WO2016020316A1

WO2016020316A1 - Producing a textile reinforcing material for a composite fiber material

Info

Publication number: WO2016020316A1
Application number: PCT/EP2015/067797
Authority: WO
Inventors: Benedikt WENDLAND; Christopher Lenz; Thomas Gries
Original assignee: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (Rwth) Aachen
Priority date: 2014-08-07
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2016-02-11
Also published as: DE102014111268A1

Abstract

The invention relates to a method for producing a textile reinforcing material (1) for a composite fiber material, having at least the following steps: a) weaving a fabric (2) with a plurality of warp threads (3) and a plurality of weft threads (4) using a weaving machine; b) weaving a first thread system (6) diagonally to the warp threads (3) and the weft threads (4) during step a); c) weaving a second thread system (7) diagonally to the warp threads (3) and the weft threads (4) during step a); and d) producing at least one first overlap region (8) with a first overlap direction (9) between the first thread system (6) and the second thread system (7) during steps a) to c), wherein the first thread system (6) and the second thread system (7) run parallel through at least one loop (10) in the at least one first overlap region (8).

Description

Herstellung eines textilen Verstärkungsmaterials für Production of a textile reinforcing material for

einen Faserverbundwerkstoff a fiber composite material

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines tex- tilen Verstärkungsmaterials für einen Faserverbundwerkstoff. Solche Faserverbundwerkstoffe bestehen regelmäßig aus einem in ein Matrixwerkstoff eingebettetes Textil und zeichnen sich durch eine hohe spezifische Festigkeit aus. Solche Materialien werden daher insbesondere im Automobilbau oder in der Luft- und Raumfahrttechnik verwendet. The present invention relates to a method for producing a textile reinforcing material for a fiber composite material. Such fiber composites regularly consist of a textile embedded in a matrix material and are characterized by a high specific strength. Such materials are therefore used in particular in automotive or aerospace engineering.

Als Textile kommen aufgrund ihrer Vorteile häufig Gewebe als Verstärkungsmaterial in Faserverbundwerkstoffen zur Anwendung. Zu diesen Vorteilen gehören unter anderem eine gute Drapierbarkeit, hohe Sicherheit gegen Delamination, kostengünstige Herstellung und/oder ein flexibler Pro- duktionsprozess. Wesentlicher Nachteil von Geweben ist die Einschränkung hinsichtlich der Orientierung der Kettfäden und Schussfäden, die orthogonal zueinander verlaufen. Daher sind häufig mehrere Lagen des Gewebes notwendig, was zu erhöhtem Prozess- und Arbeitsaufwand sowie insbesondere bei +/- 45 "-Verstärkungen zu hohem Verschnitt führt. As textiles, because of their advantages, fabrics are frequently used as reinforcing material in fiber composites. These advantages include, among others, good drapability, high security against delamination, cost-effective production and / or a flexible production process. The main disadvantage of fabrics is the limitation with regard to the orientation of the warp threads and weft threads which are orthogonal to one another. Therefore, several layers of the fabric are often necessary, which leads to increased process and labor costs and especially for +/- 45 "reinforcements to high waste.

Ein Ansatz dieses Problem zu lösen, sind multiaxiale Webverfahren, bei denen Gewebe mit mehr als zwei Fadenorientierungen produziert werden. Allerdings sind die meisten dieser Verfahren industriell nicht verfügbar o- der extrem aufwendig in der Herstellung. Zudem ist die Produktivität häufig stark eingeschränkt und es sind nur Gewebe mit geringen Breiten (z. B. unter 30 cm) herstellbar. Das macht derartige Halbzeuge insbesondere für eine Großserienproduktion bisher unattraktiv. One approach to solving this problem is multi-axial weaving techniques that produce fabrics with more than two thread orientations. However, most of these methods are not industrially available or extremely expensive to produce. In addition, productivity is often severely limited and only fabrics with narrow widths (eg less than 30 cm) can be produced. This makes such semi-finished products, especially for mass production so far unattractive.

Aus der WO 2011/095262 AI geht ein multiaxiales Webverfahren hervor, das dem Fachmann auch als„Open-Reed-Weaving-Technologie" (ORW- Technologie) bekannt ist. Bei diesem multiaxialen Webverfahren werden zwei zusätzliche Fadensysteme in nahezu frei einstellbaren Winkeln in das Gewebe eingewebt. Dies erfolgt durch zwei seitlich verschiebbare Nadelsysteme, die die Multiaxialfäden seitlich führen und zum Einbinden absen- ken können. Das Eintauchen der Fäden wird durch ein oben offenes Riet ermöglicht. Das seitliche Verlegen der Multiaxialfäden erfolgt in einem Zick-Zack-Muster mit einem maximalen Versatz von 30 cm. Durch die dadurch entstehenden Umkehrstellen des Zick-Zack-Musters können zwar streifenförmige Stücke (zwischen zwei Umkehrstellen) multiaxialen Gewe- bes produziert werden, ein schräger Faden verlauf über die gesamte Rietbreite beziehungsweise Gewebebreite ist jedoch nicht möglich. Dadurch können diese Gewebe nach dem bisherigen Kenntnisstand der Fachwelt nicht als Verstärkungsmaterial für größere Bauteile aus Faserverbundwerkstoff eingesetzt werden, um eine Verstärkung in schräger Richtung zu erzie- len, da an den Umkehrstellen der Fäden bei der ORW-Technologie kein Kraftfluss erfolgen kann. WO 2011/095262 A1 discloses a multiaxial weaving method which is also known to the person skilled in the art as "open reed weaving technology" (ORW). Technology) is known. In this multiaxial weaving process, two additional thread systems are woven into the fabric at almost freely adjustable angles. This is done by two laterally displaceable needle systems, which laterally guide the multiaxial threads and can lower them for binding. The immersion of the threads is made possible by an open top Riet. The lateral laying of the multi-axial threads is done in a zig-zag pattern with a maximum offset of 30 cm. Although the resulting reversal points of the zig-zag pattern can produce strip-shaped pieces (between two reversal points) of multiaxial fabric, an oblique thread running over the entire reed width or fabric width is not possible. As a result, according to the prior knowledge of experts, these fabrics can not be used as reinforcing material for larger components of fiber composite material in order to achieve reinforcement in an oblique direction, since no force flow can take place at the reversal points of the yarns in ORW technology.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfahren anzugeben, mit dem textile Verstärkung smaterialen für einen Faserverbundwerkstoff herstellbar sind, die sich durch eine hohe multiaxiale Belastbarkeit auszeichnen. Zudem soll auch ein Verstärkungsmaterial für einen Faserverbundwerkstoff angegeben werden, das sich durch eine hohe multiaxiale Belastbarkeit auszeichnet. The object of the invention is therefore to solve the problems described with reference to the prior art, at least in part, and in particular to provide a method by which textile reinforcement can be produced for a fiber composite material that is characterized by a high multiaxial loading capacity. In addition, a reinforcing material for a fiber composite material is to be specified, which is characterized by a high multiaxial resilience.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren und einem Verstärkungsmaterial gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Aus- gestaltungen der Erfindung dargestellt werden. These objects are achieved with a method and a reinforcing material according to the features of the independent claims. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims. It should be noted that the features listed individually in the dependent claims form in arbitrary, technologically meaningful way can be combined with each other and define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, wherein further preferred embodiments of the invention are shown.

Das hier vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung eines textilen Verstärkungsmaterials für einen Faserverbundwerkstoff weist zumindest die folgenden Schritte auf: a) Weben eines Gewebes mit einer Vielzahl von Kettfäden und einer Vielzahl von Schussfäden mit einer Webmaschine; The method proposed herein for producing a textile reinforcing material for a fiber composite material comprises at least the following steps: a) weaving a fabric having a plurality of warp threads and a plurality of weft threads with a weaving machine;

b) Einweben eines ersten Fadensystems schräg zu den Kettfäden und Schussfäden während Schritt a); b) weaving a first thread system obliquely to the warp threads and weft threads during step a);

c) Einweben eines zweiten Fadensystems schräg zu den Kettfäden und Schussfäden während Schritt a); und c) weaving a second thread system obliquely to the warp threads and weft threads during step a); and

d) Erzeugen zumindest eines ersten Überlappungsbereichs mit einer ersten Überlappungsrichtung zwischen dem ersten Fadensystem und dem zweiten Fadensystem während der Schritte a) bis c), wobei das erste Fadensystem und das zweite Fadensystem in dem zumindest einen ers- ten Überlappungsbereich parallel verlaufen und gemeinsam zumindest eine Schlaufe bilden. d) generating at least a first overlapping area with a first overlapping direction between the first thread system and the second thread system during steps a) to c), wherein the first thread system and the second thread system run parallel in the at least one first overlapping area and together at least one Forming a loop.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung eines textilen Verstärkungsmaterials für einen Faserverbundwerkstoff wird insbesondere nach dem Open-Reed-Weaving- Verfahren durchgeführt. Das Open-Reed- Weaving- Verfahren ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt und ist insbesondere auf der Seite 2, Zeile 32 bis Seite 4, Zeile 4 der WO 2011/095262 AI beschrieben (die dortige Beschreibung wird hier vollumfänglich zum Gegenstand der Beschreibung gemacht). Somit ist das Verfahren insbeson- dere mit einer Webmaschine durchführbar, die die Open-Reed-Weaving- Technologie beherrscht. Das nach dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellte textile Verstärkungsmaterial dient der Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs. Hierzu wird das textile Verstärkungsmaterial nach seiner Herstellung in einen Matrixwerkstoff eingebettet. Als Matrixwerkstoffe kann insbesondere Duroplast, ein Elastomer oder ein Thermoplast verwendet werden. The proposed method for producing a textile reinforcing material for a fiber composite material is carried out in particular according to the open reed weaving method. The open-reed weaving method is known in principle to a person skilled in the art and is described in particular on page 2, line 32 to page 4, line 4 of WO 2011/095262 A1 (the description of which is fully incorporated herein by reference). Thus, the method can be carried out in particular with a weaving machine which supports the open-reed weaving Technology dominates. The textile reinforcing material produced by the proposed method is used to produce a fiber composite material. For this purpose, the textile reinforcing material is embedded in a matrix material after its production. Duroplast, an elastomer or a thermoplastic can be used in particular as matrix materials.

Gemäß Schritt a) wird ein Gewebe des textilen Verstärkungsmaterials mit einer Vielzahl von Kettfäden und einer Vielzahl von Schussfäden mit einer Webmaschine gewebt. Eine solche Webmaschine, die insbesondere die Open-Reed-Weaving-Technologie beherrscht, ist ebenfalls insbesondere aus der Seite 9, Zeile 1 bis Seite 14, Zeile 32 der WO 2011/095262 AI bekannt (die dortige Beschreibung wird hier vollumfänglich zum Gegenstand der Beschreibung gemacht). Mit dieser werden die Kettfäden und Schussfä- den rechtwinklig verkreuzt. Dabei bilden die Kettfäden den Träger, in den nacheinander die Schussfäden von einer ersten Webkante zu einer zweiten Webkante eingezogen werden. Die Kettfäden verlaufen dabei parallel zu einer Längsseite des Gewebes und die Schussfäden parallel zu einer Querseite des Gewebes. According to step a), a fabric of the textile reinforcing material is woven with a plurality of warp threads and a plurality of weft threads with a weaving machine. Such a loom, which in particular dominates the open-reed weaving technology, is also known in particular from page 9, line 1 to page 14, line 32 of WO 2011/095262 AI (the description there is here fully the subject of the description made). With this, the warp threads and weft threads are crossed at right angles. In this case, the warp threads form the carrier, in which successively the weft threads are drawn from a first selvedge to a second selvedge. The warp threads run parallel to a longitudinal side of the fabric and the weft threads parallel to a transverse side of the fabric.

Gemäß Schritt b) wird während Schritt a) ein erstes Fadensystem schräg zu den Kettfäden und Schussfäden eingewebt. Weiterhin wird gemäß Schritt c) während Schritt a) (und ggf. zeitgleich zu Schritt b)) ein zweites Fadensystem schräg zu den Kettfäden und Schussfäden eingewebt. Bei dem ersten Fadensystem und dem zweiten Fadensystem handelt es sich somit neben den Kettfäden und Schussfäden um zusätzliche Fadensysteme. Bei dem ersten Fadensystem handelt es sich insbesondere um einen in das Gewebe schräg eingewebten ersten Faden oder um eine Mehrzahl von schräg in das Gewebe eingewebten ersten Fäden, die insbesondere parallel zueinander verlaufen. Entsprechend handelt es sich bei dem zweiten Fadensystem ins- besondere um einen in das Gewebe schräg eingewebten zweiten Faden oder eine Mehrzahl von schräg in das Gewebe eingewebten zweiten Fäden, die insbesondere parallel zueinander verlaufen. Die Mehrzahl der ersten Fäden des ersten Fadensystems und/oder die Mehrzahl der zweiten Fäden des zweiten Fadensystems verlaufen insbesondere in einem identischen (aber versetztem) Muster zueinander und/oder insbesondere mit einem Versatz in einer Schussfadenrichtung der Schussfäden und/oder mit einem Versatz parallel zu den Kettfäden. Die Kettfäden, die Schussfäden, das erste Fadensystem und/oder das zweite Fadensystem bestehen bevorzugt im Wesentli- chen aus Glasfasern, Kohlenstofffasern, Keramikfasern, Aramidfasern, Borfasern, Basaltfasern, Stahlfasern, Naturfasern und/oder Nylonfasern. Unter „schräg" ist insbesondere zu verstehen, dass das erste Fadensystem und das zweite Fadensystem beziehungsweise die ersten Fäden des ersten Fadensystems und die zweiten Fäden des zweiten Fadensystems, insbesondere über ihre gesamte Länge, nicht parallel zu den Kettfäden und Schussfäden verlaufen, sondern relativ zu den Kettfäden und Schussfäden in einem spitzen oder stumpfen Winkel. Insbesondere können das erste Fadensystem und/oder das zweite Fadensystem mit einem Winkel von 45° zu den Kettfäden und/oder Schussfäden verlaufen. According to step b), a first thread system is woven in at an angle to the warp threads and weft threads during step a). Furthermore, according to step c), a second thread system is woven obliquely to the warp threads and weft threads during step a) (and optionally at the same time as step b)). The first thread system and the second thread system are therefore additional thread systems in addition to the warp threads and weft threads. The first thread system is, in particular, a first thread that is woven obliquely into the fabric or a plurality of first threads that are woven obliquely into the fabric and extend in particular parallel to one another. Accordingly, the second thread system is in particular, a second thread that is woven obliquely into the fabric, or a plurality of second threads that are woven obliquely into the fabric and that extend in particular parallel to one another. The majority of the first threads of the first thread system and / or the plurality of second threads of the second thread system run in particular in an identical (but staggered) pattern to one another and / or in particular with an offset in a weft direction of the weft threads and / or with an offset parallel to the warp threads. The warp threads, the weft threads, the first thread system and / or the second thread system preferably consist essentially of glass fibers, carbon fibers, ceramic fibers, aramid fibers, boron fibers, basalt fibers, steel fibers, natural fibers and / or nylon fibers. By "oblique" is to be understood in particular that the first thread system and the second thread system or the first threads of the first thread system and the second threads of the second thread system, in particular over its entire length, not parallel to the warp threads and weft threads, but relative to the warp threads and weft threads at an acute or obtuse angle, in particular the first thread system and / or the second thread system may extend at an angle of 45 ° to the warp threads and / or weft threads.

Gemäß Schritt d) wird während der Schritte a) bis c) zumindest ein erster Überlappungsbereich mit einer ersten Überlappungsrichtung zwischen dem ersten Fadensystem und dem zweiten Fadensystem erzeugt, wobei das erste Fadensystem und das zweite Fadensystem in dem zumindest einen ersten Überlappungsbereich parallel verlaufen und gemeinsam zumindest eine Schlaufe bilden. Die Ausführung der Schritte a) bis d) erfolgt insbesondere zumindest teilweise gleichzeitig. Bei dem zumindest einen ersten Überlappungsbereich handelt es sich um einen Bereich, in dem das erste Fadensystem und das zweite Fadensystem insbesondere vollkommen parallel verlau- fen. Dies bedeutet insbesondere, dass sich das erste Fadensystem und das zweite Fadensystem in dem zumindest einen Überlappungsbereich im Wesentlichen über ihre gesamte Länge berühren. Unter einer Schlaufe ist insbesondere ein Bereich des ersten Fadensystems und des zweiten Fadensystems zu verstehen, der sich zwischen zwei Abbindepunkten erstreckt. Als Abbindepunkt gilt dabei ein Bereich des Gewebes, in dem der erste Faden des ersten Fadensystems und der zweite Faden des zweiten Fadensystems durch einen Kettfaden und/oder einen Schussfaden an dem Gewebe befestigt sind. Weiterhin kreuzen sich die Kettfäden und die Schussfäden an den Abbindepunkten. Zudem können der erste Faden des ersten Fadensystems und der zweite Faden des zweiten Fadensystems in den Abbindepunkten zwischen den Kettfäden und Schussfäden verlaufen, so dass der erste Faden des ersten Fadensystems und der zweite Faden des zweiten Fadensystems in den Abbindepunkten insbesondere zwischen den Kettfäden und Schussfäden geklemmt sind. Nach dem Einbetten des Gewebes in den Matrixwerk- stoff dient der Matrixwerkstoff als Kleber, der das erste Fadensystem und das zweite Fadensystem in dem zumindest einen Überlappungsbereich verklebt. Durch ein solches Bindungsdesign lässt sich ein Gewebe erzeugen, das zusätzlich zu einer Kettfadenrichtung (0°) und der Schussfadenrichtung (90°) eine weitere Verstärkungsrichtung aufweist. Weiterhin bilden das ers- te Fadensystem und das zweite Fadensystem über den zumindest einen ersten Überlappungsbereich eine, insbesondere gerade, Verbindung zwischen zwei Längsseiten, zwei Querseiten und/oder einer Längsseite und einer Querseite des Gewebes. Klarzustellen ist an dieser Stelle, dass das Gewebe weitere schräg zu den Kettfäden und Schussfäden verlaufende Fadensyste- me aufweisen kann, die weitere Überlappungsbereiche bilden, so dass das Gewebe weitere Verstärkungsrichtungen aufweist. Zudem ist es auch möglich, das vorgeschlagene Verfahren auf andere Textilarten, wie beispielsweise Gewirke, zu übertragen. Zudem ist es vorteilhaft, wenn das erste Fadensystem und das zweite Fadensystem während der Schritte b) und c) in einem Zick-Zack-Muster verlegt werden. Das Zick-Zack-Muster ist ein Muster aus kurzen Strecken, die in gleichen Winkeln (wiederholt) aneinandergereiht sind, sodass deren En- den zwei parallele Linien oder Bögen beschreiben. According to step d), during steps a) to c), at least one first overlapping region is produced with a first overlapping direction between the first thread system and the second thread system, wherein the first thread system and the second thread system run parallel in the at least one first overlapping region and together form a loop. The execution of steps a) to d) takes place in particular at least partially simultaneously. The at least one first overlapping region is an area in which the first thread system and the second thread system in particular run perfectly parallel. This means in particular that the first thread system and the second thread system in which at least one overlap region substantially over its entire length touching. A loop is to be understood in particular as meaning a region of the first thread system and of the second thread system which extends between two bonding points. As Abbindepunkt applies here an area of the fabric in which the first thread of the first thread system and the second thread of the second thread system are secured by a warp thread and / or a weft thread to the fabric. Furthermore, the warp threads and the weft threads intersect at the setting points. In addition, the first thread of the first thread system and the second thread of the second thread system can run in the binding points between the warp threads and weft threads, so that the first thread of the first thread system and the second thread of the second thread system clamped in the setting points in particular between the warp threads and wefts are. After embedding the fabric in the matrix material, the matrix material serves as an adhesive which bonds the first thread system and the second thread system in the at least one overlapping region. By means of such a binding design, it is possible to produce a fabric which, in addition to a warp direction (0 °) and the weft direction (90 °), has a further reinforcement direction. Furthermore, the first thread system and the second thread system form over the at least one first overlapping region a, in particular straight, connection between two longitudinal sides, two transverse sides and / or one longitudinal side and one transverse side of the fabric. It should be clarified at this point that the fabric can have further thread systems running obliquely to the warp threads and weft threads, which form further overlapping areas, so that the fabric has further reinforcing directions. In addition, it is also possible to transfer the proposed method to other types of textile, such as knitted fabrics. In addition, it is advantageous if the first thread system and the second thread system are laid in a zigzag pattern during steps b) and c). The zig-zag pattern is a pattern of short stretches lined up at equal angles (repeated) so that their ends describe two parallel lines or arcs.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Zick-Zack-Muster in einer Schussfadenrichtung einen Versatz von maximal 30 cm (Zentimeter) aufweist. Der Versatz beträgt bevorzugt 5 cm bis 30 cm. Die Schussfadenrich- tung erstreckt sich dabei insbesondere parallel zu den Schussfäden. Unter einem„Versatz" wird zudem insbesondere die kürzeste Verbindung zwischen zwei (benachbarten) Eckpunkten des Zick-Zack-Musters parallel zu den Schussfäden verstanden. Zudem ist es vorteilhaft, wenn das erste Fadensystem und das zweite Fadensystem so lange in dem zumindest einen ersten Überlappungsbereich parallel verlaufen, bis das erste Fadensystem oder das zweite Fadensystem die Richtung ändert. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das erste Fadensystem und das zweite Fadensystem wenigstens über den zumindest einen ersten Überlappungsbereich zwei Längsseiten, zwei Querseiten und/oder eine Längsseite und eine Querseite des Gewebes verbinden. Dies bedeutet insbesondere, dass sich das erste Fadensystem und/oder das zweite Fadensystem bis zu einem Rand oder beide Ränder des Gewebes erstrecken. Die Verbindung erfolgt dabei (im Wesentlichen) geradlinig. In addition, it is advantageous if the zig-zag pattern in a weft direction has a maximum offset of 30 cm (centimeters). The offset is preferably 5 cm to 30 cm. The weft direction extends in particular parallel to the weft threads. In addition, an "offset" is understood in particular to mean the shortest connection between two (adjacent) corner points of the zig-zag pattern parallel to the weft threads, and it is also advantageous if the first thread system and the second thread system are in the at least one first overlapping region Furthermore, it is advantageous if the first thread system and the second thread system have at least over the at least one first overlapping area two longitudinal sides, two transverse sides and / or one longitudinal side and one transverse side of the fabric This means, in particular, that the first thread system and / or the second thread system extend to one edge or both edges of the fabric, the connection being (essentially) rectilinear.

Vorteilhaft ist es zudem, wenn über das erste Fadensystem, das zweite Fadensystem und deren zumindest einen ersten Überlappungsbereich eine Kraft zwischen zwei Längsseiten, zwei Querseiten oder eine Längsseite und eine Querseite des Gewebes übertragbar ist. Dies bedeutet insbesondere, dass die Kraft zwischen zwei Längsseiten, zwei Querseiten oder eine Längsseite und eine Querseite des Gewebes, insbesondere nach der Einbettung des Gewebes in den Matrixwerkstoff, überwiegend oder sogar allein über das erste Fadensystem, das zweite Fadensystem und deren zumindest einen ersten Überlappungsbereich übertragbar ist. It is also advantageous if, via the first thread system, the second thread system and its at least one first overlapping region, a force between two longitudinal sides, two transverse sides or a longitudinal side and a transverse side of the fabric is transferable. This means in particular that the force between two longitudinal sides, two transverse sides or one longitudinal side and one transverse side of the fabric, in particular after the embedding of the fabric in the matrix material, predominantly or even alone on the first thread system, the second thread system and their at least one first overlap region is transferable.

Zudem ist es auch vorteilhaft, wenn während Schritt d) der zumindest eine erste Überlappungsbereich mit einer Länge von 1 bis 500 mm (Millimeter) erzeugt wird. Im Fall, dass das erste Fadensystem und/oder das zweite Fadensystem aus Glasfasern besteht, beträgt die Länge des zumindest einen ersten Überlappungsbereichs bevorzugt 1 mm bis 35 mm. Insbesondere bei der Verwendung von Polypropylen als Matrixwerkstoff wird in dem zumindest einem Überlappungsbereich eine Zugfestigkeit zwischen dem ers- ten Fasersystem und dem zweiten Fasersystem erreicht, die 95 % der Zugfestigkeit einer vergleichbaren Endlosfaser entspricht. Moreover, it is also advantageous if, during step d), the at least one first overlap region with a length of 1 to 500 mm (millimeters) is produced. In the case that the first thread system and / or the second thread system consists of glass fibers, the length of the at least one first overlap region is preferably 1 mm to 35 mm. Particularly in the case of the use of polypropylene as the matrix material, in the at least one overlapping region, a tensile strength is achieved between the first fiber system and the second fiber system, which corresponds to 95% of the tensile strength of a comparable continuous fiber.

Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn während Schritt a) ein drittes Fadensystem schräg zu den Kettfäden und Schussfäden eingewebt wird, wobei das erste Fadensystem, das zweite Fadensystem und das dritte Fadensystem jeweils um ein Drittel einer Verlegebreite versetzt zueinander verlaufen, so dass zumindest ein zweiter Überlappungsbereich mit einer zweiten Überlappungsrichtung zwischen dem ersten Fadensystem, zweiten Fadensystem oder dritten Fadensystem erzeugt wird. Unter der Verlegebreite ist insbe- sondere die Breite des Versatzes der Zickzack-Bewegung der einzelnen Nadeln zu verstehen. It is also advantageous if during step a) a third thread system is woven obliquely to the warp threads and weft threads, wherein the first thread system, the second thread system and the third thread system each offset by one third of a laying width to each other, so that at least a second overlap region is generated with a second overlapping direction between the first thread system, second thread system or third thread system. The laying width is to be understood in particular the width of the offset of the zigzag movement of the individual needles.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Gewebe nach Schritt d) in einen Matrixwerkstoff eingebettet wird. Als weiterer Aspekt der Erfindung wird zudem ein Verstärkungsmaterial für einen Faserverbundwerkstoff vorgeschlagen, der ein Gewebe aufweist, an dem ein erstes Fadensystem und ein zweites Fadensystem befestigt ist, wobei das erste Fadensystem und das zweite Fadensystem schräg zu Kett- fäden und Schussfäden des Gewebes verlaufen und wobei das erste Fadensystem und das zweite Fadensystem zumindest einen ersten Überlappungsbereich mit einer ersten Überlappungsrichtung bilden. Bezüglich weiterer Einzelheiten zu dem Verstärkungsmaterial wird auf die Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen. Furthermore, it is advantageous if the tissue is embedded in a matrix material after step d). As a further aspect of the invention, a reinforcing material for a fiber composite material is proposed, which has a fabric to which a first thread system and a second thread system is attached, wherein the first thread system and the second thread system obliquely to warp threads and weft threads of the fabric and wherein the first thread system and the second thread system form at least a first overlap region with a first overlap direction. For further details of the reinforcing material, reference is made to the description of the method according to the invention.

Zudem wird auch eine Webmaschine mit Fachbildeelementen vorgeschlagen, durch die ein von Kettfäden begrenztes Webfach gebildet werden kann, weiterhin aufweisend Einrichtungen zum Eintrag eines Schussfadens in das Webfach in einer Schussfadenrichtung und einem Verschiebeantrieb, der in Schussfadenrichtung eine Verschiebeeinrichtung antreibt, durch die ein erstes Fadensystem oder ein zweites Fadensystem in der Schussfadenrichtung verschoben werden kann, wobei der Verschiebeantrieb durch eine Steuereinrichtung ansteuerbar ist und wobei die Steuereinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet und vorge- sehen ist. In addition, a weaving machine with shedding elements is proposed, through which a weaving shed limited by warp can be formed, further comprising means for entry of a weft thread in the shed in a weft direction and a displacement drive, which drives a displacement device in the weft direction, through which a first thread system or a second thread system in the weft direction can be moved, wherein the displacement drive can be controlled by a control device and wherein the control device is set up and provided for carrying out the method according to the invention.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese je- doch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen schematisch: The invention and the technical environment will be explained in more detail with reference to FIGS. It should be noted that the figures show particularly preferred embodiments of the invention, but this is not limited thereto. The same components are provided in the figures with the same reference numerals. They show schematically:

Fig. 1: ein erstes Ausführungsbeispiel eines textilen Verstärkungsmaterials, hergestellt mit dem vorgeschlagenen Verfahren; Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung eines in der Fig. 1 gezeigten Überlappungsbereichs; und Fig. 1: a first embodiment of a textile reinforcing material produced by the proposed method; FIG. 2 is an enlarged view of an overlapping area shown in FIG. 1; FIG. and

Fig. 3: ein zweites Ausführungsbeispiel eines textilen Verstärkungsma- terial, hergestellt mit dem vorgeschlagenen Verfahren. 3 shows a second embodiment of a textile reinforcing material produced by the proposed method.

Die Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines textilen Verstärkungsmaterials 1 mit einem Gewebe 2. Das Gewebe 2 weist eine Längsseite 14 und eine Querseite 15 auf und umfasst eine Vielzahl in der Fig. 2 gezeig- ten Kettfäden 3 und Schussfäden 4. Beim Weben des Gewebes 2 wurde gemäß den Schritten a) bis c) des vorgeschlagenen Verfahrens ein erstes Fadensystem 6 und ein zweites Fadensystem 7 schräg zu den Kettfäden 3 und den Schussfäden 4 in das Gewebe 2 eingewebt. Das erste Fadensystem 6 wird in den Figuren als Volllinien und das zweite Fadensystem 7 als ge- strichelte Linien dargestellt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das erste Fadensystem 6 aus einer Mehrzahl von ersten Fäden 17 und das zweite Fadensystem 7 aus einer Mehrzahl von zweiten Fäden 18, die jeweils parallel und in einer Schussfadenrichtung 12 versetzt zueinander verlaufen. Die ersten Fäden 17 des ersten Fadensystems 6 und die zweiten Fä- den 18 des zweiten Fadensystems 7 sind jeweils in einem Zick-Zack- Muster 11 in das Gewebe 2 eingewebt und weisen in der Schussfadenrichtung 12 zwischen in Längsrichtung 19 benachbarten Eckpunkten 5 einen Versatz 13 auf. Während des Webens des Gewebes 2 und dem Einweben des ersten Fadensystems 6 sowie des zweiten Fadensystems 7 in das Gewe- be 2 gemäß den Schritten b) und c) des Verfahrens wurden gemäß Schritt d) des Verfahrens zwischen dem ersten Fadensystem 6 und dem zweiten Fadensystem 7 eine Mehrzahl erster Überlappungsbereiche 8 mit einer ersten Überlappungsrichtung 9 erzeugt, wobei das erste Fadensystem 6 und das zweite Fadensystem 7 in den ersten Überlappungsbereichen 8 parallel ver- laufen und gemeinsam zumindest eine in der Fig. 2 gezeigte Schlaufe 10 bilden. Weiterhin weisen die ersten Überlappungsbereiche 8 in der ersten Überlappungsrichtung 9 jeweils eine Länge 16 auf. Das erste Fadensystem 6 und das zweite Fadensystem 7 bilden über die ersten Überlappungsbereiche 8 eine Mehrzahl von geraden Verbindungen über das gesamte Gewebe 2. 1 shows a first exemplary embodiment of a textile reinforcing material 1 with a fabric 2. The fabric 2 has a longitudinal side 14 and a transverse side 15 and comprises a multiplicity of warp threads 3 and weft threads 4 shown in FIG Fabric 2, according to steps a) to c) of the proposed method, a first thread system 6 and a second thread system 7 were woven into the fabric 2 at an angle to the warp threads 3 and the weft threads 4. The first thread system 6 is shown in the figures as solid lines and the second thread system 7 as dashed lines. In the embodiment shown, the first thread system 6 consists of a plurality of first threads 17 and the second thread system 7 of a plurality of second threads 18, each offset parallel and in a weft direction 12 to each other. The first threads 17 of the first thread system 6 and the second threads 18 of the second thread system 7 are each woven into the fabric 2 in a zigzag pattern 11 and have an offset 13 in the weft direction 12 between corner points 5 adjacent in the longitudinal direction 19 on. During the weaving of the fabric 2 and the weaving in of the first thread system 6 and the second thread system 7 into the fabric 2 according to steps b) and c) of the method, according to step d) of the method between the first thread system 6 and the second thread system 7 produces a plurality of first overlapping regions 8 with a first overlapping direction 9, the first thread system 6 and the second thread system 7 running parallel in the first overlapping regions 8 and together at least one loop 10 shown in FIG form. Furthermore, the first overlapping areas 8 each have a length 16 in the first overlapping direction 9. The first thread system 6 and the second thread system 7 form a plurality of straight connections over the entire fabric 2 via the first overlapping regions 8.

Die Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Darstellung den in der Fig. 1 mit II gekennzeichneten Bereich. Zu erkennen sind die (etwa) rechtwinklig miteinander verketteten Kettfäden 3 und Schussfäden 4 des Gewebes 2. Weiter- hin ist in der Fig. 2 der parallele Verlauf eines ersten Fadens 17 des ersten Fadensystems 6 und eines zweiten Fadens 18 des zweiten Fadensystems 7 gezeigt, die zwischen Abbindepunkten 20 gemeinsam eine Mehrzahl von Schlaufen 10 bilden. Die Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines textilen Verstärkungsmaterials 1 mit einem Gewebe 2. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in der Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel des textilen Verstärkungsmaterials 1 durch ein drittes Fadensystem 21, das ebenfalls schräg zu den in der Fig. 2 gezeigten Kettfäden 3 und Schuss- fäden 4 in das Gewebe 2 eingewebt wurde. Das erste Fadensystem 6 (dargestellt mit Volllinien), das zweite Fadensystem 7 (dargestellt mit grob gestrichelten Linien) und das dritte Fadensystem 21 (dargestellt mit fein gestrichelten Linien) verlaufen jeweils um ein Drittel einer Verlegebreite 22 versetzt zueinander, so dass eine Mehrzahl von zweiten Überlappung sberei- chen 23 mit einer zweiten Überlappungsrichtung 24 ausgebildet sind. Das textile Verstärkungsmaterial 1 weist somit eine Mehrzahl von ersten Überlappung sbereichen 8 mit einer ersten Überlappungsrichtung 9 und eine Mehrzahl von zweiten Überlappungsbereichen 23 mit einer zweiten Überlappung srichtung 24 auf. Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Verstärkungsmaterial gestatten in vorteilhafter Weise eine multiaxiale Kraftübertragung über die gesamte Gewebebreite des Gewebes. FIG. 2 shows an enlarged view of the area marked II in FIG. 1. Further, the parallel course of a first thread 17 of the first thread system 6 and a second thread 18 of the second thread system 7 is shown in FIG. 2, FIG. 2 shows the warp threads 3 and weft threads 4 of the fabric 2 interlinked at right angles. which together form a plurality of loops 10 between bonding points 20. 3 shows a second embodiment of a textile reinforcing material 1 with a fabric 2. This second embodiment differs from the first embodiment shown in FIG. 1 of the textile reinforcing material 1 by a third thread system 21, which is also inclined to the in FIG 2 warp threads 3 and weft threads 4 were woven into the fabric 2. The first thread system 6 (shown with solid lines), the second thread system 7 (shown with roughly dashed lines) and the third thread system 21 (shown with fine dashed lines) each offset by one third of a laying width 22 to each other, so that a plurality of second Overlap sberei- Chen 23 are formed with a second overlap direction 24. The textile reinforcing material 1 thus has a plurality of first overlap regions 8 with a first overlap direction 9 and a plurality of second overlap regions 23 with a second overlap device 24. The method according to the invention and the reinforcing material according to the invention advantageously permit a multiaxial force transmission over the entire fabric width of the fabric.

B ezug szeichenliste Reference sign list

1 textiles Verstärkungsmaterial 1 textile reinforcing material

2 Gewebe 2 tissues

3 Kettfäden 3 warp threads

4 Schussfäden 4 weft threads

5 Eckpunkte 5 vertices

6 erstes Fadensystem 6 first thread system

7 zweites Fadensystem 7 second thread system

8 erster Überlappungsbereich 8 first overlap area

9 erste Überlappungsrichtung 9 first overlapping direction

10 Schlaufe 10 loop

11 Zick-Zack- Muster 11 zigzag patterns

12 S chu s sf adenrichtung 12 S chuffing direction

13 Versatz 13 offset

14 Längsseite 14 long side

15 Querseite 15 transverse side

16 Länge 16 length

17 erster Faden 17 first thread

18 zweiter Faden 18 second thread

19 Längsrichtung 19 longitudinal direction

20 Abbindepunkt 20 setting point

21 drittes Fadensystem 21 third thread system

22 Verlegebreite 22 laying width

23 zweiter Überlappungsbereich 23 second overlap area

24 zweite Überlappungsrichtung 24 second overlapping direction

Claims

Patentansprüche claims

Verfahren zur Herstellung eines textilen Verstärkungsmaterials (1) für einen Faserverbundwerkstoff, aufweisend zumindest die folgenden Schritte: a) Weben eines Gewebes (2) mit einer Vielzahl von Kettfäden (3) und einer Vielzahl von Schussfäden (4) mit einer Webmaschine; b) Einweben eines erstens Fadensystems (6) schräg zu den Kettfäden (3) und Schussfäden (4) während Schritt a); A method of producing a textile reinforcing material (1) for a fiber composite, comprising at least the following steps: a) weaving a fabric (2) with a plurality of warp threads (3) and a plurality of weft threads (4) with a weaving machine; b) weaving a first thread system (6) obliquely to the warp threads (3) and weft threads (4) during step a);

c) Einweben eines zweiten Fadensystems (7) schräg zu den Kettfäden (3) und Schussfäden (4) während Schritt a); und c) weaving a second thread system (7) obliquely to the warp threads (3) and weft threads (4) during step a); and

d) Erzeugen zumindest eines ersten Überlappungsbereichs (8) mit einer ersten Überlappungsrichtung (9) zwischen dem ersten Fadensystem (6) und dem zweiten Fadensystem (7) während der Schritte a) bis c), wobei das erste Fadensystem (6) und das zweite Fadensystem (7) in dem zumindest einen ersten Überlappungsbereich (8) parallel verlaufen und gemeinsam zumindest eine Schlaufe (10) bilden. d) generating at least a first overlapping area (8) with a first overlapping direction (9) between the first thread system (6) and the second thread system (7) during steps a) to c), wherein the first thread system (6) and the second Thread system (7) in the at least one first overlap region (8) parallel and together form at least one loop (10).

Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei das erste Fadensystem (6) und das zweite Fadensystem (7) während der Schritte b) und c) in einem Zick-Zack- Muster (11) verlegt werden. Method according to claim 1, wherein the first thread system (6) and the second thread system (7) during the steps b) and c) in a zigzag pattern (11) are laid.

Verfahren nach Patentanspruch 2, wobei das Zick-Zack- Muster (11) in einer Schussfadenrichtung (12) einen Versatz (13) von maximal 30 cm aufweist. Method according to claim 2, wherein the zig-zag pattern (11) has an offset (13) of a maximum of 30 cm in a weft direction (12).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das erste Fadensystem (6) und das zweite Fadensystem (7) so lange in dem zumindest einen ersten Überlappungsbereich (8) parallel verlau- fen, bis das erste Fadensystem (6) oder das zweite Fadensystem (7) die Richtung ändert. Method according to one of the preceding claims, wherein the first thread system (6) and the second thread system (7) extend in parallel in the at least one first overlapping region (8). until the first thread system (6) or the second thread system (7) changes direction.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das erste Fadensystem (6) und das zweite Fadensystem (7) wenigstens über den einen ersten Überlappungsbereich (8) zwei Längsseiten (14), zwei Querseiten (15) oder eine Längsseite (14) und eine Querseite (15) des Gewebes (2) verbinden. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first thread system (6) and the second thread system (7) at least over the first overlap region (8) has two longitudinal sides (14), two transverse sides (15) or a longitudinal side (14) and connect a transverse side (15) of the fabric (2).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei über das erste Fadensystem (6), das zweite Fadensystem (7) und deren zumindest einen ersten Überlappungsbereich (8) eine Kraft zwischen zwei Längsseiten (14), zwei Querseiten (15) oder eine Längsseite (14) und eine Querseite (15) des Gewebes (2) übertragbar ist. Method according to one of the preceding claims, wherein via the first thread system (6), the second thread system (7) and its at least one first overlap region (8) a force between two longitudinal sides (14), two transverse sides (15) or a longitudinal side (14 ) and a transverse side (15) of the fabric (2) is transferable.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei während Schritt d) der zumindest eine erste Überlappungsbereich (8) mit einer Länge (16) von 1 bis 500 mm erzeugt wird. Method according to one of the preceding claims, wherein during step d) the at least one first overlapping region (8) having a length (16) of 1 to 500 mm is produced.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei während Schritt a) ein drittes Fadensystem (21) schräg zu den Kettfäden (3) und Schussfäden (4) eingewebt wird, wobei das erste Fadensystem (6), das zweite Fadensystem (7) und das dritte Fadensystem (21) jeweils um ein Drittel einer Verlegebreite (22) versetzt zueinander verlaufen, so dass zumindest ein zweiter Überlappungsbereich (23) mit einer zweiten Überlappungsrichtung (24) zwischen dem ersten Fadensystem (6), zweiten Fadensystem (7) oder dritten Fadensystem (24) erzeugt wird. Method according to one of the preceding claims, wherein during step a) a third thread system (21) is woven obliquely to the warp threads (3) and weft threads (4), wherein the first thread system (6), the second thread system (7) and the third Thread system (21) each offset by one third of a laying width (22) to each other, so that at least a second overlap region (23) with a second overlapping direction (24) between the first thread system (6), second thread system (7) or third thread system ( 24) is generated.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Gewebe (2) nach Schritt d) in einen Matrixwerkstoff eingebettet wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the fabric (2) after step d) is embedded in a matrix material.

10. Verstärkungsmaterial (1) für einen Faserverbundwerkstoff, aufweisend ein Gewebe (2), an dem ein erstes Fadensystem (6) und ein zweites Fadensystem (7) befestigt ist, wobei das erste Fadensystem (6) und das zweite Fadensystem (7) schräg zu Kettfäden (3) und Schussfäden (4) des Gewebes (2) verlaufen und wobei das erste Fadensystem (6) und das zweite Fadensystem (7) zumindest einen ersten Überlappungsbereich (8) mit einer ersten Überlappungsrichtung (9) bilden. 10. A reinforcing material (1) for a fiber composite material, comprising a fabric (2) to which a first thread system (6) and a second thread system (7) is fixed, wherein the first thread system (6) and the second thread system (7) obliquely to warp threads (3) and weft threads (4) of the fabric (2) and wherein the first thread system (6) and the second thread system (7) form at least a first overlap region (8) with a first overlap direction (9).