Herstellung eines Vorformlings

Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schmelzklebefaden, einen Vorformling, ein Faserverbundbauteil und ein Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings.

Faserverbundwerkstoffe und die daraus herstellbaren Faserverbundbauteile sind aufgrund ihrer hohen Stabilität bei gleichzeitig geringem Eigengewicht wichtige Komponenten für unterschiedliche Anwendungsgebiete, wie beispielsweise im Kraftfahrzeugbau, Flugzeugbau oder Modellbau. Faserverbundbauteile werden üblicherweise dadurch hergestellt, dass aus Fasermaterialien vorgefertigte Matten, Gestricke, Geflechte oder dergleichen mit einem Adhäsiv versehen geschichtet und unter Druck komprimiert werden, wobei nach dem Aushärten des Klebstoffes ein dichtes, stabiles, dreidimensionales Faserverbundbauteil entsteht. Dieses Verfahren ist sehr aufwendig und bietet ferner nur wenig Gestaltungsfreiheit beim Design der Faserverbundbauteile. Zudem zeigen die Faserverbundbauteile lokale Qualitätsunterschiede, dadurch, dass der aufzubringende Adhäsiv oftmals nicht vollständig homogen in das Fasergebilde eindringt und dieses benetzt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schmelzklebefaden bereitzustellen, der sich einfach und kostengünstig herstellen und zu einem Vorformling, sowie weiter zu einem Faserverbundbauteil verarbeiten lässt und durch dessen Verwendung innerhalb eines Faserverbundbauteils eine homogene Struktur und damit eine gleichbleibend gute Stabilität erzielt wird, ohne die Gestaltungsmöglichkeiten des Faserverbundbauteils einzuschränken, so dass auch feinste Strukturen gebildet werden können. Ferner ist es Aufgabe einen Vorformling sowie ein Faserverbundbauteil in beliebiger Form bereitzustellen, die durch ein vereinfachtes und kostengünstiges Verfahren herstellbar sind und eine gleichförmige Struktur und damit eine hohe Stabilität aufweisen. Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings bereitzustellen, das ohne hohen technischen Aufwand kostengünstig umsetzbar ist und die Herstellung eines Vorformlings in beliebiger Form und von hoher Qualität erlaubt.

Die Aufgaben werden gelöst durch einen Schmelzklebefaden nach Anspruch 1 , einen Vorformling nach Anspruch 6, ein Faserverbundbauteil nach Anspruch 11 und ein Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings nach Anspruch 12.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Ein Schmelzklebefaden im Sinne der Erfindung umfasst mindestens ein erstes Glasfilament und mindestens einen Schmelzklebstoff. Das erste Glasfilament kann ein einzelnes Glasfilament, mit anderen Worten eine einzelne Glasfaser, oder aber ein Multifilament, also Anordnung einer Vielzahl von Glasfilamenten, sein. Die Glasfilamente in einem solchen Multifilament müssen nicht zwingend miteinander verbunden, also beispielsweise verstrickt, verwunden oder verflochten sein, sondern können auch mehr oder weniger parallel nebeneinander vorliegen. Erfindungsgemäß ist auf das erste Glasfilament, also das einzelne Glasfilament oder aber auf das Multifilament der Schmelzklebstoff direkt aufgebracht, wobei der Schmelzklebstoff das erste Glasfilament am Umfang teilweise oder vollständig umgibt. Dies wird beispielswiese durch ein Tauchen des ersten Glasfilaments in ein Schmelzklebstoff bad oder Besprühen oder Bepinseln oder dergleichen des ersten Glasfilaments mit Schmelzklebstoff bewirkt. Zur Bildung des erfindungsgemäßen Schmelzklebefadens können auch mehrere, mit Schmelzklebstoff versehene, erste Glasfilamente miteinander kombiniert werden, also beispielsweise mehr oder weniger parallel nebeneinander angeordnet, miteinander verwunden, verflochten oder verstrickt werden.

Durch das Aufbringen des Schmelzklebstoffes direkt auf das erste Glasfilament kann der Schmelzklebefaden ohne ein Zufügen von weiteren Komponenten der Herstellung eines Vorformlings zugeführt werden. Ein separates Aufbringen eines Klebstoffes ist nicht notwendig, was die Herstellung des Vorformlings deutlich vereinfacht. Da der Schmelzklebstoff das erste Glasfilament mindestens teilweise ummantelt, liegt er beim Anordnen eines oder mehrerer dieser Schmelzklebefäden, beispielsweise bei der Herstellung eines Vorformlings, auch zwischen den einzelnen ersten Glasfilamenten oder Teilen davon verteilt vor, was ein Verbinden von Schmelzklebefäden oder Teilen davon zu einem stabilen, dichten und gleichförmigen Vorformling oder Faserverbundbauteil von hoher Stabilität und Qualität stark vereinfacht. Gerade beim Herstellen eines Vorformlings kann somit auf das separate, aufwendige und technisch anspruchsvolle Zufügen eines Klebstoffes verzichtet werden.

Der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff ist im Einzelnen nicht beschränkt und ist beispielsweise durch thermische Energie oder Lichtenergie aktivierbar, d.h. er entfaltet bei Einwirkung von Energie adhäsive Eigenschaften, die ein stabiles Verbinden bzw. Verkleben oder Aneinanderkleben von Schmelzklebefäden erlauben. Je höher der Anteil an Schmelzklebstoff auf dem ersten Glasfilament ist, desto stabiler und gleichmäßiger können einzelne Schmelzklebefäden oder Stücke davon aneinander fixiert werden. Ein vollständiges Ummanteln des ersten Glasfilaments mit Schmelzklebstoff ist besonders bevorzugt, da somit eine sehr große und in jedem Fall ausreichende Menge an Schmelzklebstoff vorhanden ist, um die Schmelzklebefäden gleichmäßig und dauerhaft stabil miteinander zu verbinden. Der erfindungsgemäße Schmelzklebefaden kann wie nicht beschichtete Glasfäden auch auf eine Rolle aufgerollt, also gewunden werden, wodurch eine Fadenrolle erhalten wird, die sehr gut und einfach bevorratet und der Weiterverarbeitung zugeführt werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Schmelzklebefaden durch eine Vielzahl von ersten Glasfilamenten gekennzeichnet. Das erste Glasfilament liegt somit in Form eines Multifilaments vor, wobei diese Multifilamente aus einer Vielzahl von ersten Glasfilamenten mit dem Schmelzklebstoff an deren Umfang teilweise oder vollständig umgeben ist. Durch das Vorsehen einer Vielzahl an Glasfilamenten zur Ummantelung mit Schmelzklebstoff können die mechanischen Eigenschaften des Schmelzklebefadens und insbesondere seine Stabilität deutlich verbessert werden. Die Glasfilamente können dabei gleich sein, oder sich chemisch oder in ihren Abmessungen unterscheiden. Als Glasfilament kommt aufgrund seiner guten Beständigkeit insbesondere ein E-Glas zur Anwendung.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das erste Glasfilament mindestens einen Titer von 2,5 tex, vorzugsweise von etwa 5 tex bis 7 tex, auf. Das erste Glasfilament ist damit relativ dünn und dennoch ausreichend stabil, so dass der Anteil an Schmelzklebstoff bezogen auf den Schmelzklebefaden sehr hoch ist, wodurch eine sehr stabile Verbindung von Schmelzklebefäden erzielt werden kann. Zudem sind Schmelzklebefäden mit einem Titer von maximal 7 tex noch ausreichend elastisch um zerstörungsfrei verarbeitet, beispielsweise aufgerollt oder in eine Form eingebracht zu werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Schmelzklebstoff ein thermoplastisches Harz, vorzugsweise ein Polyesterharz und besonders bevorzugt und ein kristalliner Polyester vorzugsweise ein Copolyester ist. Thermoplastische Harze lassen sich besonders einfach verarbeiten, da sie beispielsweise in erwärmtem Zustand auf das erste Glasfilament aufgebracht werden können, aufgrund ihrer hohen Adhäsion bei erhöhter Temperatur am Glasfilament anhaften, nach dem Erkalten jedoch außer zu dem Glasfilament kein adhäsives Verhalten zeigt, so dass der Schmelzklebefaden wie gewöhnliche, nicht beschichtete Glasfäden, aufgerollt werden kann ohne dass Teilstücke davon aneinander festkleben. Polyesterharze und insbesondere ein kristalliner Polyester vorzugsweise ein Copolyester sind besonders gut geeignet, da sie eine ausgezeichnete Adhäsion zu Glasfilamenten aufweisen und daher zu einem besonders stabilen Glasfaserverbund führen. Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schmelzklebefadens sieht vor, dass ein Anteil an Schmelzklebstoff in Gew.-% höher ist als ein Anteil an erstem Glasfilament in Gew.-%, wobei ein Gewichtsverhältnis von Schmelzklebstoff zu erstem Glasfilament vorzugsweise 2:1 bis 4:1 und besonders bevorzugt 2,5:1 bis 3:1 , beträgt. Ist der Anteil an Schmelzklebstoff in Gew.-% höher als der Anteil an erstem Glasfilament, so ist gewährleistet, dass eine ausreichende Menge an Schmelzklebstoff vorhanden ist, um die Schmelzklebefäden beispielsweise bei der Verarbeitung zu einem Vorformling oder einem Faserverbundbauteil dauerhaft stabil aneinander zu binden. Dies ist umso mehr der Fall, wenn ein Gewichtsverhältnis von Schmelzklebstoff zu erstem Glasfilament 2:1 bis 4:1 beträgt. Insbesondere bei einem Gewichtsanteil von Schmelzklebstoff zu erstem Glasfilament von 2,5:1 bis 3:1 liegt ein ausgewogenes Verhältnis dieser Komponenten vor, bei dem ein sehr hoher Anteil an Schmelzklebstoff auf dem ersten Glasfilament fixiert ist und für das Verbinden bzw. Verkleben zu einem Vorformling zur Verfügung steht.

Weiter erfindungsgemäß wird auch ein Vorformling beschrieben, der einen zu ersten Fadenstücken zerkleinerten wie oben beschriebenen Schmelzklebefaden umfasst, wobei die ersten Fadenstücke insbesondere eine Länge von 0,5 cm bis 5 cm, vorzugsweise von 1 cm bis 2,5 cm aufweisen. Ein Vorformling im Sinne der Erfindung ist eine beliebig geformte, beispielsweise auch sehr feine Struktur, die durch den Schmelzklebstoff in seiner Form fixiert ist. Er zeichnet sich durch eine gute, insbesondere mechanische Stabilität und einfache und damit auch kostengünstige Herstellweise aus. Um eine besonders homogene und in beliebiger Form ausgebildete Struktur des Vorformlings zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn der erfindungsgemäße Schmelzklebefaden, der auch unterschiedliche, wie vorstehend definierte, Schmelzklebefäden umfassen kann, in Form von ersten Fadenstücken mit einer Länge von 0,5 cm bis 5 cm, vorzugsweise von 1 cm bis 2,5 cm, vorliegt. Je kleiner die Fadenstücke, desto feinere dreidimensionale Gebilde lassen sich aus dem Schmelzklebefaden formen. Eine geeignete Länge der Fadenstücke zur Abbildung feiner Strukturen liegt bei maximal 5 cm und vorzugsweise bei maximal 2,5 cm. Bei Längen von unterhalb 1 cm und insbesondere von unterhalb 0,5 cm können die Fadenstücke weniger gut zu einer stabilen dreidimensionalen Struktur verarbeitet werden, da die Glasfilamente somit einen nur sehr kleinen Beitrag zur Stabilisierung des Fasergebildes leisten. Die vorstehend für den erfindungsgemäßen Schmelzklebefaden beschriebenen Vorteile, vorteilhaften Effekte und Ausführungsformen finden auch Anwendung auf den erfindungsgemäßen Vorformling.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Vorformling dadurch gekennzeichnet, dass er zweite Glasfilamente umfasst, die in dem Zustand, in dem sie zugeführt werden, keinen Schmelzklebstoff aufweisen. Durch die zweiten Glasfilamente, die weder in ihrer chemischen Zusammensetzung noch in ihren Abmessungen limitiert sind, können insbesondere die mechanischen Eigenschaften, und hierunter insbesondere die Stabilität, Härte und Elastizität des Vorformlings entsprechend dem Anforderungsprofil moduliert werden. Wie noch auszuführen ist, wird im Laufe der Verarbeitung des Vorformlings durch Aktivierung des auf dem ersten Glasfilament befindlichen Schmelzklebstoffes, auch ein Teil des Schmelzklebstoffes auf die zweiten Glasfilamente übertragen, was auch die zweiten Glasfilamente dauerhaft in dem Vorformling fixiert. Der auf dem erfindungsgemäßen Schmelzklebefaden aufgebrachte Anteil an Schmelzklebstoff ist dabei ausreichend, um auch die zweiten Glasfilamente zu binden. Auf den Zusatz weiterer Klebstoffe kann verzichtet werden, was das Verfahren zur Herstellung des Vorformlings vereinfacht und die Kosten des Vorformlings reduziert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Vorformling dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Glasfilamente gleich oder dicker sind als das erste Glasfilament. Hierdurch wird die mechanische Stabilität und insbesondere die Härte des Vorformlings erhöht. Ferner können, insbesondere wenn die zweiten Glasfilamente dicker sind als das erste Glasfilament, Hohlräume zwischen den Glasfilamenten gebildet werden, die für die weitere Verarbeitung zu einem Faserverbundbauteil unter Zusatz eines weiteren Harzes, vorteilhaft sind, das dann in diese Hohlräume eindringen und die Struktur zusätzlich stabilisieren kann. Weisen die zweiten Glasfilamente einen höheren Titer als das erste Glasfilament auf, so werden die o.g. Eigenschaften besonders gut verwirklicht.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass eine Länge der zweiten Glasfilamente größer ist als eine Länge des ersten Glasfilaments und/oder dass die zweiten Glasfilamente eine Länge von 1 ,5 cm bis 10 cm, vorzugsweise von 4,5 cm bis 6,5 cm, aufweisen. Ist die Länge der zweiten Glasfilamente größer als die Länge des ersten Glasfilamente und/oder liegt sie in o.g. Bereich, so wird ein stabiler Faserverbund gefördert, die Glasfilamente greifen gut ineinander, was bereits eine gute Vorfixierung der Glasfilamente im Vorformling bewirkt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt ein Gewichtsverhältnis in Gew.-% von Schmelzklebefaden zu zweiten Glasfilamenten 2 : 98 bis 10 : 90, vorzugsweise 3 : 97 bis 5 : 95. Bereits sehr kleine Anteile von 3 Gew.-% oder sogar 2 Gew.-% an Schmelzklebefaden sind ausreichend um adhäsive Eigenschaften und damit Stabilität in den Vorformling einzutragen. Je höher der Anteil an Schmelzklebefaden, desto mehr Schmelzklebstoff steht für ein Fixieren auch der zweiten Glasfilamente zur Verfügung. Ein Anteil von 10 Gew.-% oder in den meisten Fällen auch nur von 5 Gew.-% Schmelzklebstoff auf 90 Gew.-% bzw. 95 Gew.-% an zweitem Glasfilament ist ausreichend um alle zugefügten zweiten Glasfilamente zu einem stabilen Vorformling zu verbinden und die Kosten des Vorformlings so gering wie möglich zu halten.

Ferner erfindungsgemäß wird auch ein Vorformling-Flächengebilde beschrieben, das eine Anordnung von mehreren, mindestens teilweise übereinander liegenden Schichten, insbesondere Fasergebilden, wie Fasergelege, Gewirke, Gestricke, Gewebe, Matten und dergleichen, umfasst, wobei zwischen jeweils benachbarten Schichten ein erfindungsgemäßer Schmelzklebefaden, vorzugsweise ein Gehäcksel eines solchen Schmelzklebefadens, eingebracht ist, der nach Aktivierung des Schmelzklebstoffes dazu vorgesehen ist, die angeordneten Schichten dauerhaft miteinander zu verbinden. Auch kann zwischen den Schichten mindestens ein erfindungsgemäßer Vorformling eingebracht sein.

Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch ein Faserverbundbauteil beschrieben, das sich durch eine sehr gute Stabilität und homogene Struktur auszeichnet und darüber hinaus unkompliziert und kostengünstig herstellbar ist. Im einfachsten Fall besteht das Faserverbundbauteil aus einem Vorformling, wie vorstehend beschrieben. Durch Aktivierung des Schmelzklebstoffes werden die Schmelzklebefäden und ggf. die zugefügten zweiten Glasfilamente dauerhaft fixiert. Das Faserverbundbauteil kann aber auch mehrere beispielsweise übereinander angeordnete erfindungsgemäße Vorformlinge umfassen und/oder weitere Fasergebilde, wie Fasergelege, Gewirke, Gestricke, Gewebe, Matten und dergleichen, enthalten. Das Faserverbundbauteil ist damit vor Aktivierung des Schmelzklebstoffes des Schmelzklebefadens als Vorformling- Flächengebilde ausgebildet, das beispielsweise aus einem oder mehreren mindestens teilweise übereinander angeordneten herkömmlichen Fasergebilden und mindestens einer Anordnung des erfindungsgemäßen Schmelzklebefadens zwischen mindestens Teilen von jeweils übereinander angeordneten herkömmlichen Fasergebilden gebildet wird. Durch Aktivierung des Schmelzklebstoffs auf dem Schmelzklebefaden, und ggf. durch Verpressen der übereinander angeordneten Schichten, wird ein stabiler Faserverbund sowohl innerhalb der einzelnen Schichten als auch zwischen den Schichten erzielt. Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die jeweils oberste und unterste Schicht ein herkömmliches Fasergebilde ist, da somit die mechanische Stabilität des Faserverbundbauteils maximiert werden kann. Weiter vorteilhaft ist es, die Anordnung von Vorformlingen und etwaigen Fasergebilden mit mindestens einem zusätzlichen Harz zu versehen, das die angeordneten Strukturen durchdringt, wodurch eine zusätzliche Stabilisierung erzielt wird. Die Verteilung des weiteren Harzes wird durch den bereits enthaltenen Schmelzklebstoff erleichtert. Als besonders vorteilhaft haben sich Reaktionsharze herausgestellt, da diese mit den Glasfilamenten, aufgrund ihrer hohen Affinität zu Glas, eine besonders stabile und innige Verbindung eingehen und somit ein Faserverbundbauteil von herausragender Qualität und Stabilität erhalten wird. Unter Reaktionsharzen im Sinne der Erfindung werden insbesondere duroplastische Harze verstanden.

Die vorstehend für den erfindungsgemäßen Schmelzklebefaden, sowie den erfindungsgemäßen Vorformling beschriebenen Vorteile, vorteilhaften Effekte und Ausführungsformen finden auch Anwendung auf das erfindungsgemäße Faserverbundbauteil.

Weiter erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings beschrieben, das die Schritte:

- Herstellen eines Schmelzklebefadens, umfassend mindestens ein erstes Glasfilament und mindestens einen Schmelzklebstoff, wobei der Schmelzklebstoff direkt auf das erste Glasfilament aufgebracht wird und das erste Glasfilament am Umfang teilweise oder vollständig umgibt, - Zerkleinern des Schmelzklebefadens in erste Fadenstücke,

- in Form bringen der ersten Fadenstücke und

- Aktivieren des auf den Schmelzklebefaden aufgebrachten Schmelzklebstoffs zum Binden der Fadenstücke zur Bildung des Vorformlings umfasst. Das Verfahren ist unkompliziert und ohne hohen technischen Aufwand umsetzbar. Es wird ein Vorformling mit sehr guter Stabilität und hoher Güte erhalten, der sich durch eine homogene Struktur und einen guten Faserverbund auszeichnet. Das Aufbringen des Schmelzklebstoffes direkt auf das erste Glasfilament kann in geeigneter Form, beispielsweise durch Durchleiten des ersten Glasfilaments durch ein Schmelzklebebad, Aufsprühen, Aufwalzen oder Auftropfen des Schmelzklebstoffes, erfolgen. Das in Form bringen umfasst sowohl das Herstellen einer beliebigen Anordnung des in erste Fadenstücke mit vorbestimmter Länge zerkleinerten Schmelzklebefadens, als auch das Einbringen in eine geeignete Form zur Bildung einer dreidimensionalen Struktur aus Schmelzklebefaden. Durch das Aktivieren des Schmelzklebstoffs, beispielsweise durch Einbringen von Energie (beispielsweise thermische Energie oder Lichtenergie) werden die ersten Fadenstücke dauerhaft aneinander fixiert, wodurch eine stabile dreidimensionale Form des Vorformlings gebildet wird.

Die vorstehend für den erfindungsgemäßen Schmelzklebefaden, sowie den erfindungsgemäßen Vorformling als auch für das erfindungsgemäße Faserverbundbauteil beschriebenen Vorteile, vorteilhaften Effekte und Ausführungsformen finden auch Anwendung auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Vorformlings.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Zufügens von zweiten zerkleinerten Glasfilamenten, die keinen Schmelzklebstoff aufweisen. Die zweiten Glasfilamente sind im Einzelnen nicht beschränkt und können sich in ihrer chemischen Zusammensetzung und ihren physikalischen wie mechanischen Eigenschaften untereinander und von dem ersten Glasfilament unterscheiden, und dienen der Modulierung der Stabilität des Vorformlings, also unter anderem seiner Stärke, Härte und Elastizität. Die zweiten Glasfilamente können beispielsweise mit den ersten Fadenstücken vermischt und mit diesen gemeinsam in Form gebracht werden oder aber die ersten Fadenstücke und die zweiten Glasfilamente werden nacheinander in beliebiger Reihenfolge in Form gebracht oder aber jeweilige Teile der ersten Fadenstücke und der zweiten Glasfilamente werden alternierend in Form gebracht. Die zweiten Glasfilamente können auch mit dem Schmelzklebefaden vermischt und zusammen mit diesem zerkleinert und in Form gebracht werden.

Aus den vorstehend genannten Gründen ist es bevorzugt, wenn das erste Glasfilament mindestens einen Titer von 2,5 tex, vorzugsweise von etwa 5 tex bis 7 tex, aufweist und/oder wenn ein Anteil von Schmelzklebstoff im Schmelzklebefaden in Gew.-% höher ist als ein Anteil an erstem Glasfilament in Gew.-%, wobei im Schmelzklebefaden ein Gewichtsverhältnis von Schmelzklebstoff zu erstem Glasfilament vorzugsweise 2:1 bis 4:1 und besonders bevorzugt 2,5:1 bis 3:1 , beträgt und/oder wenn die ersten Fadenstücke insbesondere eine Länge von 0,5 cm bis 5 cm, vorzugsweise von 1 cm bis 2,5 cm aufweisen und/oder wenn die zweiten Glasfilamente dicker sind als das ersten Glasfilament, und wenn eine Länge der zweiten Glasfilamente größer ist als eine Länge des ersten Glasfilaments und/oder wenn die zweiten Glasfilamente eine Länge von 1 ,5 cm bis 10 cm, vorzugsweise von 4,5 cm bis 6,5 cm, aufweisen und/oder wenn ein Gewichtsverhältnis in Gew.-% von Schmelzklebefaden zu zweiten Glasfilamenten 2 : 98 bis 10 : 90, vorzugsweise 3 : 97 bis 5 : 95, beträgt.

Nachfolgende werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schmelzklebefadens,

Figur 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schmelzklebefadens, Figur 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schmelzklebefadens,

Figur 4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schmelzklebefadens, Figur 5 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Vorformlings und Figur 6 eine schematische Darstellung eines Vorformling-Flächengebildes, wobei gleiche Bezugszeichen für gleiche Komponenten stehen.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schmelzklebefadens 10, der ein erstes Glasfilament 1 in Form einer einzelnen Glasfaser und einen Schmelzklebstoff 2 umfasst, wobei der Schmelzklebstoff 2 direkt auf das ersten Glasfilament 1 aufgebracht ist und dieses am Umfang vollständig umgibt. Der Schmelzklebefaden 10 weist eine gute Stabilität und dennoch eine ausreichende Elastizität auf, um auf eine Rolle aufwickelbar zu sein. Der Schmelzklebefaden 10 eignet sich sehr gut zur Herstellung stabiler homogener Vorformlinge und Faserverbundbauteile von beliebiger Struktur.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schmelzklebefadens 10, der wie in Figur 1 gebildet ist, mit dem Unterschied, dass der Schmelzklebstoff 2 das Glasfilament 1 am Umfang teilweise umgibt. Dennoch werden die oben beschriebenen Vorteile erzielt und ferner Materialkosten für den Schmelzklebstoff eingespart.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schmelzklebefadens 10. Das erste Glasfilament 1 ist als Multifilament, das hier beispielhaft vier einzelne Glasfasern 3 aufweist, ausgebildet. Die einzelnen Glasfasern 3 sind in diesem beispielhaften Fall überwiegend parallel angeordnet, können aber auch miteinander verwunden, verstrickt, verflochten oder anderweitig verbunden sein. Dadurch, dass die vier Glasfasern 3 miteinander in Kontakt stehen, umgibt der Schmelzklebstoff 2 die vier Glasfilamente 3, also das als Multifilament ausgebildete erste Glasfilament 1 , am Umfang nur teilweise. Ferner sind Hohlräume 4 zwischen den Glasfasern 3 ausgebildet, die nicht mit Schmelzklebstoff 2 gefüllt sind. Durch die Verwendung eines als Multifilament ausgebildeten ersten Glasfilaments 1 ist die Stabilität des Schmelzklebefadens 10 erhöht, wodurch besonders stabile Vorformlinge in beliebiger Struktur gebildet werden können.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schmelzklebefadens 10. Dieser umfasst vier Glasfilamente 1 die als Einzelfasern ausgebildet und jeweils vollständig an ihrem Umfang von einem Schmelzklebstoff 2 umgeben sind. Die ummantelten ersten Glasfilamente 1 sind hier beispielhaft überwiegend parallel angeordnet, können aber auch miteinander verwunden, verstrickt, verflochten oder anderweitig verbunden sein. Durch die überwiegend parallele Anordnung der ersten Glasfilamente 1 hat sich in deren Mitte ein Hohlraum 4 gebildet, der jedoch nach Aktivierung des Schmelzklebstoffes beispielsweise bei Herstellung eines Vorformlings aus dem Schmelzklebefaden 10 schließen und somit eine homogene und stabile Struktur erzeugt werden kann. Figur 5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung 30 zur Herstellung eines Vorformlings 50. Die Vorrichtung 30 umfasst eine Form 40, in die Schmelzklebefäden 10, die eine oder mehrere Glasfilamente 1 umfassen, die an ihrem Umfang teilweise oder vollständig mit Schmelzklebstoff 2 umgeben sind und zweite Glasfilamente 20 eingefüllt wurden. Durch Aktivierung des Schmelzklebstoffes 2 werden die Schmelzklebefäden 10 und zweiten Glasfilamente 20 zu einer dreidimensionalen stabilen Struktur, einem Vorformling 50, verbunden. Durch Verwendung von unterschiedlich ausgebildeten Schmelzklebefäden 10 und Durchsetzung mit zweiten Glasfilamenten 20 wurde auf einfache und kostengünstige Weise ein stabiles Glasfilamentgefüge gebildet, das hohen mechanischen Belastungen standhält.

Figur 6 eine schematische Darstellung eines Vorformling-Flächengebildes 60, das aus mehreren, übereinander und alternierend angeordneten Schichten 61 und 62, gebildet ist. Das Vorformling-Flächengebilde 60 umfasst hier beispielhaft drei Schichten 61 , die z.B. Fasergelege, Fasergewebe, Gewirke, Gestricke, Matten und dergleichen darstellen und in herkömmlicher Art hergestellt werden können. Zwischen den Schichten 61 sind Schichten 62 angeordnet, nämlich erfindungsgemäße Vorformlinge, die den erfindungsgemäßen Schmelzklebefaden 10 enthalten. Der erfindungsgemäße Schmelzklebefaden 10 liegt in der Schicht 62, bzw. in dem Vorformling vorzugsweise als einfaches Gehäcksel vor, das beispielsweise auf eine Schicht 61 aufgestreut oder anderweitig darauf verteilt und angeordnet, also in Form gebracht wird. Durch Aktivieren des auf den Schmelzklebefaden 10 aufgebrachten Schmelzklebstoffs und vorteilhafterweise ferner durch Verpressen des Vorformling-Flächengebildes 60, werden sowohl die gehäckselten Schmelzklebefadenstücke 10 in der Schicht 62, sowie auch die Schichten 61 und 62 miteinander verbunden und dauerhaft aneinander fixiert. So wird ein Faserverbundbauteil aus mehreren Schichten 61 , 62 erhalten, das sich durch sehr gute mechanische Stabilität auszeichnet und einfach und kostengünstig herstellbar ist. Die präzise Dosierbarkeit des gehäckselten Schmelzklebefadens 10 trägt ferner zu einer deutlichen Kostenersparnis bei der Herstellung des Faserverbundbauteils bei.