DE102014222144A1 - Method for stabilizing unidirectional layers before their edge trimming in the manufacture of fiber composite components - Google Patents

Method for stabilizing unidirectional layers before their edge trimming in the manufacture of fiber composite components Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stabilisieren von unidirektionalen Gelegen vor deren Randbeschnitt bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen, wobei die unidirektionalen Gelege sich in einer Längsrichtung erstreckende Faserbündel und mehrere in einer Querrichtung beabstandete, die Faserbündel fixierende Wirkfäden umfassen, wobei jeweils zwischen den Wirkfäden eine zusätzliche Naht in Längsrichtung vorgesehen wird, mit der die Faserbündel zusätzlich zu den Wirkfäden fixiert werden.The invention relates to a method for stabilizing unidirectional layers prior to edge trimming thereof in the manufacture of fiber composite components, the unidirectional scrims comprising fiber bundles extending in a longitudinal direction and a plurality of warp yarns spaced apart in a transverse direction, each having an additional seam between the warp yarns is provided in the longitudinal direction, with which the fiber bundles are fixed in addition to the knitting threads.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stabilisieren von unidirektionalen Gelegen vor deren Randbeschnitt bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen, wobei die unidirektionalen Gelege sich in einer Längsrichtung erstreckende Faserbündel und mehrere in einer Querrichtung beabstandete, die Faserbündel fixierende Wirkfäden umfassen. Ferner betrifft die Erfindung das mit dem Verfahren hergestellte Gelege.The invention relates to a method for stabilizing unidirectional layers prior to edge trimming thereof in the manufacture of fiber composite components, the unidirectional scrims comprising fiber bundles extending in a longitudinal direction and a plurality of cross-directionally spaced, fiber bundle-fixing knitting yarns. Furthermore, the invention relates to the fabric produced by the method.

Beim Längsbeschnitt von unidirektionalen Gelegen für Faserverbundwerkstoffe entlang deren Verstärkungsfaserrichtung ist problematisch, dass durch den Beschnitt beziehungsweise Randbeschnitt die die Faserbündel fixierenden Wirkfäden mit durchtrennt und dabei die äußersten Faserbündel freigelegt werden, so dass die freiliegenden Faserbündel in der nachfolgenden Handhabung zur Fertigung der Faserverbundteile vom Gelege abfallen bzw. aus dem Gelege herausfallen können. Dies führt dazu, dass insbesondere bei im Bauteil liegende Lagenkanten nicht genau genug im Werkzeug abgelegt werden können.In the longitudinal trimming of unidirectional layers for fiber composite materials along their reinforcing fiber direction is problematic that cut through the trimming or edge trimming the fiber bundle fixing knitting threads while the outermost fiber bundles are exposed so that the exposed fiber bundles fall off in the subsequent handling for the production of fiber composite parts from the scrim or fall out of the clutch. This leads to the fact that not exactly enough can be stored in the tool especially for lying in the component position edges.

Der Randbeschnitt der Gelege erfolgt ebenfalls in Längsrichtung. Sobald dabei die Wirkfäden einmal durchtrennt sind, löst sich das Gelege immer weiter auf, da herkömmlicherweise kein Mittel zur Beschränkung der Auftrennung vorgesehen ist. Die Handhabung wird somit aufwendiger und erfordert ein Übermaß an Sorgfalt.The edge trim of the scrim also takes place in the longitudinal direction. As soon as the knitting threads are severed once, the scrim continues to dissolve, since conventionally no means for limiting the separation is provided. The handling is thus more complex and requires an excessive amount of care.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereit zu stellen, mit dem die unidirektionalen Gelege stabilisiert werden können, so dass die am Rand liegenden Faserbündel nach einem Randbeschnitt nicht herausfallen. Ferner ist Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Gelege bereit zu stellen.The invention is therefore based on the object of providing a method with which the unidirectional scrims can be stabilized so that the fiber bundles lying on the edge do not fall out after edge trimming. It is another object of the invention to provide a corresponding clutch.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen der Ansprüche 1 und 8 gelöst.This object is achieved by the combination of features of claims 1 and 8.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Stabilisieren von unidirektionalen Gelegen vor deren Randbeschnitt bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen vorgeschlagen, wobei die unidirektionalen Gelege sich in einer Längsrichtung erstreckende Faserbündel und mehrere in einer Querrichtung beabstandete, die Faserbündel fixierende Wirkfäden umfassen, und jeweils zwischen den Wirkfäden eine Naht in Längsrichtung vorgesehen wird, mit der die Faserbündel zusätzlich zu den Wirkfäden fixiert werden.According to the invention, a method is proposed for stabilizing unidirectional layers before their edge trimming in the production of fiber composite components, wherein the unidirectional scrims comprise longitudinally extending fiber bundles and a plurality of crosswise spaced, the fiber bundle fixing knitting threads, and in each case between the knitting threads a seam in Provided longitudinal direction, with which the fiber bundles are fixed in addition to the knitting threads.

Das Einbringen jeweils einer Naht in Längsrichtung zwischen den Wirkfäden fixiert die Faserbündel, so dass ein in Längsrichtung durchgeführter Trennschnitt durch das unidirektionale Gelege durchgeführt werden kann, ohne dass es zum Auftrennen des Geleges kommt. Die bisher nach dem Trennschnitt freiliegenden unfixierten Faserbündel sind durch die Naht jeweils fest an dem Gelege verbunden. Dies führt zu einer lokalen Stabilisierung der Faserbündel und mithin des gesamten Geleges.The introduction of a respective seam in the longitudinal direction between the knitting threads fixes the fiber bundles, so that a separating cut carried out in the longitudinal direction can be carried out through the unidirectional scrim, without the web being separated. The previously uncovered after the separation cut unfixed fiber bundles are each connected by the seam firmly on the scrim. This leads to a local stabilization of the fiber bundles and thus the entire Geleges.

In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführung wird die Naht zur verbesserten Fixierung als eine Doppelnaht ausgeführt.In a likewise advantageous embodiment, the seam is executed for improved fixation as a double seam.

Auch ist als Lösung zur Einbringung der Naht bzw. der Nähte günstig, über die Breite des Geleges in Querrichtung einen oder mehrere Nähköpfe vorzusehen, mit dem bzw. denen ein oder mehrere Bindungsfäden in das Gelege eingenäht werden. Je nach Zuschnitt des Geleges ist die Anzahl der Nähte der Anzahl der Schnittlinien anzupassen. Als Material für die Bindungsfäden ist Polyester vorteilhaft.Also, as a solution for introducing the seam or seams, it is favorable to provide one or more sewing heads over the width of the fabric in the transverse direction, with which one or more binding threads are sewn into the fabric. Depending on the cut of the fabric, the number of seams must be adjusted to the number of cut lines. As a material for the binding threads polyester is advantageous.

In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gelege einen global aufgebrachten Binder aufweist und die zusätzlichen) Naht bzw. Nähte durch eine Aufschmelzung des Binders entlang der Längsrichtung des Geleges erfolgt, wobei die Faserbündel in Längsrichtung mittels dem aufgeschmolzenen Binder fixiert werden. Die Aufschmelzung kann beispielsweise mittels heißer Rollen erfolgen, die über das Gelege geführt werden.In an alternative embodiment, it is provided that the scrim has a globally applied binder and the additional seam or seams take place by melting the binder along the longitudinal direction of the scrim, wherein the fiber bundles are fixed in the longitudinal direction by means of the melted binder. The melting can be done for example by means of hot rollers, which are guided over the scrim.

Erfindungsgemäß erfolgt das Einbringen der Naht bzw. Nähte unmittelbar vor dem Randbeschnitt des Geleges, so dass die übrigen Herstellungsschritte unbeeinflusst bleiben. Dabei kann beispielsweise das Gelege als Rollenware von einer Walze einer Wirkmaschine zugeführt, bei der zunächst die Naht bzw. Nähte mittels Nähköpfen eingebracht und anschließend in derselben Maschine mittels Schneidköpfen geschnitten werden. Die Schnittlinien verlaufen möglichst unmittelbar angrenzend zu den Nahtlinien.According to the introduction of the seam or seams takes place immediately before the edge trimming of the fabric, so that the remaining manufacturing steps remain unaffected. In this case, for example, the scrim may be supplied as a roll of a roll of a knitting machine, in which initially the seam or seams are introduced by means of sewing heads and then cut in the same machine by means of cutting heads. The cut lines are as close as possible to the seam lines.

Ebenfalls Teil der Erfindung ist das unidirektionales Gelege mit sich in einer Längsrichtung erstreckenden Faserbündeln und mehreren in einer Querrichtung beabstandeten, die Faserbündel fixierenden Wirkfäden, wobei jeweils zwischen den Wirkfäden eine Naht in Längsrichtung vorgesehen ist, mit der die Faserbündel fixiert sind.Also part of the invention is the unidirectional scrim with longitudinally extending fiber bundles and a plurality of spaced apart in a transverse direction, the fiber bundles fixing knitting threads, each between the knitting threads a seam is provided in the longitudinal direction, with which the fiber bundles are fixed.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figur näher dargestellt. Es zeigt:Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or will be described in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to FIG. It shows:

1 den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf anhand einer Maschine. 1 the process sequence according to the invention with reference to a machine.

In 1 ist beispielhaft schematisch eine Wirkmaschine 1 zur Durchführung des Verfahrens dargestellt, der über eine Walze 5 ein unidirektionales Gelege 3 in einer Maschinenrichtung (Längsrichtung L) zugeführt und über ein Transportband 4 gefördert wird. Das Gelege 3 weist sich in Längsrichtung erstreckende Faserbündel und in Querrichtung (senkrecht zur Längrichtung L) beanstandete Wirkfäden auf, die nicht dargestellt sind. Mehrere Nähköpfe 6 sind in Querrichtung nebeneinander angeordnet, um mehrere Nähte 2 in das Gelege 3 einzubringen bzw. einzunähen, so dass die Faserbündel des Geleges 3 zusätzlich fixiert werden. Anschließend erfolgt der Längsbeschnitt mit mehreren in Querrichtung nebeneinander angeordneten Schneidköpfen 7 in Querrichtung jeweils unmittelbar angrenzend zu den Nähten 2. Durch die Nähte 2 sind die Faserbündel an den Schnittkanten fixiert und fallen in der nachfolgenden Handhabung der Gelege 3 nicht seitlich heraus.In 1 is an example schematically a knitting machine 1 shown for performing the method, which has a roller 5 a unidirectional clutch 3 fed in a machine direction (longitudinal direction L) and via a conveyor belt 4 is encouraged. The clutch 3 has longitudinally extending fiber bundles and in the transverse direction (perpendicular to the longitudinal direction L) objected knitting threads, which are not shown. Several sewing heads 6 are arranged side by side in the transverse direction, around several seams 2 into the scrim 3 bring in or sew in, so that the fiber bundles of the Geleges 3 additionally fixed. Subsequently, the longitudinal trimming is carried out with a plurality of cutting heads arranged side by side in the transverse direction 7 in the transverse direction in each case immediately adjacent to the seams 2 , Through the seams 2 the fiber bundles are fixed to the cut edges and fall in the subsequent handling of the scrim 3 not out side.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise können auch andere Materialen für die Bindungsfäden verwendet werden.The invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiments. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use. For example, other materials for the binding threads can be used.

Claims (8)

Verfahren zum Stabilisieren von unidirektionalen Gelegen (3) vor deren Randbeschnitt bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen, wobei die unidirektionalen Gelege (3) sich in einer Längsrichtung (L) erstreckende Faserbündel und mehrere in einer Querrichtung beabstandete, die Faserbündel fixierende Wirkfäden umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen den Wirkfäden eine Naht (2) in Längsrichtung vorgesehen wird, mit der die Faserbündel zusätzlich zu den Wirkfäden fixiert werden.Method for stabilizing unidirectional layers ( 3 ) before their edge trimming in the manufacture of fiber composite components, wherein the unidirectional scrim ( 3 ) in a longitudinal direction (L) extending fiber bundles and a plurality of spaced apart in a transverse direction, the fiber bundle fixing knit threads, characterized in that in each case between the knitting threads a seam ( 2 ) is provided in the longitudinal direction, with which the fiber bundles are fixed in addition to the knitting threads. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Naht (2) eine Doppelnaht ist.Method according to claim 1, characterized in that the seam ( 2 ) is a double seam. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Naht (2) durch Einbringung mindestens eines Bindungsfadens über jeweils einen Nähkopf (6) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the respective seam ( 2 ) by introducing at least one binding thread via a respective sewing head ( 6 ) he follows. Verfahren nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Bindungsfaden aus Polyester sind.Method according to the preceding claim, characterized in that the at least one binding thread are of polyester. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelege (3) einen global aufgebrachten Binder aufweist und die zusätzliche Naht (2) durch eine Aufschmelzung des Binders entlang der Längsrichtung (L) des Geleges (3) erfolgt, wobei die Faserbündel in Längsrichtung (L) mittels dem aufgeschmolzenen Binder fixiert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the scrim ( 3 ) has a globally applied binder and the additional seam ( 2 ) by a melting of the binder along the longitudinal direction (L) of the Geleges ( 3 ), wherein the fiber bundles are fixed in the longitudinal direction (L) by means of the molten binder. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Naht (2) unmittelbar vor dem Randbeschnitt über des Geleges (3) eingebracht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the seam ( 2 ) immediately before the edge trimming over the cloth ( 3 ) is introduced. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der mindestens einen Naht (2) und der Randbeschnitt in derselben Maschine erfolgen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the introduction of the at least one seam ( 2 ) and trim on the same machine. Unidirektionales Gelege mit sich in einer Längsrichtung erstreckenden Faserbündeln und mehreren in einer Querrichtung beabstandeten, die Faserbündel fixierenden Wirkfäden, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen den Wirkfäden eine Naht (2) in Längsrichtung (L) vorgesehen ist, mit der die Faserbündel fixiert sind.Unidirectional scrim with longitudinally extending fiber bundles and a plurality of spaced apart in a transverse direction, the fiber bundle fixing knitting threads, characterized in that in each case between the knitting threads a seam ( 2 ) is provided in the longitudinal direction (L), with which the fiber bundles are fixed.
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