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Dokumentenidentifikation DE102005052573A1 03.05.2007
Titel Integrierter Fertigungsprozess bei Wirkmaschinen mit multiaxialem Schusseintragssystem
Anmelder Gries, Thomas, 52070 Aachen, DE;
Kolkmann, Annette, 52062 Aachen, DE;
Roye, Andreas, 52066 Aachen, DE;
Sander, Andreas, 52068 Aachen, DE
DE-Anmeldedatum 02.11.2005
DE-Aktenzeichen 102005052573
Offenlegungstag 03.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse D04B 21/14(2006.01)A, F, I, 20051102, B, H, DE
IPC-Nebenklasse D04B 23/10(2006.01)A, L, I, 20051102, B, H, DE   
Zusammenfassung Der integrierte Fertigungsprozess bei Wirkmaschinen mit multiaxialen Schusseintragungssystemen ist für die Herstellung komplexer trockener textiler Halbzeuge vorgesehen.
Bei der Herstellung der flächigen 2-D-Textilstruktur nach dem Wirkprinzip mit multiaxialem Schusseintrag wird ein weiteres 2-D- oder 3-D-Textil dem Prozess zugeführt und dieses gleichzeitig mit der 2-D-Textilstruktur verbunden. Für die Zuführung komplexer 3-D-Textilien sind konstruktive Änderungen der Wirkeinheit erforderlich, die einen integrierten Fertigungsprozess ermöglichen. Die Verbindung zweier textiler Halbzeuge, bei der Herstellung des einen textilen Halbzeuges reduziert nachfolgende Verarbeitungsschritte.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen einstufigen Prozess zur Herstellung komplexer textiler Halbzeuge. Die Herstellung eines 2D-Textils nach dem Wirkprinzip mit multiaxialem Schusseintrag wird genutzt, um gleichzeitig ein weiteres textiles Halbzeug mit dem 2D-Textil zu verbinden. Durch diesen integrierten Fertigungsprozess wird ein, in der Prozesskette zu einem späteren Zeitpunkt erfolgender, Fügeprozess eingespart.

Der Stand der Technik zur Fertigung komplexer textiler Strukturen für den Einsatz in Faserverbundwerkstoffen, so genannte trockene textile Preforms, erfolgt in mehreren Fertigungsstufen. Diese Fertigungsstufen sind geprägt vom Handling des Textils, vom Drapieren der Textilien und vom Zusammenführen und -fügen der Textilien. Da es sich bei den Verstärkungstextilien um sehr spröde und empfindliche Materialien wie Glas und Carbon handelt, führt jeder zusätzliche Handgriff und Fertigungsschritt zur Verschlechterung der Eigenschaften des Materials. Mit dem integrierten Fertigungsprozess wird eine Fertigungsstufe, das getrennte Zusammenfügen von einem 2D-Textil und einem weiteren textilem Halbzeug zur lokalen Verstärkung, in einem Prozessschritt bei der Fertigung eines 2D-Textils ermöglicht.

Wirkmaschinen mit multiaxialen Schusseintragssystemen arbeiten nach dem Prinzip, dass mehrere Lagen Verstärkungsgarne in unterschiedlichen Winkeln durch die Schusseintragssysteme zwischen einem Transportsystem (Ketten) abgelegt werden. Diese Lagen Verstärkungstextil werden in der Wirkeinheit miteinander vermascht und so erhält das Textil seinen Zusammenhalt. Das Textil wird anschließend auf Ballen aufgewickelt. Es entsteht ein flächiges, 2D-Textil mit unterschiedlicher Fadenorientierung und einem gleichmäßigen Flächengewicht.

Nachteilig bei der Fertigung dieser Basistextilien ist die Tatsache, dass der Wirkprozess nicht genutzt wird, um weitere Fertigungsschritte direkt in diesen Wirkprozess zu integrieren. So ist das Verfahren bei der Herstellung trockener textiler Preforms, einzelne Textilien oder spezielle Strukturelemente in nachfolgenden Prozessen miteinander zu verbinden. Diese Verbindung kann jedoch schon während des Wirkprozesses erfolgen.

Die Aufgabe des integrierten Fertigungsprozesses besteht darin, den vorhandenen Wirkprozess zum Verbinden unterschiedlicher textiler Strukturen zu nutzen, um damit vorkonfektionierte textile Preforms herzustellen. Gleichzeitig wird mit dem integrierten Fertigungsprozess ein späterer Fertigungsschritt zum Verbinden der Textilien eingespart, was ebenfalls die Kosten in der Fertigung reduziert.

Als Ausführungsbeispiel wurde das Aufbringen eines 3D-textilen Halbzeugs 1, in Form eines Hutprofils, auf eine 2D-Textilstruktur 2 realisiert. Das 3D-textile Halbzeug 1, in Form eines Hutprofils, besteht aus einem trapezförmigen Schaumkern, der mit einem Textil umflochten ist, an dem sich Flansche befinden. Dieses 3D-textile Halbzeug 1 wurde dem Fertigungsprozess der 2D-Textilstruktur 2 nach dem Wirkverfahren mit multiaxialem Schusseintrag zugeführt. Für die Zuführung und für die Verbindung von 2D-Textilstruktur 2 und 3D-textiles Halbzeug 1 wurde eine geteilte Wirkeinheit realisiert. Die geteilte Wirkeinheit ermöglicht Freiräume zu schaffen, um gezielt 3D-textile Halbzeuge 1 mit der 2D-Textilstruktur 2 zu verbinden. Das Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigt

1 Integrierter Fertigungsprozess Die Neuheit des integrierten Fertigungsprozesses besteht darin den vorhandenen Prozess zur Herstellung der 2D-Textilstruktur zu nutzen, um gleichzeitig andere 2D- oder 3D-textilie Halbzeuge mit der 2D-Textilstruktur zu verbinden.

Die Vorteile des integrierten Fertigungsprozesses liegen in der Einspaarung eines weiteren späteren Fügeprozesses, in der schonen Materialverarbeitung weil zusätzliches Handling vermieden wird und in der Herstellung endkonturnaher textiler Preforms.

1
3D-textiles Halbzeug (Hutprofil)
2
2D-Textilstruktur


Anspruch[de]
Der integrierte Fertigungsprozess bei Wirkmaschinen mit multiaxialen Schusseintragssystemen ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung des flächigen, 2D-Textils nach dem Wirkprinzip mit multiaxialem Schusseintrag gleichzeitig ein weiteres textiles Halbzeug dem Prozess zugeführt wird. Der Prozess nach Anspruch 1, ist dadurch gekennzeichnet, dass das weitere textile Halbzeug in der Wirkeinheit mit dem flächigen, 2D-Textil verbunden wird. Der Prozess nach den Ansprüchen 1 und 2 ermöglicht die Zuführung des weiteren textilen Halbzeugs oberhalb oder unterhalb des 2D-Textils. Der Prozess nach den Ansprüchen 1 bis 3 besteht aus den einzelnen Verfahrensschritten: Ablage der Fadenscharen mittels Schusswagenleger in Transportketten, Zuführung eines weiteren textilen Halbzeugs vor die Wirkeinheit und Verbinden der Fadenscharen und des weiteren textilen Halbzeugs in der Wirkeinheit. Der Prozess nach den Ansprüchen 1 bis 4 ermöglicht die Reduzierung nachfolgender Fügeprozesse. Der Prozess nach den Ansprüchen von 1 bis 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bauraum innerhalb der Wirkeinheit für die Zuführung komplexer 3D-textiler Halbzeuge nicht ausreicht und konstruktive Anpassungen an der Wirkeinheit vorgenommen werden müssen Der Prozess nach den Ansprüchen 1 bis 6, ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Zuführung komplexer 3D-textiler Halbzeuge die Wirkeinheit geteilt bzw. segmentiert werden muss. Die Ansprüche 1 bis 7 der Erfindung dient zur Herstellung eines 3D-textilen Preforms mittels einer Wirkmaschine.






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