紡織件、帶有紡織件的復(fù)合材料元件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紡織件(Textilteil)、一種帶有這樣的紡織件的復(fù)合材料元件以及用于制造紡織件以及復(fù)合材料元件的方法。該紡織件設(shè)置用于應(yīng)用在復(fù)合材料(其也被稱為合成物)中。這樣的紡織強(qiáng)化的復(fù)合材料基本上已知。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)地編織的紡織件中，通過(guò)經(jīng)紗與瑋紗的接結(jié)產(chǎn)生紗線波皺(Fadenwellung)，從而在紡織件應(yīng)用在復(fù)合材料元件中時(shí)存在紗線的不理想地伸展的取向。用于加強(qiáng)復(fù)合材料的、形成紡織層的紡織件因此具有波狀的紗線。因此，復(fù)合材料元件的可達(dá)到的強(qiáng)度不是最佳的。因此應(yīng)盡可能避免彎折、波紋或小半徑。
[0003]雖然通過(guò)增大在接結(jié)部位(Bindungsstelle)之間的距離可減小在相關(guān)的紗線中波紋的數(shù)量和高度。這意味著，來(lái)設(shè)置更大的浮紗(Flottierung)，這也提高紡織件的起褶能力(Drapierfjihigkeit)。然而由此在浮紗極大時(shí)產(chǎn)生該缺點(diǎn)，即在紡織件起裙時(shí)且尤其在其形成三維的復(fù)合材料體時(shí)可產(chǎn)生紡織件的紗線的不期望的移動(dòng)。由此，紗線密度可在一些部位處不足夠小，而其在其它部位處過(guò)大。
[0004]代替織物，也可使用加強(qiáng)紗線(Verstaerkungsfaden)的無(wú)紡物(Gelege)作為紡織件。然而對(duì)于這些無(wú)紡物需要通過(guò)附加的器件將加強(qiáng)紗線相互固定。然而對(duì)于這樣的無(wú)紡物不利的是，例如垂直于紡織件的延伸平面的若干機(jī)械層壓性能惡化，例如紡織件或以此制成的復(fù)合材料元件的剪切性能、孔表面性能(Lochleibungseigenschaft)、沖擊應(yīng)力或無(wú)損壞的可機(jī)械加工性。由于在紡織件的紗線之間缺乏典型的紡織技術(shù)接結(jié)，垂直于延伸平面的機(jī)械性能常常不足夠。
[0005]在紡織件的設(shè)計(jì)和制造以及加工、尤其復(fù)合材料元件的制造中的另一方面是在變形過(guò)程中的起裙能力。在此可加熱復(fù)合材料元件并且使其機(jī)械變形。也可能通過(guò)壓鑄由被帶到期望的形狀中的紡織件形成所謂的預(yù)成型件(也稱為預(yù)制件)并且例如通過(guò)在高壓下注射液態(tài)樹(shù)脂制造復(fù)合材料體。在復(fù)合材料元件變形時(shí)或在紡織件起褶時(shí)如果紗線或纖維不受控制地流動(dòng)和移動(dòng)是不期望的。在該方法中，無(wú)紡物具有該優(yōu)點(diǎn)，其雖然非常能起褶，然而在無(wú)紡物中存在該風(fēng)險(xiǎn)，即用于接結(jié)無(wú)紡物的器件不足夠強(qiáng)并且由此在一定的區(qū)域中失去所期望的紗線密度。在另一側(cè)上，織物不那么能起褶且因此更難以變形。
[0006]由文件US 4 320 160已知一種用于材料體的紡織件。該紡織件具有由彼此貼靠的加強(qiáng)紗線(其經(jīng)由接結(jié)紗線(Bindefaden)相互連接)構(gòu)成的加強(qiáng)系統(tǒng)。作為接結(jié)紗線，接結(jié)經(jīng)紗和接結(jié)瑋紗通過(guò)簡(jiǎn)單的瑋紗被相互連接，或者接結(jié)經(jīng)紗與加強(qiáng)經(jīng)紗或加強(qiáng)瑋紗進(jìn)行接結(jié)。該紡織件具有該缺點(diǎn)，即由于所提出的接結(jié)形式接結(jié)紗線的紗線應(yīng)力必須小到避免加強(qiáng)紗線的不期望的波紋性。這又導(dǎo)致，不確保加強(qiáng)紗線的足夠的抗移動(dòng)性。如果達(dá)到必需的抗移動(dòng)性，接結(jié)紗線的紗線應(yīng)力一方面引起加強(qiáng)紗線的波皺且另一方面存在該風(fēng)險(xiǎn)，即加強(qiáng)紗線由于在接結(jié)點(diǎn)之間接結(jié)紗線的大的紗線應(yīng)力而成束并且產(chǎn)生帶有非常不均勻的加強(qiáng)紗線的紗線密度的不期望的結(jié)構(gòu)。
[0007]文件DE 20 2005 014 801 Ul也公開(kāi)了一種紡織件，其帶有由加強(qiáng)紗線構(gòu)成的加強(qiáng)系統(tǒng)和用于接結(jié)加強(qiáng)系統(tǒng)的由接結(jié)紗線構(gòu)成的接結(jié)系統(tǒng)，這帶來(lái)與結(jié)合文件US 4 320160所說(shuō)明的相同的缺點(diǎn)。
[0008]文件DE 10 2005 022 567 Al 說(shuō)明了一種紡織的面式構(gòu)型(Flaechengebilde)，其在所說(shuō)明的實(shí)施例中在加強(qiáng)紗線之間不僅具有沙羅接結(jié)(Dreherbindung)而且具有平紋接結(jié)(Leinwandbindung)。例如，總是可根據(jù)預(yù)定數(shù)量的平紋接結(jié)來(lái)設(shè)置沙羅接結(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]由此出發(fā)，提供一種紡織件、一種帶有這樣的紡織件的復(fù)合材料元件以及制造方法可被視為本發(fā)明的目的，其中，一方面確保在紡織件或復(fù)合材料元件的成型或變形時(shí)良好的可操縱性且另一方面存在足夠的機(jī)械穩(wěn)定性。
[0010]該目的通過(guò)一種帶有權(quán)利要求1的特征的紡織件、一種帶有權(quán)利要求11的特征的復(fù)合材料元件、一種帶有權(quán)利要求12的特征的用于制造紡織件的方法以及一種帶有權(quán)利要求13的特征的用于制造復(fù)合材料元件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的紡織件具有由加強(qiáng)瑋紗和加強(qiáng)經(jīng)紗構(gòu)成的加強(qiáng)系統(tǒng)。此外，在根據(jù)本發(fā)明的變體中，存在由接結(jié)瑋紗和接結(jié)經(jīng)紗構(gòu)成的接結(jié)系統(tǒng)。加強(qiáng)系統(tǒng)在至少一個(gè)第一區(qū)段中形成在加強(qiáng)瑋紗與加強(qiáng)經(jīng)紗之間帶有傳統(tǒng)接結(jié)(例如平紋接結(jié)、斜紋接結(jié)(Koerperbindung)、鍛紋接結(jié)(Atlasbindung)或沙羅接結(jié)等)的織物。
[0012]此外，紡織件具有至少一個(gè)第二區(qū)段，在其中加強(qiáng)瑋紗和加強(qiáng)經(jīng)紗在不直接接結(jié)的情況下彼此貼靠。在該第二區(qū)段中，加強(qiáng)經(jīng)紗和加強(qiáng)瑋紗伸展地伸延。
[0013]為了將加強(qiáng)紗線固定在第二區(qū)段中，第二區(qū)段在根據(jù)本發(fā)明的第一變體中可在經(jīng)紗方向上和/或在瑋紗方向上的多個(gè)側(cè)面處、例如在經(jīng)紗方向上相對(duì)而置的兩個(gè)側(cè)面上或在瑋紗方向上相對(duì)而置的兩個(gè)側(cè)面上通過(guò)一個(gè)或者分別一個(gè)第一區(qū)段來(lái)限制且由此穩(wěn)定或固定。如果該第二區(qū)段在所有四個(gè)側(cè)面周?chē)ㄟ^(guò)一個(gè)或多個(gè)第一區(qū)段來(lái)限制，實(shí)現(xiàn)特別好的固定或穩(wěn)定。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明的第二變體(其可備選或附加于第一變體來(lái)實(shí)現(xiàn))中，存在接結(jié)系統(tǒng)。通過(guò)使接結(jié)瑋紗和接結(jié)經(jīng)紗(其在接結(jié)部位處相互和/或與加強(qiáng)系統(tǒng)建立接結(jié))從相反的側(cè)面包圍加強(qiáng)系統(tǒng)，由接結(jié)系統(tǒng)來(lái)保持加強(qiáng)紗線。
[0015]優(yōu)選地，不僅第一而且第二區(qū)段分別具有多個(gè)并排布置的加強(qiáng)經(jīng)紗和分別多個(gè)并排布置的加強(qiáng)瑋紗，使得兩個(gè)區(qū)段設(shè)計(jì)成面型。
[0016]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的紡織件的設(shè)計(jì)方案，產(chǎn)生帶有較大的起褶能力的區(qū)域，在其中加強(qiáng)系統(tǒng)的加強(qiáng)紗線形成無(wú)紡物并且通過(guò)紡織件的鄰接的第一區(qū)段和/或通過(guò)接結(jié)系統(tǒng)來(lái)固定以防不期望的移動(dòng)。在該至少一個(gè)第二區(qū)段中的加強(qiáng)紗線的無(wú)紡物和在該至少一個(gè)第一區(qū)段中的加強(qiáng)紗線的織物在紡織件未變形的情況下并排布置在延伸平面中。延伸平面由經(jīng)紗方向和瑋紗方向來(lái)限定。
[0017]優(yōu)選地，接結(jié)系統(tǒng)的接結(jié)部位(倘若存在)至少在該第二區(qū)段中通過(guò)沙羅接結(jié)、例如半沙羅接結(jié)或全沙羅接結(jié)來(lái)形成。在紡織件的該至少一個(gè)第一區(qū)段中，加強(qiáng)系統(tǒng)的加強(qiáng)紗線直接相互處于編織技術(shù)的接結(jié)中并且形成織物。在該第一區(qū)段中，加強(qiáng)紗線被良好地固定以防移動(dòng)并且紡織件也具有垂直于紡織件平面的高機(jī)械穩(wěn)定性。接結(jié)瑋紗以及接結(jié)經(jīng)紗可在該第一區(qū)段中例如在不換側(cè)的情況下在加強(qiáng)系統(tǒng)的一側(cè)上伸延。備選地，接結(jié)系統(tǒng)可在第一區(qū)段中附加地包圍和固定加強(qiáng)系統(tǒng)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的該紡織件尤其適合用于制造尤其板形的復(fù)合材料元件或三維成型的復(fù)合材料體。這樣的復(fù)合材料元件或這樣的復(fù)合材料體匹配于在紡織件的第一區(qū)段的區(qū)域中的應(yīng)用還垂直于復(fù)合材料元件的面具有非常高的機(jī)械強(qiáng)度。在復(fù)合材料應(yīng)變形或被變形的該至少一個(gè)區(qū)域中，布置紡織件的該至少一個(gè)第二區(qū)段。在該區(qū)域中的高起褶能力允許簡(jiǎn)單的可變形性。加強(qiáng)系統(tǒng)可在該第二區(qū)段中通過(guò)接結(jié)系統(tǒng)來(lái)固定以防止加強(qiáng)紗線滑動(dòng)。附加地或備選地，紡織件可具有多個(gè)包圍該第二區(qū)段的第一區(qū)段。由此可在第二區(qū)域中實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)紗線的移動(dòng)的附加限制。在第二區(qū)域中的加強(qiáng)紗線因此通過(guò)接結(jié)系統(tǒng)和/或通過(guò)加強(qiáng)紗線的織物形成被固定在鄰接的第一區(qū)段中。紡織件可簡(jiǎn)單地通過(guò)該至少一個(gè)第一區(qū)段和該至少一個(gè)第二區(qū)段的定位與在復(fù)合材料中的要求相匹配。
[0019]優(yōu)選地在第二區(qū)段中存在接結(jié)部位，在其處兩個(gè)直接相鄰的經(jīng)紗、例如兩個(gè)接結(jié)經(jīng)紗或一接結(jié)經(jīng)紗和一加強(qiáng)經(jīng)紗形成由地經(jīng)紗(Steherkettfaden)和沙羅經(jīng)紗構(gòu)成的經(jīng)紗對(duì)。地經(jīng)紗和沙羅經(jīng)紗例如多次交叉并且包圍在接結(jié)部位處的接結(jié)瑋紗。通過(guò)這樣的全或半沙羅接結(jié)，加強(qiáng)紗線在第二區(qū)段中被特別好地固定以防在紡織件或復(fù)合材料元件起褶或變形時(shí)無(wú)意地移動(dòng)。
[0020]優(yōu)選地，接結(jié)紗線、即接結(jié)經(jīng)紗以及接結(jié)瑋紗在該至少一個(gè)第一區(qū)段中僅布置在加強(qiáng)系統(tǒng)的一側(cè)上，從而其不包圍加強(qiáng)系統(tǒng)、而是從一側(cè)這里貼靠在加強(qiáng)系統(tǒng)處。接結(jié)瑋紗可始終僅在加強(qiáng)系統(tǒng)的一側(cè)上伸延或者在從第一區(qū)段過(guò)渡到第二區(qū)段時(shí)換側(cè)。
[0021 ] 如果在接結(jié)系統(tǒng)中在沙羅接結(jié)中在由靜止經(jīng)紗和沙羅經(jīng)紗構(gòu)成的經(jīng)紗對(duì)之間的該至少一個(gè)交叉部位在紡織件的第二區(qū)段中直接處在與接結(jié)瑋紗的接結(jié)部位處，是有利的。由于在接結(jié)部位處接結(jié)系統(tǒng)的紗線蔓延穿過(guò)加強(qiáng)系統(tǒng)的紗線之間、即可以說(shuō)貫穿加強(qiáng)系統(tǒng)，可利用在那里總歸必要的在鄰近的加強(qiáng)經(jīng)紗或鄰近的加強(qiáng)瑋紗之間的距離，以便在該部位處設(shè)置地經(jīng)紗與沙羅經(jīng)紗的該至少一個(gè)交叉部位。
[0022]優(yōu)選地，接結(jié)經(jīng)紗相對(duì)于加強(qiáng)經(jīng)紗無(wú)交叉地伸延。所有經(jīng)紗因此平行地在經(jīng)紗方向上伸延。優(yōu)選地，接結(jié)瑋紗相對(duì)于加強(qiáng)瑋紗無(wú)交叉地伸延。所有瑋紗因此平行地在大約垂直于經(jīng)紗方向定向的瑋紗方向上伸延。因此，可非常簡(jiǎn)單地在傳統(tǒng)織機(jī)或提花織機(jī)上來(lái)