Die Erfindung betrifft ein Mehrschichtgelege für flächige oder 3-dimensionale hochfeste Bauteile, bestehend aus einem Aufbau aus mehreren Lagen aus Glas-, Kunststoff-, Aramid- und/oder Karbonfasern.

Mehrschichtgelege werden für Faserverbundbauteile benötigt, die sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass sie ein nur geringes Gewicht aufweisen und zudem hervorragende mechanische Eigenschaften besitzen. Je nach Anwendungsgebiet kann es sich um einfache UD-Gelege (unidirektionale Gelege), aber ebenso auch um MD- Gelege (multiaxiale Gelege) handeln. Die multiaxialen Gelege haben gegenüber den unidirektionalen Gelegen den Vorteil, dass eine Festigkeit, insbesondere Zugfestigkeit nicht nur in Axialrichtung, sondern auch quer zur Axialrichtung vorliegt. Langfaserverstärkte Bauteile sind ein wichtiges Anwendungsgebiet für Gelege. Aufbau und Struktur des Geleges bestimmen im Zusammenspiel mit der Herstellungstechnologie sowie dem verwendeten Matrixmaterial maßgeblich die Eigenschaften des späteren Bauteils als Verbundbauteil. Der besondere Vorteil besteht hierbei darin, dass eine höhere

Ausnutzung der spezifischen Eigenschaften der vorgenannten Fasern bei gleichzeitiger Reduzierung der Herstellungs- und damit Bauteilkosten entsteht.

Zur Herstellung der UD-Gelege werden Glas-, Kunststoff-, Aramid- oder Karbonfasern verwendet, die als Einzelfilamente nebeneinander liegend angeordnet werden und beispielsweise durch ein Haftfadengitter zusammen gehalten werden, bevor eine weitere Verarbeitung erfolgt. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, durch Vernähen die Fixierung der einzelnen Filamente zu verbessern.

Zur Herstellung der multiaxialen Gelege kann auf verschiedene Techniken zurückgegriffen werden. Ein bekanntes Verfahren sieht hierbei vor, dass auf einen Arbeitstisch oder eine 0°-Lage aus einem UD-Gelege weitere UD-Gelege unter einem Winkel von beispielsweise 45 Grad aufgelegt werden. Zu diesem Zweck wird eine Schneidlegetechnik verwendet, die die Zuführung der UD-Gelege unter einem Winkel zur vorgese- henen Transportrichtung vornimmt und im Kantenbereich die UD-Gelege auf Länge zuschneidet. Diese Verfahren sind relativ aufwändig und benötigen sehr viel Zeit, sodass eine kostengünstige Herstellung nicht möglich ist.

Aus den vorgenannten Gründen wird im Weiteren vorgeschlagen, die UD-Gelege durch Wickeln um eine Ebene zu einem multiaxialen Gelege zusammenzuführen. Zu diesem Zweck werden zumindest zwei oder mehrere UD-Gelege einer Wickelvorrichtung zugeführt, wobei sich die Wickelvorrichtung um die Längsachse drehen kann. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Vorratsrollen der UD-Gelege um einen feststehenden Wickeltisch zu bewegen.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2005 000 115 A1 wird beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung einer multidirektionalen Gelegebahn offenbart, wobei bei diesem

Verfahren um ein Gelege, dessen Fasern in Erstreckungsrichtung der Gelegebahn ausgerichtet sind, zwei weitere Bahnen mit einem Winkel zur Erstreckungsrichtung gewickelt werden. Der Wickelvorgang führt zu einem multiaxialen Gelege, welches im Weiteren als Mehrschichtgelege für flächige und 3-dimensionale hochfeste Bauteile verwendet werden kann.

Zur Herstellung der UD-Gelege kann hierbei vorzugsweise auf Karbonfasern zurückgegriffen werden, aber ebenso besteht die Möglichkeit, UD-Gelege aus Glas-, Aramid- oder sonstigen Kunststofffasern herzustellen.

Grundsätzlichen bezieht sich die Erfindung auf flächig gestaltete Bauteile aus

Faserverbundwerkstoffen, welche aus vernähten oder unvernähten Gelegen (UD oder MD) mit verschiedenen Faserrichtungen, wie beispielsweise ± 45 Grad oder auch ± 45 Grad und 0°-Lage zur Verfügung stehen. Die UD- oder MD-Gelege werden zu

Geweben, Geflechten, Gewirken, Fliesen oder Matten insoweit umgeformt, dass sie einem weiteren Bearbeitungsprozess zugeführt werden können. Damit die einzelnen Filamente bzw. Fasern während der weiteren Bearbeitung ihre vorgesehene Position beibehalten, werden vorzugsweise Haftfadengitter oder Klebenetze mit entsprechender Ausgestaltung eingesetzt, wobei auch der Einsatz ganzflächiger Klebefolien zur Positionierung der einzelnen Fasern vorgesehen wird. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, eine gezielte Vernähung der Einzelfasern vorzusehen. Eine Vernähung führt jedoch immer zu dem Nachteil, dass an dem Ort der Vernähung möglicherweise größere Lücken zwischen den einzelnen Fasern entstehen, die eine Schwächung des herzustellenden Bauteils bewirken können. Andererseits wird durch eine Vernähung aber auch sichergestellt, dass durch die Lücken Kunstharz in sämtliche Lagen der einzelnen Fasern eindringen kann und damit Luftblasen etc. partiell dort ausgeschlossen sind. Durch den Nähfaden kommt es allerdings auch zu Strangulierungen der Filamente, was ein Eindringen von zum Beispiel Harzen behindert. Hier kommt es immer auf den weiteren Verarbeitungszweck an, um die Entscheidung zu klären, ob gegebenenfalls ein Haftfadengitter oder ein Vernähen der einzelnen Fasern gewünscht wird.

Zur Herstellung der hochfesten Bauteile werden die Mehrschichtgelege in eine Form gepresst, die anschließend mit einem Kunstharz, vorzugsweise einem Zwei- Komponenten-Harz, ausgegossen wird. Das Kunstharz dringt in die Zwischenräume der UD- oder MD-Gelege ein und führt zu einer festen Verbindung der verwendeten Fasern mit den geforderten mechanischen Eigenschaften. Dadurch, dass die vorbereiteten Mehrschichtgelege insbesondere bei 3-dimensionalen Bauteilen in eine entsprechende Form gepresst werden müssen, muss gleichzeitig sichergestellt werden, dass die Anordnung der Einzelfasern in der vorgesehenen Form bestehen bleibt und möglichst alle Flächen der herzustellenden 3-dimensionalen Bauteile gleichmäßig mit einem Mehrschichtgelege ausgelegt sind. Im Vergleich zu technischen Textilien als Gewebe sind Gelege in vernähter oder unvernähter Form nur begrenzt zum Drapieren geeignet. Je nach Stärke der Drapierung kann die gelegte Struktur aufgerissen oder aufgespleißt werden und somit der Abstand der einzelnen Fasern verändert werden. Dies kann im Einzelfall dazu führen, dass beispielsweise im Kantenbereich eine gleichmäßige

Verteilung der Einzelfasern nicht mehr gewährleistet ist. Hier neigen die einzelnen Fasern dazu, beispielsweise durch eine Verschiebung einzelner Fasern, größere Lücken zu bilden, die anschließend lediglich mit Kunstharz ausgegossen sind. Diese Lücken können je nach Beanspruchung des hergestellten 3-dimensionalen Bauteils die mechanischen Eigenschaften negativ beeinflussen. In allen bisher bekannten Verfahren werden bei Drapierungen an Problemstellen die bereits gelegten Fasern oder Filamente in der gelegten Struktur je nach Stärke der Drapierung aufgerissen und in der nebeneinander liegenden Ordnung getrennt, sodass die Stabilität nicht in ausreichendem Maße gewährleistet werden kann.

Zur Vermeidung des beschriebenen Problems liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Mehrschichtgelege aufzuzeigen, welches die bekannten Nachteile aus dem Stand der Technik vermeidet und eine Aufspleißung der gelegten Fasern verhindert.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung der Aufgabe vorgesehen, dass zumindest in eine Lage und/oder zwischen zumindest zwei Lagen des Mehrschichtgeleges Strukturverstärkungselemente wenigstens bereichsweise eingebettet sind. Weitere vorteilhafte

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Grundsätzliches Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Haftung der theoretisch geradlinig ausgerichteten nebeneinander liegenden Filamente oder Fasern aufrecht zu erhalten und in der vorgefertigten Ordnung während der mechanischen Weiterbearbeitung zu fixieren. Somit wird insbesondere vermieden, dass in einem Kantenbereich ein Verrutschen der einzelnen Fasern eintritt. Mithilfe der Strukturverstärkungselemente wird eine Verlagerung der Einzelfasern zusätzlich unterstützend verhindert, um somit die mechanischen Eigenschaften aufrecht zu erhalten.

Bei der vorliegenden Erfindung wird bei der Verwendung von Mehrschichtgelegen, welche vorzugsweise aus UD- oder MD-Gelegen hergestellt werden, zusätzlich vorgesehen, dass zwischen den einzelnen Lagen der UD- oder MD-Gelege Strukturverstärkungselemente eingebettet werden. Die Strukturverstärkungselemente können beispielsweise unmittelbar mit einer einzelnen Lage verbunden sein oder zwischen zwei Lagen angeordnet werden und dienen hierbei dazu, die einzelnen Fasern eines einzelnen Geleges, sei es ein UD- oder ein MD-Gelege, zusätzlich miteinander zu verbinden und damit zu stabilisieren. Soweit ein Verformungsprozess dieser Mehr- schichtgelege während der weiteren Herstellung erforderlich ist, sei es durch Verpressen oder in anderweitiger Form, wird durch die Strukturverstärkungselemente

verhindert, dass die einzelnen Fasern der Gelege aufspleißen und einen größeren Abstand zueinander einnehmen. Mit den Strukturverstärkungselementen wird

gewährleistet, dass der Abstand der einzelnen Fasern der Gelege annähernd gleich bleibt, wobei zusätzlich durch die besondere Anordnung der Strukturverstärkungselemente insgesamt eine deutliche Erhöhung der mechanischen Eigenschaften der Mehrschichtgelege erzielt werden kann. Dieser besondere Vorteil stellt sich immer dann ein, wenn die Gelege drapiert werden. Unter Drapieren wird in diesem Zusammenhang verstanden, dass die einzelnen Gelege in entsprechende Form gepresst werden, um beispielsweise mehrkantige Bauteile herzustellen. Hierbei kommt es insbesondere darauf an, dass die Gelege mittels Verpressung in eine endgültige Form gebracht werden können, wobei gleichzeitig unter Fixierung der einzelnen Filamente bzw. Fasern in relativer Lage zueinander sichergestellt wird, dass im Bereich der Drapierungszonen eine ausreichende Anzahl von Fasern zur Verfügung steht, damit die gewünschten mechanischen Eigenschaften eingehalten werden.

Die Strukturverstärkungselemente können beispielsweise nur bei einer einzelnen Lage vorgesehen werden oder es werden alternativ sämtliche Lagen mit Strukturverstärkungselemente ausgestattet. Darüber hinaus können die Strukturverstärkungselemente in eine Klebefolie eingebettet werden, welche als Zwischenlage zwischen den UD- oder MD-Gelegen angeordnet wird.

Als Ausgangsmaterial für die Herstellung von hochfesten Bauteilen werden zum

Beispiel die Gelege als Endlosware oder auch als Teilware eingesetzt, die zum Beispiel als viel- oder mehrschichtige Faserkomplexe in der Luft- und Raumfahrt, dem

Schiffsbau, beim Bau von Binnenkraftanlagen sowie von Schienenfahrzeugen,

Containern und insbesondere in der Automobilindustrie und der Nutzfahrzeugherstellung eingesetzt werden können. Mehrere dieser einzelnen Lagen führen hierbei zu dem Mehrschichtgelege, welches nach Verpressen mit dem Kunstharz ausgegossen werden kann, um somit flächige oder 3-dimensionale hochfeste Bauteile herzustellen. Um die Eigenschaften der herzustellenden 3-dimensionalen hochfesten Bauteile in allen möglichen denkbaren Ausrichtungen zu gewährleisten, werden die Strukturverstärkungselemente vorzugsweise orientierungslos auf den Lagen oder zwischen den einzelnen Lagen angeordnet. Somit sorgen die Strukturverstärkungselemente in ihrer orientierungslosen Position für einen ausreichenden Zusammenhalt der Einzelfasern und können je nach Material der Strukturverstärkungselemente zusätzlich zur Fertigkeit beitragen. Hierbei kann es wichtig sein, dass bei der Herstellung von 3-dimensionalen hochfesten Bauteilen die Strukturverstärkungselemente zusätzlich isotrop verteilt sind, um dem 3-dimensionalen Bauteil in jedem Abschnitt die gleichen mechanischen

Eigenschaften zu erzielen. Eine isotrope Verteilung führt hierbei dazu, dass die mechanischen Eigenschaften in jedem Abschnitt des Bauteils und einer Beanspruchungsrichtung gleichbleibend ausgebildet sind.

Je nach Einsatzzweck besteht die Möglichkeit, dass die Strukturverstärkungselemente über die ganze Ebene der einzelnen Lagen verteilt angeordnet sind, oder dass ausgewählte Bereiche der Lagen mit Strukturverstärkungselementen ausgestattet sind. Wenn beispielsweise ein flächiges Bauteil hergestellt wird, welches sich auch nur über eine Ebene erstreckt, reicht es aus, wenn die Strukturverstärkungselemente gleichmäßig über die gesamte Ebene orientierungslos verteilt angeordnet werden. Wenn hingegen kantige oder bogenförmige 3-dimensionale Bauteile hergestellt werden müssen, kann von dieser Anordnung der Strukturverstärkungselemente abgewichen werden. Vorzugsweise können die Strukturverstärkungselemente nur in den Bereichen angeordnet werden, die nach Herstellung des Bauteiles deutlichen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Dies kann beispielsweise im Kantenbereich der Fall sein, welcher die gleichen mechanischen Eigenschaften wie die flächigen Bereiche der einzelnen

Bauteile erfüllen müssen. Andererseits kann bei entsprechender Auswahl der Bereiche, die mit Strukturverstärkungselementen ausgestattet werden sollen, eine gezielte

Materialreduzierung vorgenommen werden, um die erforderliche Erhöhung der

Festigkeit nur in den Bereichen zu gewährleisten, die einer besonderen Beanspruchung ausgesetzt sind. Zu den besonderen Bereichen der 3-dimensionalen Bauelemente gehören in jedem Fall die Drapierungszonen, in denen die Strukturverstärkungselemente angeordnet werden müssen, das heißt beispielsweise in den formgebenden Bogen- und/oder Kantenbereichen, in denen ansonsten sehr leicht die einzelnen Fasern verrutschen oder aufspleißen können und somit die erforderlichen mechanischen Eigenschaften nicht erfüllen. Mithilfe der Strukturverstärkungselemente wird jedoch sichergestellt, dass gerade speziell in diesen Bereichen die mechanischen Eigenschaften eingehalten oder sogar erhöht werden.

Aufgrund der Besonderheit der Strukturverstärkungselemente und deren Anordnung ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Strukturverstärkungselemente beispielsweise geradlinig, gekrümmt, wellenförmig oder bogenförmig ausgeführt sind, um somit von der Hauptvorzugsrichtung der einzelnen Fasern der UD- oder MD-Gelege abzuweichen und damit sicherzustellen, dass die Strukturverstärkungselemente nicht in einer Anordnung vorliegen, die der Hauptvorzugsrichtung entspricht.

Vorzugsweise bestehen die Strukturverstärkungselemente aus Wirrfasen, Wirrfaseraufträgen oder Wirrfaserfolien. Unter Wirrfasern sind nahezu sämtliche Fasern zu verstehen, die keinen geradlinigen Verlauf aufweisen. Die Fasern der Strukturverstärkungselemente können aus nahezu allen Faserarten bestehen, so zum Beispiel aus mineralischen Fasern, tierischen Fasern, pflanzlichen Fasern oder chemischen Fasern. Wirrfaserschichten, Wirrfaseraufträge durch Versprühen oder Wirrfaservliese können ferner aus Kohlenstofffasern, Vorstufenfasern von Kohlenstofffasern, Keramikfasern, Glasfasern, Polymerfasern (z. B. Aramid) und deren Gemischen bestehen.

Ausgangsprodukt der Wirrfasern kann neben„Neufasern" auch ein Recyclematerial, z.B. auch aus Pyrolyse (Verbrennung) oder sovolytisch (chemisch) sein. Hierbei ist die Ausführung der Wirrfäden mit klebender Beschichtung, z.B. in einem Sprühauftrag möglich, wie auch als Faser in verbindenden Harzen und Resinen. Der Sprühauftrag kann dergestalt sein, dass zunächst die mit Wirrfäden zu belegende Fläche mit einem ausgewählten flüssigen oder pulverartigen Material besprüht und dann ein Wirrfäden- auftrag per Versprühung erfolgt und, wenn es sich als notwendig herausstellt, wiederum ein Flüssigkeitsauftrag erfolgt.

Die eingesetzten Wirrfasern können anhand der geforderten Festigkeit der 3- dimensionalen Bauteile festigkeitserhöhend beteiligt sein oder sie dienen lediglich dem Zweck, die einzelnen Fasern in der gewünschten Position zu halten.

Alternativ können die Wirrfasern in der Art ausgebildet sein, dass sie sich in einem Erwärmungsprozess, z.B. bei der Verpressung durch einen beheizbaren Stempel und in der Verharzung auflösen. Filamenthaltende Anordnung durch z.B. Wirrfasern sind in den Schichten so aufzubauen, dass sie sich nach Möglichkeit im fertigen Produkt nicht nach außen abzeichnen, vorzugsweise also unter der letzten Faserschicht mit der Klebeseite nach außen. Als wirkungsvoll hat sich eine unterschiedliche Länge der Einzelfäden (Wirrfasern) in Mischung bis zu einer Länge von max. einem Zentimeter herausgestellt, wobei größere Längen nicht ausgeschlossen sind.

Das Aufbringen der Strukturverstärkungselemente kann durch Benetzen, Auflaminieren oder Aufsprühen auf die einzelnen Lagen erfolgen. Soweit ein Aufsprühen auf die Lagen vorgesehen ist, kann der prozentuale Fasergehalt des Auftragsvolumens beim Aufsprühen der Strukturverstärkungselemente geregelt werden, wodurch beispielsweise in besonders beanspruchten Bereichen ein höherer prozentualer Faseranteil aufgetragen wird, als in anderen Bereichen, die beispielsweise rein flächig ausgebildet sind. Damit besteht die Möglichkeit, gezielt auf den späteren Fertigungsprozess einzuwirken und die Strukturverstärkungselemente überall dort einzusetzen, wo später Drapierungszonen erhöhten Beanspruchungen ausgesetzt sind.

Bei einer vollautomatischen Herstellung der 3-dimensionalen Bauteile kann insofern eine Auftragung der Strukturverstärkungselemente zum Beispiel nur in den Bereichen erfolgen, die später den erhöhten Beanspruchungen ausgesetzt werden, während demgegenüber die übrigen Bereiche nicht mit zusätzlichen Strukturverstärkungselementen oder nur in geringem Maß ausgestattet werden müssen. In Kenntnis der späteren Form des 3-dimensionalen Bauteils kann insofern frühzeitig das Ausgangsma- terial entsprechend vorbereitet werden. Somit besteht die Möglichkeit, die Strukturverstärkungselemente über die ganze Ebene der Einzellagen verteilt anzuordnen oder nur ausgewählte Bereiche der Lagen mit Strukturverstärkungselementen auszustatten. Soweit als Strukturverstärkungselemente Kunststoffmaterialien oder auch Karbonfasern eingesetzt werden, besteht ferner die Möglichkeit, durch elektrostatische Aufladung der einzelnen Lagen, insbesondere in den Drapierungszonen, ein gutes Haftungsvermögen zur weiteren Bearbeitung der Strukturverstärkungselemente vorzusehen. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Drapierungszonen elektrostatisch vorzubehandeln, damit die Strukturverstärkungselemente in diesen Bereichen besonders gut haften. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, wie aus dem Stand der Technik bereits bekannt, die einzelnen Lagen miteinander zu vernähen, und zwar insbesondere im Bereich der Drapierungszonen, wodurch die Positionierung der einzelnen Fasern in den Gelegen nochmals gefestigt wird, wenn die dadurch erreichten Vorteile höherwertig sind als die beschriebenen Nachteile durch das Vernähen.

In weiterer besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Strukturverstärkungselemente selbstklebend ausgebildet sind oder unter Erwärmung ihre klebefähigen Eigenschaften entfalten. Hierbei besteht durchaus die Möglichkeit, dass die Strukturverstärkungselemente mit dem Erwärmungsvorgang vollständig aufgelöst werden.

Die Lagen mit Strukturverstärkungselementen sind hierbei vorzugsweise thermoplastisch verformbar, wobei gleichzeitig eine Luftdurchlässigkeit beibehalten wird. Durch eine thermoplastische Verformbarkeit wird die Herstellung von 3-dimensionalen

Bauteilen erleichtert, wobei insbesondere die Lagen und Strukturverstärkungselemente durch Verpressung unter Wärmeeinfluss in die endgültige Form gebracht werden können, bevor eine zusätzliche Verfestigung mit einem Kunstharz erfolgt. Zur

Verpressung der Lagen und Strukturverstärkungselemente ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass die Lagen- und Strukturverstärkungselemente anfangs mit niedriger Geschwindigkeit und vor Erreichen der Endposition mit höherer Geschwindigkeit verpresst werden, wodurch ein nur geringer Einfluss auf die Positionierung der einzelnen Fasern erfolgt und somit keine Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften eintreten kann. Die Form und der Stempel zum Verpressen können jeweils flächig oder teilflächig auf eine gleiche oder unterschiedliche Temperatur vorgewärmt oder erhitzt werden.

Soweit die 3-dimensionalen oder flächigen Bauteile erhöhten Stabilitätsanforderungen angepasst werden müssen, besteht die Möglichkeit, die Anzahl der Lagen mit und ohne Strukturverstärkungselemente entsprechend zu erhöhen. Dies bietet sich immer dann an, wenn zum Teil nicht nur eine hohe mechanische Stabilität gewünscht wird, sondern darüber hinaus auch eine entsprechende Dicke des herzustellenden Bauteils.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 in einer Draufsicht eine Folie mit Strukturverstärkungselementen,

Fig. 2 in einer Draufsicht ein UD-Gelege mit Strukturverstärkungselementen,

Fig. 3 in einer Draufsicht ein MD-Gelege mit Strukturverstärkungselementen,

Fig. 4 in einer Draufsicht ein MD-Gelege mit bereichsweise angeordneten Strukturverstärkungselementen und

Fig. 5 in einer Draufsicht die Unterseite eines Bootes als beispielhafte

Ausführung.

Figur 1 zeigt in einer Draufsicht den Abschnitt einer Folie 1 , die mit isotrop verteilten Strukturverstärkungselementen 2 belegt ist. Diese Folie 1 kann beispielsweise als Haftfolie dazu verwendet werden, zwei oder weitere UD-Gelege miteinander zu verbinden. Insofern besteht die Möglichkeit, die Folie 1 im Wickelvorgang mit in die MD- Gelege einzuwickeln. Gleichzeitig dient die Folie 1 als Trägerfolie für die Strukturverstärkungselemente 2, die andeutungsweise isotrop auf der Folie 1 verteilt angeordnet sind. Die Anzahl der Strukturverstärkungselemente 2 sowie deren Größe und

Anordnung kann hierbei beliebig variieren.

Figur 2 zeigt in einer Draufsicht ein UD-Gelege 5, welches ebenfalls mit Strukturverstärkungselementen 6 versehen ist. In diesem Fall sind die Strukturverstärkungselemente 6 unmittelbar auf dem UD-Gelege 5 angeordnet und mit diesem beispielsweise durch elektrostatische Anziehungskraft oder Haftmittel verbunden. Ein derartiges UD-Gelege 5 kann zum Beispiel als 0°-Lage bei der Herstellung von MD-Gelegen mit verwendet werden, oder die UD-Gelege 5 werden mit weiteren UD-Gelegen in geeigneter Weise zu einem MD-Gelege aufgewickelt. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass sämtliche UD- Gelege 5 mit Strukturverstärkungselementen 6 ausgestattet sind oder nur einzelne UD- Gelege 5.

Figur 3 zeigt in einer Draufsicht ein MD-Gelege 10, welches ebenfalls mit Strukturverstärkungselementen 11 ausgestattet ist. In diesem speziellen Ausführungsbeispiel sind die Strukturverstärkungselemente 11 ebenfalls isotrop auf dem MD-Gelege verteilt, wobei die Strukturverstärkungselemente 1 sowohl zwischen den einzelnen UD-Lagen als auch auf dem MD-Gelege 10 angeordnet sein können. Hierzu besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass zwischen den einzelnen Lagen des MD-Geleges 10 eine Folie 1 , wie sie aus Figur 1 vorbekannt ist, mit eingefügt wurde, oder dass einzelne UD- Gelege 5 mit Strukturverstärkungselementen 6 beim Wickeln der MD-Gelege 10 verwendet wurden. Hierbei können sämtliche der eingesetzten UD-Gelege 5 mit Strukturverstärkungselementen 6 ausgestattet sein oder es können nur einzelne

Bahnen der UD-Gelege 5 mit Strukturverstärkungselementen 6 ausgestattet sein.

Figur 4 zeigt in einer Draufsicht ebenfalls ein MD-Gelege 15, welches mit Strukturverstärkungselementen 16 belegt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel befinden sich die Strukturverstärkungselemente 16 nur in einem Teilbereich des MD-Geleges 15, und zwar in jenem Bereich, der der Drapierungszone entspricht, das heißt wo nach dem Verpressen der MD-Gelege 15 beispielsweise ein Kantenbereich entsteht, der die Verwendung von Strukturverstärkungselementen 16 erfordert.

Die vorgenannten Ausführungsbeispiele können hierbei beliebig ergänzt oder erweitert werden oder es können auch MD-Gelege 15 mit unterschiedlicher Anordnung der Strukturverstärkungselemente 16 eingesetzt werden, um beispielsweise auf der Ober- und Unterseite der herzustellenden 3-dimensionalen Bauteile entsprechende Verstärkungszonen auszubilden.

Figur 5 zeigt in einer Unteransicht ein Boot 20, welches beispielsweise aus UD-, aber insbesondere aus MD-Gelegen hergestellt worden ist. Die MD-Gelege werden zu diesem Zweck in eine Form gebracht, das heißt entweder durch Legen oder Verpressen, wobei die Kantenbereiche 21 , 22 zu einer starken Verformung der MD-Gelege führen. Aus diesem Grunde erhalten die MD-Gelege in diesen Drapierungszonen eine Verstärkung in Form der Strukturverstärkungselemente 23, um somit zu verhindern, dass in den Drapierungszonen die einzelnen Fasern der UD- oder MD-Gelege aufspleißen können. Nachdem die Gelege in die entsprechende Form verpresst wurden, erfolgt zusätzlich ein Ausgießen der geformten Gelege mit einem Kunstharz, sodass nach Aushärten der gesamte untere Bootskörper zur weiteren Nachbearbeitung fertiggestellt wurde.

Das Ausführungsbeispiel verdeutlicht einen möglichen Anwendungsfall. Es besteht ohne weiteres die Möglichkeit, die Strukturverstärkungselemente bei hochfesten Bauteilen einzusetzen, die für den Automobilbereich, Luft- und Raumfahrt, Schiffsbau, Windkraftanlagen, Schienenfahrzeuge, Container- und Flugzeugbau oder Maschinenbau verwendet werden können. Bezugszeichenliste

1 Folie

2 Strukturverstärkungselement

5 UD-Gelege

6 Strukturverstärkungselement

10 MD-Gelege

11 Strukturverstärkungselement

15 MD-Gelege

16 Strukturverstärkungselement

20 Boot

21 Kantenbereich

22 Kantenbereich

23 Strukturverstärkungselement