen unter Einschluss der Faserlage in das Preform-Patch gelten die vorstehend beschriebenen Vorteile entsprechend.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Materiallage mit der Membran und dem Abstandhaltergewebe in zumindest einem Randbereich der Fließhilfe mit dieser zumindest teilweise überlappend angeordnet. Durch die Überlappung wird das Matrixmaterial bis an die Membran herangeführt. Wenn die Fließhilfe die Materiallage nicht vollständig überlappt, ergibt sich für das Matrixmaterial eine Art Bremszone, in der die Fließfront des Matrixmaterials ausläuft. Wenn die Bremszonen außerhalb oder im Randbereich der Bereiche ausgebildet sind, in denen sich die Faserlage eines Fasermaterials befindet, wird die Faserlage vollständig vom Matrixmaterial erreicht und benetzt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Preform-Patch einen Zulaufanschluss und einen Absauganschluss auf. Der Zulaufanschluss für das Matrixmaterial wird mit dem Preform-Patch verbunden, um darüber das Matrixmaterial in den Verteilerraum einleiten zu können. Der Absauganschluss wird an den Absaugraum angeschlossen, um daran das Vakuum anlegen zu können. Der Zulaufanschluss und der Absauganschluss können als standardisierte Formteile bereitgestellt werden, die beispielsweise mit einem Klebeband gasdicht mit dem Preform-Patch verbunden werden können. Die Montage wird dadurch wesentlich vereinfacht und beschleunigt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Preform-Patch nur bereichsweise eine gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässige Membran und eine Lage eines Abstandhaltergewebes auf. Indem das Preform-Patch nur bereichsweise eine gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässige Membran und eine Lage eines Abstandhaltergewebes aufweist, kann Membranmaterial eingespart werden, es ist aber insbesondere möglich, Matrixmaterial aus einem Bereich, in dem sich keine Membran befindet, in den Bereich zu ziehen, in dem die Membran vorhanden ist. Insbesondere wenn die Zuleitung des Matrixmaterials in einem Bereich erfolgt, in dem sich keine Membran befindet, kann das Matrixmaterial besser über die Fläche des Preform-Patches verteilt werden. Es ist also vorteilhaft, den Bereich des Pre- form-Patches, in dem das Matrixmaterial einläuft, und den Bereich, in dem die Membran angeordnet ist, räumlich so aufeinander abzustimmen, dass sich eine gute Verteilung des Matrixmaterials über die Fläche des Preform-Patches ergibt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Lage der Fließhilfe in einem Abschnitt des Preform-Patches in einer Ebene gelegen, die verschieden ist zur Ebene der auf der Faserlage eines Fasermaterials aufliegenden Lage der Fließhilfe, wobei die in der verschiedenen Ebene gelegene Fließhilfe an einem Ende in der Ebene der auf der Faserlage eines Fasermaterials aufliegenden Lage der Fließhilfe mündet. Insbesondere bei größeren Bauteilen, die verstärkt werden sollen, kann sich das Problem einstellen, dass das Matrixmaterial schon auszuhärten beginnt, bevor sich die Fließfront des Matrixmaterials über die gesamte Fläche der Faserlage eines Fasermaterials ausgebreitet hat. Diejenigen Bereiche der Faserlage, die die Fließfront des Matrixmaterials noch nicht erreicht hat, würden dann möglicherweise nicht mehr mit Matrixmaterial benetzt, so dass dort kein Faserverbund mehr hergestellt werden kann. Ein solcher Verstärkungs- oder Reparaturversuch wäre als gescheitert anzusehen, mit der Folge, dass auch die vom Matrixmaterial durchtränkten Bereiche der Faserlage eines Fasermaterials vom Faserbundbauteil wieder entfernt werden müssten und ein neuer Versuch erforderlich wäre, das Faserverbundbauteil zu verstärken oder zu reparieren. Um solche Fehlschläge zu vermeiden, ist es vorteilhaft, Zonen im Preform-Patch zu schaffen, in denen das Matrixmaterial schneller fließen kann als in anderen Bereichen. Indem zumindest eine Lage der Fließhilfe in einer Ebene im Preform-Patch gelegen ist, die von der Ebene abweicht, in der die auf der Faserlage aufliegende Lage der Fließhilfe angeordnet ist, kann das Matrixmaterial an dieser Lage der Fließhilfe entlang vorwärts strömen, ohne dass dabei eine größere Materialfraktion des Matrixmaterialflusses in die Faserlage eines Fasermaterials wegsickert. Die in der verschiedenen Ebene angeordnete Lage der Fließhilfe bildet mit dem darin angesammelten Matrixmaterial eine hydrostatische Säule, in der das Matrixmaterial durch die Schwerkraft und das Gewicht des nachfließenden Matrixmaterials durch die Fließhilfe hindurch schneller hindurchfließen kann. Die in der verschiedenen Ebene angeordnete Lage der Fließhilfe kann insbesondere als ein Steg ausgebildet sein, der von dem übrigen Preform-Patch absteht. Das Matrixmaterial kann dadurch bei gleicher Dimensionierung der Kanalgrößen schneller die weiter von dem Zulaufanschluss entfernten Bereiche des Preform-Patches erreichen, als das über die Bereiche möglich ist, in denen das Matrixmaterial zumindest teilweise in die Faserlage wegsickert. Durch die in einer anderen Ebene angeordnete Fließhilfe kann das Matrixmaterial also schneller in die weiter von dem Zulaufanschluss entfernten Bereiche gelangen, bevor das Matrixmaterial auszuhärten beginnt. Selbstverständlich ist auch die in einer verschiedenen Ebene angeordnete Fließhilfe nach außen hin von zumindest einer Vakuumfolie abgedeckt, so dass dort keine Verluste von Matrixmaterial eintreten können und das im Absaugraum anliegende Vakuum bis in die in der verschiedenen Ebene gelegene Fließhilfe hineinreicht.

Indem die in der verschiedenen Ebene gelegene Fließhilfe an einem Ende in der Ebene der auf der Faserlage eines Fasermaterials aufliegenden Lage der Fließhilfe mündet, kann aber immer noch in der verschiedenen Ebene transportiertes Matrix- material in die auf der Faserlage aufliegende Lage der Fließhilfe einsickern und sich dort weiter verteilen. Je nachdem, wie der Übergang von der in der verschiedenen Ebene angeordneten Lage einer Fließhilfe in die auf der Faserlage aufliegende Lage der Fließhilfe ausgestaltet ist, gelangt dabei mehr oder weniger Matrixmaterial in den Bereich der Fließhilfe über der Faserlage. So können die Fließhilfen im Mündungsbereich kontaktlos, nur aneinander anstoßend oder auch mehr oder weniger überlappend ausgebildet sein. Die in einer verschiedenen Ebene angeordnete Lage der Fließhilfe kann in einer Lasche gelegen sein, die zum übrigen Preform-Patch beweglich ist. So kann die Lasche vor dem Gebrauch raumsparend flach auf dem übrigen Preform-Patch aufliegen und seitlich wegklappen, wenn sie mit Matrixmaterial befüllt wird. Die in der verschiedenen Ebene angeordnete Fließhilfe hat dann genügend Raum, um sich aufzubauchen und dabei ein größeres Volumen an Matrixmaterial aufzunehmen. Die in einer verschiedenen Ebene angeordnete Lage der Fließhilfe bildet auf diese Weise eine gesonderte Leitung zur Beförderung des Matrixmaterials aus.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die in der verschiedenen Ebene angeordnete Lage der Fließhilfe in eine Schlaufe gelegt. Im Bereich der Schlaufe oder einer Falte liegt die Lage der Fließhilfe zumindest doppellagig in einer Schlaufenebene im Preform-Patch. Eine in eine Schlaufe oder Falte gelegte Fließhilfe bildet nach der Befüllung mit Matrixmaterial einen Kanal mit einem annähernd runden, in jedem Fall aber vergrößertem Querschnitt aus, in dem eine größere Menge von Matrixmaterial transportiert werden kann. Die in eine Schlaufe oder gefaltete Fließhilfe umgrenzt einen Innenraum, der gegebenenfalls auch leichter aufweiten kann. Ein oder zwei gegenüberliegende Enden der Schlaufe können mit der auf der Faserlage aufliegenden Lage der Fließhilfe bereichsweise überlappend ausgeführt sein, um in der Schlaufe befördertes Matrixmaterial besser in die Fläche des Preform -Patches überzuleiten.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die in der verschiedenen Ebene angeordnete Lage der Fließhilfe und die gasdurchlässige, aber matrixmaterialun- durchlässige Membran mit der Lage eines Abstandhaltergewebes in einem Abstand und in einer zumindest annähernd parallelen Ausrichtung zueinander über die Länge des Preform-Patches. Während die in der verschiedenen Ebene angeordnete Lage der Fließhilfe in ihrem Verlauf das Matrixmaterial mit einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit über die Länge des Preform-Patches transportiert und sich dieses von dort aus in eine Richtung quer zur Längserstreckungsrichtung der in der verschiedenen Lage angeordneten Fließhilfe verteilt, dient die gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässige Membran mit der Lage eines Abstandhaltergewebes dazu, den Absaugraum auszubilden, an dem das Vakuum anliegt und über den das Matrixmaterial in die Richtung des Absaugraumes gezogen wird. Durch den in Längserstreckungsrichtung zumindest annähernd parallelen Verlauf der in der verschiedenen Lage angeordneten Fließhilfe und des von der Membran abgedeckten Absaugraums kann das Matrixmaterial schnell und effektiv sowohl in Längserstreckungsrichtung als auch in einer Richtung quer zur in der verschiedenen Lage angeordneten Fließhilfe über die Fläche des Preform-Patches verteilt werden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung bilden mindestens zwei Lagen von Vakuumfolien die Außenhaut des Preform-Patches, wobei die beiden Lagen durch ein dazwischen angeordnetes Absaugvlies voneinander getrennt sind. Sollte die innere Lage der Vakuumfolie an einzelnen Stellen undicht sein, hält die äußere Lage der Vakuumfolie das Preform-Patch nach außen hin noch immer ausreichend dicht, wobei das aus der inneren Lage der Vakuumfolie austretende Matrixmaterial über das Absaugvlies abgesaugt und aufgefangen werden kann. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Preform-Patch als Rollenware vorgehalten. Auf einer Rolle können auch größere Materiallängen aufgerollt sein, wie beispielswese Materiallängen von 50 m und mehr. Die auf die Rolle aufgespulte Länge des Matrixmaterials kann am Einsatzort abgerollt und auf ein Maß passend abgelängt werden, das für den geplanten Einsatz ausreichend lang ist. Das in der Rolle vorgehaltene Preform Patch kann auch für den Verwendungszweck genau passend lang gestaltet sein, so dass auf der Baustelle keine Kürzungsarbeiten mehr erfolgen müssen. Die Montage kann dadurch beschleunigt werden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird bei dem Verfahren nach Anspruch 11 oder 12 ein nach einem der Ansprüche 3 bis 10 gestaltetes Preform-Patch verwendet. Dabei ergeben sich die vorstehend beschriebenen Vorteile.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Preform-Patch auf eine nicht horizontal ausgerichtete Fläche des Faserverbundbauteils aufgelegt und das Matrixmaterial am oberen Ende des Preform-Patches in das Preform-Patch eingeleitet. Bei dieser Anordnung des Preform-Patches wird die Schwerkraft mit dazu genutzt, das Matrixmaterial in das Preform-Patch einfließen und sich darin verteilen zu lassen. Insbesondere dann, wenn das Preform-Patch mit der Lage der Fließhilfe nahezu oder genau vertikal ausgerichtet ist, erreicht das Matrixmaterial vergleichsweise hohe Fließgeschwindigkeiten. Insbesondere bei sehr großen Bauteilen wie beispielsweise den Rotorblättern von Windkraftanlagen, können sich bei einer Infusion des Matrixmaterials von oben in das Preform-Patch Laufstrecken für das Matrixmaterial von beispielsweise 40 - 50 m entlang der Länge eines einzelnen Rotorblatts erge- ben. Solche Laufstrecken benötigen allein mit einem angelegten Vakuum eine Laufzeit, bei der das Matrixmaterial schon auszuhärten beginnt, zumal das Matrixmaterial ja zusätzlich zu den Laufstrecken in Erstreckungsrichtung noch blasenfrei in die Faserlage eines Fasermaterials eindringen und sich mit diesem und der Oberfläche des Faserverbundbauteils vernetzen muss. Das Preform-Patch erlaubt es, die Schwerkraft als eine Förderhilfe für den Zulauf des Matrixmaterials in das Preform- Patch zu nutzen.

Ein weiterer Vorteil bei der Anwendung des Preform-Patches auf einer nicht horizontal ausgerichteten Fläche ist in dem Umstand zu sehen, dass sich in der Fließhilfe bei einer entsprechenden Zuströmmenge in der Höhe eine Flüssigkeitssäule aufbaut, in der sich ein statischer Druck aufbaut. Der statische Druck in der Flüssigkeitssäule unterstützt das Einsickern des Matrixmaterials in die Faserlage eines Fasermaterials. Auch dadurch wird die Verteilung des Matrixmaterials innerhalb des Preform-Patches unterstützt und beschleunigt.

Vorteilhaft ist auch, dass das Preform-Patch auf sehr großen, aber auch kleineren Bauteilen verwendet werden kann, ohne dass das zu verstärkende Bauteil demontiert und in eine horizontale Lage verbracht werden muss. Das zu verstärkende Bauteil kann vielmehr vor Ort in seinem Einbauzustand mit dem Preform-Patch verstärkt werden, indem das Preform-Patch auf das zu verstärkende Bauteil aufgelegt, abgedichtet und mit Matrixmaterial geflutet wird. Das ist viel kostengünstiger zu machen als große Bauteile aus einer Vorrichtung zu demontieren, zu bearbeiten und danach wieder in eine Vorrichtung einzubauen. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Zuführmenge des Matrixmaterials in das Preform-Patch so gesteuert, dass sich am vorderen Ende der Fließfront und/oder in einem Zwischenabschnitt des Preform -Patches in Flussrichtung gesehen ein überschüssiger Materialvorrat an Matrixmaterial im Bereich der Fließhilfe einstellt. Wird die Zuführmenge des Matrixmaterials so gesteuert, dass sich am vorderen Ende der Fließfront und/oder in einem Zwischenabschnitt des Preform- Patches ein überschüssiger Materialvorrat an Matrixmaterial einstellt, ergibt sich in diesem Bereich ein Reservoir an Matrixmaterial, das aus der Fließhilfe in die Faserlage eines Fasermaterials fließen kann. Der Zufluss und die Bevorratung von Matrixmaterial kann auf diese Weise auf die Bereiche beschränkt werden, in denen zufließendes Matrixmaterial tatsächlich benötigt wird. So kann die zufließende Menge an Matrixmaterial auch gedrosselt werden, um die Aufnahmekapazität und die Haltefähigkeit der Fließhilfe nicht zu überlasten. Insbesondere bei größeren Bauteilabmessungen könnten bei einer ungesteuerten Zufuhr des Matrixmaterials Flüssigkeitssäulen von 20, 30 oder 40 m entstehen, deren Druck das Preform-Patch nicht standzuhalten vermag. Eine Art Wellensteuerung kann vermeiden helfen, dass sich zu viel Matrixmaterial im Preform-Patch ansammelt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Preform-Patch nur bereichsweise eine gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässige Membran und eine Lage eines Abstandhaltergewebes auf und das Preform-Patch ist so auf dem Faserverbundbauteil ausgerichtet, dass der von der Membran und dem Abstandhaltergewebe ausgebildete Absaugraum das Matrixmaterial in einer Richtung quer zur Horizonta- len durch den Verteilerraum saugt. Bei dieser Ausgestaltung wird die Querverteilung des Matrixmaterials im Preform-Patch durch die Absaugung des in der Verteilerkammer befindlichen Gases durch die Membran unterstützt. Die Querverteilung wirkt dabei insbesondere in dem Bereich, der von der Membran nicht abgedeckt ist. Es ist vorteilhaft, die Membran in einem seitlichen Randbereich des Preform -Patches anzuordnen, weil dadurch die Querverteilung durch das im Absaugraum anliegende Vakuum über die Breite des Preform-Patches funktioniert. Die Verteilung des Matrixmaterials in vertikaler Richtung kann insbesondere durch die Schwerkraft unterstützt werden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist in dem verwendeten Preform-Patch eine Lage der Fließhilfe in einem Abschnitt des Preform-Patches in einer Ebene gelegen, die verschieden ist zur Ebene der auf der Faserlage eines Fasermaterials aufliegenden Lage der Fließhilfe, wobei die in der verschiedenen Ebene gelegene Fließhilfe an einem Ende in der Ebene der auf der Faserlage eines Fasermaterials aufliegenden Lage der Fließhilfe mündet, und die Zuführung des Matrixmaterials ist so gesteuert, dass sich in der verschieden gelegenen Lage der Fließhilfe zumindest abschnittweise eine Vorratssäule von Matrixmaterial bildet. Die in der verschiedenen Lage angeordnete Fließhilfe bildet eine Art Lasche, die sich bei der Befüllung mit Matrixmaterial aufstellt und als eine Harzleitung dient, um das Matrixmaterial schnell an weiter von dem Zulaufanschluss entfernt liegende Stellen des Preform-Patches zu transportieren. Die Steuerung des Zulaufs an Matrixmaterial kann dabei vorteilhaft so erfolgen, dass sich eine in vertikaler Richtung fließende Flüssigkeitssäule in der sich in der verschiedenen Ebene befindlichen Lage der Fließhilfe einstellt, und zwar auch nur abschnittweise, um eine bessere Prozesskontrolle zu haben.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der gegenständlichen Beschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 : eine schematische Querschnittsansicht auf ein Preform-Patch,

Fig. 2: eine Ansicht auf eine Windrad, und

Fig. 3: eine Ansicht auf den Flügel eines Windrades mit aufgesetzten Preform-

Patch.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht auf ein Preform-Patch 2 mit den verschiedenen Lagen der darin enthaltenen Materialien. Das Preform-Patch 2 ist in der Darstellung in Fig. 1 auf ein Faserverbundbauteil 8 aufgelegt, das eine Faserlage 4 eines Fasermaterials aufweist, die in ein Matrixmaterial 6 eingebettet ist. llm das Faserverbundbauteil 8 um einen Matenalaufbau mit einer weiteren Faserlage 4a eines Fasermaterials zu verstärken, ist auf die Oberfläche des Faserverbundbauteils 8 eine neue Faserlage 4a eines Fasermaterials aufgelegt. Auf diese Faserlage 4a sind dann die weiteren Materiallagen des Preform-Patches 2 aufgelegt, um in einem weiteren Verfahrensschritt die Faserlage 4a über das Preform-Patch 2 mit Matrixmaterial 6 zu vernetzen. Dabei kann die neue Faserlage 4a ein Teil des Preform-Patches 2 sein, die Faserlage 4a kann aber auch separat vom Preform-Patch 2 auf die Oberfläche des Faserverbundbauteils 8 aufgelegt sein.

Auf die Faserlage 4a eines Fasermaterials ist zunächst eine Lage eines Abreißgewebes 10 aufgelegt. Auf das Abreißgewebe 10 ist eine Lage einer Fließhilfe 12 aufgelegt. Auf die Fließhilfe 12 wiederum sind im Ausführungsbeispiel zwei Lagen einer Vakuumfolie 14 aufgelegt. Die Vakuumfolie 14 begrenzt auf der dem Faserverbundbauteil 8 abgewandten Seite den Verteilerraum 16, in dem sich die Fließhilfe 12 befindet. Matrixmaterial 6, das in den Verteilerraum 16 eingeleitet wird, kann sich an der Fließhilfe 12 entlang im Verteilerraum 16 ausbreiten und aus der Fließhilfe 12 in die Faserlage 4a eines Fasermaterials einsickern. Auf diese Weise wird das Preform-Patch 12 genutzt, um die Faserlage 4a eines Fasermaterials mit Matrixmaterial 6 zu tränken. Ist das flüssig zugeführte Matrixmaterial 6 ausgehärtet, bildet das zugeführte Matrixmaterial 6 mit der neuen Faserlage 4a einen Faserverbund, der das Faserverbundbauteil 8 verstärkt. Nach dem Aushärten des zugeführten Matrixmaterials 6 kann das Preform-Patch 2 entlang des Abreißgewebes 10 von dem neu aufgebauten Faserverbund abgerissen werden. llm im Verteilerraum 16 ein Vakuum zu erzeugen, weist das Preform-Patch 2 eine gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässige Membran 18 und eine Lage eines Abstandhaltergewebes 20 auf, wobei der vom Abstandhaltergewebe 20 ausgefüllte Raum einen Absaugraum 22 bildet, der gegen den Verteilerraum 16 matrix- materialdicht abgedichtet ist. An den Absaugraum 22 kann ein Vakuum angelegt werden, mit dem durch die Membran 18 hindurch Gas aus dem Verteilerraum 16 abgesaugt werden kann. Durch das Vakuum, das durch die Membran 18 hindurch bis in den Verteilerraum 16 hinein wirkt, verteilt sich das Matrixmaterial 6 besser im Verteilerraum 16, da es das zugeführte Matrixmaterial 6 bis an die Membran 18 ansaugt. Die Materiallage mit der Membran 18 und dem Abstandhaltergewebe 20 ist seitlich am Rand des Preform-Patches 2 angeordnet. Damit hat das Preform-Patch 2 nur bereichsweise eine gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässige Membran 18 und eine Lage eines Abstandhaltergewebes 20. Die Membran 28 und das Abstandshaltergewebe 20 befinden sich in einem Abstand 28 von der in einer verschiedenen Ebene 24 angeordneten Lage der Fließhilfe 12. Vorteilhaft verläuft die Erstreckung der gasdurchlässigen, aber matrixmaterialundurchlässige Membran 18 auch in einer zumindest annähernd parallelen Ausrichtung zu der in einer verschiedenen Ebene 24 angeordneten Lage der Fließhilfe 12 über die Länge des Preform- Patches 2 hinweg. Damit wird das in den Verteilerraum 16 eingeleitete Matrixmaterial 6, wenn es beispielsweise insbesondere über die Schlaufe 34 in den Verteilerraum 16 einsickert, nahezu vollständig in Querrichtung über die Fläche der Faserla- ge 4a eines Fasermaterials gesogen, wobei es dabei gut in die Faserlage einsickern und sich mit dieser und dem Material der Oberfläche des Faserverbundbauteils 8 vernetzen kann. Durch die nur bereichsweise vorhandene Membran 18 kann also die Verteilung des Matrixmaterials 6 innerhalb des Verteilerraums 16 auf eine gewünschte Weise zielgerichtet beeinflusst werden. Die Membran 18 überlappt sich im Ausführungsbeispiel außerdem mit der Fließhilfe 12 im Überlappungsbereich 32 zumindest teilweise, um die Fließfront des Matrixmaterials 6 bis an die Membran 18 heranzuführen. Im Überlappungsbereich 32 ist die Fließhilfe 12 nicht vollständig über die Fläche der Membran 18 geführt, um dadurch eine Bremszone auszubilden, in der die Fließfront des flüssigen Matrixmaterials 6 auslaufen und stoppen kann.

Die in Fig. 1 gezeigte Darstellung ist zeichnerisch vereinfacht. Nicht näher dargestellt ist die Abdichtung des Preform-Patches 2 zu den Seiten hin. Um den Verteilerraum 16 und den Absaugraum 22 abzudichten, werden die seitlichen Ränder des Preform-Patches 2 beispielsweise mit gasdichten und matrixmaterialdichten Klebebändern auf die Oberfläche des Faserverbundbauteils 8 aufgeklebt und abgedichtet.

Die im Ausführungsbeispiel gezeigten zwei Lagen einer Vakuumfolie 14 sind durch ein Absaugvlies 30 voneinander getrennt. Sollte die erste Lage der Vakuumfolie 14 an einer Stelle zum Verteilerraum 16 hin undicht werden, kann dort austretendes Gas und/oder dort austretendes Matrixmaterial 6 über das Absaugvlies 30 abgesaugt werden. Das Preform-Patch 2 kann natürlich abweichend vom Ausführungsbeispiel auch nur eine Lage einer Vakuumfolie 14 aufweisen.

In Fig. 1 ist gut erkennbar, dass die Fließhilfe 12 in einem Bereich des Preform- Patches 2 in eine Schlaufe 34 gelegt ist. In der in Fig. 1 gezeigten beispielhaften Darstellung ist die Schlaufe 34 mit der darin enthaltenen doppellagigen Fließhilfe 12 in einem rechten Winkel zur Ebene 26 aufgeklappt, in der die auf der Faserlage 4a eines Fasermaterials aufliegende Lage der Fließhilfe 12 ausgerichtet ist. Die in die Schlaufe 34 gelegte Fließhilfe 12 befindet sich dadurch in einer Ebene 24, die verschieden ist zur Ebene 26 der auf der Faserlage 4a eines Fasermaterials aufliegenden Lage der Fließhilfe 12. Abweichend vom Ausführungsbeispiel kann die in der verschiedenen Ebene 24 befindliche Fließhilfe auch in einem beliebigen anderen Winkel von jeweils 90° zur Rechten oder zur Linken angestellt sein, wie der Doppelpfeil auf der Schlaufe 34 andeutet, und zwar auch so weit, dass die Schlaufe 34 auf dem übrigen Preform-Patch 2 plan aufliegt. Die Schlaufe 34 kann sich insbesondere bei der Befüllung mit dem zugeleiteten Matrixmaterial 6 aufstellen, ausbauchen und auf diese Weise eine eigene Förderleitung zur schnellen Beförderung des zugeführten Matrixmaterials 6 bilden. Die in der verschiedenen Ebene 24 gelegene Fließhilfe 12 mündet an einem Ende in der Ebene 26 auf der auf der Faserlage 4 eines Fasermaterials aufliegenden Lage der Fließhilfe 12. Im Ausführungsbeispiel ist die in eine Schlaufe 34 gelegte Fließhilfe 12 zudem als eine separate Lage einer Fließhilfe 12 ausgebildet. Durch den Kontakt der Fließhilfen im Mündungsbereich wird der Abfluss des Matrixmaterials 6 aus dem Bereich der Schlaufe 34 in den Verteilerraum 16 gefördert.

Die Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf eine Windrad 100 mit drei Flügeln 102, von denen der Flügel 102 a mit seiner Längserstreckungsrichtung von der Rotorwelle 108 aus nach unten zeigt. Auf die Oberfläche des Flügels 102a ist ein Preform-Patch 2 zur Reparatur und/oder Verstärkung des Flügels 2 aufgelegt. Der Flügel 102a bleibt an der Rotorwelle 108 montiert, wenn das Preform-Patch mit Matrixmaterial geflutet wird. Die Rotorwelle 108 ist in dem Turbinengehäuse 104 gelagert. Das Turbinengehäuse 104 ist auf einem Pylon 106 montiert.

Die Fig. 3 zeigt eine Ansicht auf den Flügel 102 des Windrades 100 mit aufgesetzten Preform-Patch 2 in einer vergrößerten Darstellung. In der vergrößerten Darstellung in Fig. 3 ist erkennbar, dass das Matrixmaterial 6 aus dem Tank T über den Zulaufanschluss 110 in das Preform-Patch 2 einlaufen kann. Die Verteilung des Matrixmaterials 6 innerhalb des Preform -Patches 2 während der Flutung mit dem Matrixmaterial 6 ist durch Pfeile angedeutet. Danach läuft das Matrixmaterial 6 insbesondere durch die Schlaufe 34 hindurch nach unten in die Richtung des Ablaufanschlusses 112, an den ein weiterer Tank T angeschlossen sein kann. Aus der Schlaufe 34 heraus, aber auch über das im Preform-Patch 2 enthaltene Fließhilfe 12 verteilt sich das Matrixmaterial aber auch in seitlicher Richtung, insbesondere auf den Absaugraum 22 zu, der im Inneren des Preform -Patches 2 ausgebildet ist. Dabei stellt sich auch eine gute Querverteilung des Matrixmaterials innerhalb des Verteilerraums 16 ein. Die mit der Vakuumpumpe P aus dem Inneren des Preform- Patches 2 und aus den Gasblasen im Matrixmaterial evakuierte Luft kann über den Absauganschluss 114 aus dem Absaugraum 22 abgeleitet werden. Es ist somit ersichtlich, dass es mit einem Preform-Patch 2 gut möglich ist, den Flügel 102 eines Windrades 100 mit einer in ein Matrixmaterial 6 eingebetteten Faserlage 4 eines Fasermaterials zu verstärken oder zu reparieren, ohne dass es erforderlich ist, den Flügel 102 vom Windrad 100 zu demontieren. Es genügt, das Preform-Patch 2 auf die Oberfläche des Flügels aufzulegen, mit Klebeband 116 zu befestigen und abzudichten, die Anschlüsse zu legen und danach die Luft aus dem Preform-Patch 2 ab- zusaugen, Matrixmaterial in das Preform-Patch 2 einzuleiten und dieses aushärten zu lassen, um danach das Preform-Patch 2 entlang des Abreissgewebes abzureißen. Dabei kann bei einem nach unten zeigend ausgerichteten Flügel 102 außerdem noch die Schwerkraft ausgenutzt werden, um das Matrixmaterial 6 besonders schnell über die Länge und Fläche des Preform-Patches 2 zu verteilen.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Dem Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, die Ausführungsbeispiele auf eine ihm geeignet erscheinende Weise abzuwandeln, um sie an einen konkreten Anwendungsfall anzupassen.

Bezugsziffern liste

Preform -Patch Faserlage Matrixmaterial Faserverbundbauteil Abreißgewebe Fließhilfe Vakuumfolie Verteilerraum Membran Abstandhaltergewebe Absaugraum verschiedene Ebene aufliegende Ebene Abstand Absaugvlies

Überlappungsbereich Schlaufe Windrad

Flügel Turbinengehäuse Pylon 108 Rotorwelle

110 Zulaufanschluss

112 Ablaufanschluss

114 Absauganschluss

116 Klebeband

T Tank

P Vakuumpumpe

Claims

Patentansprüche

1 . Preform-Patch (2) zur nachträglichen Verstärkung eines mindestens eine Faserlage (4) eines Fasermaterials und eines die Faserlage (4) eines Fasermaterials einbettenden Matrixmaterials (6) eines Faserverbunds aufweisenden Faserverbundbauteils (8), wobei das Preform-Patch (2) zumindest eine Lage (10) eines Abreißgewebes (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Preform-Patch (2) auf seiner der Oberfläche des Faserverbundbauteils (8) zugewandten Seite als erste Lage zumindest eine Lage eines Abreißgewebes (10), darüber zumindest eine Lage einer Fließhilfe (12) und darüber zumindest eine Lage einer Vakuumfolie (14) angeordnet ist, wobei die zumindest eine Lage der Fließhilfe (12) in einem Verteilerraum (16) zur Verteilung des Matrixmaterials (6) über einer Faserlage (4a) eines Fasermaterials anordnenbar ist, der Verteilerraum (16) auf der dem Faserverbundbauteil (8) abgewandten Seite durch die Vakuumfolie (14) begrenzt ist, und das Preform-Patch (2) eine gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässige Membran (18) und eine Lage eines Abstandhaltergewebes (20) aufweist, wobei das Abstandhaltergewebe (20) zwischen der matrixmaterialundurchlässigen Membran (18) und der Vakuumfolie (14) angeordnet ist, und wobei der vom Abstandhaltergewebe (20) ausgefüllte Raum einen Absaugraum (22) bildet, der gegen den Verteilerraum (16) matrixmate- rialdicht abgedichtet ist.

2. Preform-Patch (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Preform-Patch (2) zusätzlich eine Faserlage (4a) eines Fasermaterials als erste Lage, darüber zumindest eine Lage eines Abreißgewebes (10), darüber zumindest eine Lage einer Fließhilfe (12) und darüber zumindest eine Lage einer Vakuumfolie (14) aufweist.

3. Preform-Patch (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materiallage mit der Membran (18) und dem Abstandhaltergewebe (20) in zumindest einem Randbereich der Fließhilfe (12) mit dieser zumindest teilweise überlappend angeordnet ist.

4. Preform-Patch (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Preform-Patch (2) einen Zulaufanschluss (110) und einen Absauganschluss (114) aufweist.

5. Preform-Patch (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Preform-Patch (2) nur bereichsweise eine gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässige Membran (18) und eine Lage eines Abstandhaltergewebes (20) aufweist.

6. Preform-Patch (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lage der Fließhilfe (12) in einem Abschnitt des Preform- Patches (2) in einer Ebene (24) gelegen ist, die verschieden ist zur Ebene (26) der auf der Faserlage (4a) eines Fasermaterials aufliegenden Lage der Fließhilfe (12), wobei die in der verschiedenen Ebene (24) gelegene Fließhilfe (12) an einem Ende in der Ebene (26) der auf der Faserlage (4a) eines Fasermaterials aufliegenden Lage der Fließhilfe (12) mündet.

7. Preform-Patch (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in der verschiedenen Ebene (24) angeordnete Lage der Fließhilfe (12) in eine Schlaufe (34) gelegt ist.

8. Preform-Patch (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in der verschiedenen Ebene (24) angeordnete Lage der Fließhilfe (12) und die gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässige Membran (18) mit der Lage eines Abstandhaltergewebes (20) in einem Abstand (28) und in einer zumindest annähernd parallelen Ausrichtung zueinander über die Länge des Preform-Patches (2) verlaufen.

9. Preform-Patch (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Lagen von Vakuumfolien (14) die Außenhaut des Preform-Patches (2) bilden, wobei die beiden Lagen durch ein dazwischen angeordnetes Absaugvlies (30) voneinander getrennt sind.

10. Preform-Patch (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Preform-Patch (2) als Rollenware vorgehalten ist.

11 . Verfahren zur nachträglichen Verstärkung eines mindestens eine Faserlage (4) eines Fasermaterials eines Fasermaterials und eines die Faserlage eines Fa- sermaterials einbettenden Matrixmaterials (6) des Faserverbunds aufweisenden Faserverbundbauteils (8) mit einem Preform-Patch (2), wobei das Preform-Patch (2) zumindest eine Lage eines Abreißgewebes (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Preform-Patch (2) verwendet wird, bei dem auf seiner der Oberfläche des Faserverbundbauteils (8) zugewandten Seite als erste Lage zumindest eine Lage eines Abreißgewebes (10), darüber zumindest eine Lage einer Fließhilfe (12) und darüber zumindest eine Lage einer Vakuumfolie (14) angeordnet ist, wobei die zumindest eine Lage der Fließhilfe (12) in einem Verteilerraum (16) zur Verteilung des Matrixmaterials (6) über einer Faserlage (4a) eines Fasermaterials angeordnet ist, der Verteilerraum (16) auf der dem Faserverbundbauteil (8) abgewandten Seite durch die Vakuumfolie (14) begrenzt ist, das Preform-Patch (2) eine gasdurchlässige, aber matrixmaterialundurchlässige Membran (18) und eine Lage eines Abstandhaltergewebes (20) aufweist, wobei das Abstandhaltergewebe (20) zwischen der matrixmaterialundurchlässigen Membran (18) und der Vakuumfolie (14) angeordnet ist, und wobei der vom Abstandhaltergewebe (20) ausgefüllte Raum einen Absaugraum (22) bildet, der gegen den Verteilerraum (16) matrixmaterialdicht abgedichtet ist, das Preform-Patch (2) auf eine Faserlage (4a) eines Fasermaterials aufgelegt wird, die zuvor auf das Faserverbundbauteil (8) aufgelegt wurde, das Preform-Patch (2) vakuumdicht mit dem Faserverbundbauteil (8) verbunden wird und Matrixmaterial (6) in das Preform-Patch (2) eingeleitet wird, bis die Faserlage (4a) eines Fasermaterials mit Matrixmaterial (6) gesättigt ist, das Matrixmaterial (6) aushärtet und danach das Preform-Patch (2) entlang der Lage des Abreißgewebes (10) von der Fa- serlage (4a) eines Fasermaterials abgerissen wird, oder das Preform-Patch (2) zusätzlich eine Faserlage (4a) eines Fasermaterials als erste Lage, darüber zumindest eine Lage eines Abreißgewebes (10), darüber zumindest eine Lage einer Fließhilfe (12) und darüber zumindest eine Lage einer Vakuumfolie (14) aufweist, wobei das Abstandhaltergewebe (20) zwischen der matrixmaterialundurchlässigen Membran (18) und der Vakuumfolie (14) angeordnet ist, und wobei der vom Abstandhaltergewebe (20) ausgefüllte Raum einen Absaugraum (22) bildet, der gegen den Verteilerraum (16) matrixmaterialdicht abgedichtet ist, und das Preform-Patch (2) mit der Faserlage (4a) eines Fasermaterials direkt auf die Oberfläche des Faserverbundbauteils (8) aufgelegt wird, das Preform-Patch (2) vakuumdicht mit dem Faserverbundbauteil (8) verbunden wird und Matrixmaterial (6) in das Preform-Patch (2) eingeleitet wird, bis die Faserlage (4a) eines Fasermaterials mit Matrixmaterial (6) gesättigt ist, das Matrixmaterial (6) aushärtet und danach das Preform-Patch (2) entlang der Lage des Abreißgewebes (10) von der Faserlage (4a) eines Fasermaterials abgerissen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren ein Preform-Patch (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 10 verwendet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Preform-Patch (2) auf eine nicht horizontal ausgerichtete Fläche des Faserverbundbauteil (8) aufgelegt und das Matrixmaterial (6) am oberen Ende des Pre- form-Patches (2) in das Preform-Patch (2) eingeleitet wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführmenge des Matrixmaterials (6) in das Preform-Patch (2) so gesteuert ist, dass sich am vorderen Ende der Fließfront in Flussrichtung gesehen ein überschüssiger Materialvorrat an Matrixmaterial (6) im Bereich der Fließhilfe (12) einstellt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Preform-Patch (2) nur bereichsweise eine gasdurchlässige, aber matrixma- terialundurchlässige Membran (18) und eine Lage eines Abstandhaltergewebes (20) aufweist und das Preform-Patch (2) so auf dem Faserverbundbauteil (8) ausgerichtet ist, dass der von der Membran (18) und dem Abstandhaltergewebe (20) ausgebildete Absaugraum (22) das Matrixmaterial (6) in einer Richtung quer zur Horizontalen durch den Verteilerraum (16) saugt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem verwendeten Preform-Patch (2) eine Lage der Fließhilfe (12) in einem Abschnitt des Preform-Patches (2) in einer Ebene (24) gelegen ist, die verschieden ist zur Ebene (26) der auf der Faserlage (4a) eines Fasermaterials aufliegenden Lage der Fließhilfe (12), wobei die in der verschiedenen Ebene (24) gelegene Fließhilfe (12) an einem Ende in der Ebene (26) der auf der Faserlage (4a) eines Fasermaterials aufliegenden Lage der Fließhilfe (12) mündet, und die Zuführung des Matrixmaterials (6) so gesteuert ist, dass sich in der verschieden gelegenen Lage der Fließhilfe (12) zumindest abschnittweise eine Vorratssäule von Matrixmaterial (6) bildet.

17. Verfahren zur nachträglichen Verstärkung und/oder Reparatur eines aus einem Faserverbundmaterial hergestellten und mindestens eine Faserlage (4) eines Fasermaterials und eines die Faserlage (4) eines Fasermaterials einbettenden Matrixmaterials (6) eines Faserverbunds aufweisenden Flügels (102) eines fertig installierten Windrades (100), dadurch gekennzeichnet, dass auf die Oberfläche des Flügels (102) auf der zu reparierenden und/oder zu verstärkenden Seite eine Faserlage (4a) eines Fasermaterials als erste Lage, darüber zumindest eine Lage eines Abreißgewebes (10), darüber zumindest eine Lage einer Fließhilfe (12) und darüber zumindest eine Lage einer Vakuumfolie (14) aufgebracht werden, wobei die zumindest eine Lage der Fließhilfe (12) in einem Verteilerraum (16) zur Verteilung des Matrixmaterials (6) über einer Faserlage (4a) eines Fasermaterials angeordnet wird, der Verteilerraum (16) auf der dem Flügel abgewandten Seite durch die Vakuumfolie (14) begrenzt wird, und der Verteilerraum (16) eine gasdurchlässige, aber matrixma- terialundurchlässige Membran (18) und eine Lage eines Abstandhaltergewebes (20) aufweist, wobei das Abstandhaltergewebe (20) zwischen der matrixmaterialundurch- lässigen Membran (18) und der Vakuumfolie (14) angeordnet wird und der vom Abstandhaltergewebe (20) ausgefüllte Raum einen Absaugraum (22) bildet, der gegen den Verteilerraum (16) matrixmaterialdicht abgedichtet ist, vorstehend beschriebene Materiallage vakuumdicht mit dem Faserverbundbauteil (8) verbunden wird und Matrixmaterial (6) in die Materiallage eingeleitet wird, bis die Faserlage (4a) eines Fasermaterials mit Matrixmaterial (6) gesättigt ist, das Matrixmaterial (6) aushärtet und danach die Materiallage mit Ausnahme der Faserlage (4a) eines Fasermaterials entlang der Lage des Abreißgewebes (10) von der Faserlage (4a) eines Fasermaterials abgerissen wird, ohne dabei den Flügel (102) vom Windrad zu lösen.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren ein Preform-Patch gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 verwendet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren nach der Lehre eines der Ansprüche 13 bis 16 verfahren wird.