DE10024754C2 - Apparatus for impregnating wound to form a roll of plastic tissue - Google Patents

Apparatus for impregnating wound to form a roll of plastic tissue

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    • B29B15/08Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B29B15/10Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Tränken von auf einer Rolle aufgewickeltem Kunststoffgewebe. The invention relates to a device for impregnating wound to form a roll of plastic fabric.

Für die Herstellung von Booten oder Rotorblättern von Windenergieanlagen aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) werden die für die Fertigung benötigten Glasfasergelege und -gewebe üblicherweise auf Rollen vom GFK-Hersteller angeliefert. For the production of boats and rotor blades of wind turbines made of glass fiber reinforced plastic (GRP) required for the manufacture fiberglass scrim and fabrics are typically supplied on rolls of fiberglass manufacturer.

Die Glasfasermatten werden dann - falls notwendig - zugeschnitten und maschinell oder manuell mit Harz (z. B. Epoxid oder Polyester) getränkt. The glass fiber mats are then - if necessary - and cut mechanically or manually with resin (for example epoxy or polyester.) Impregnated. Dazu wird das GFK- Material von der Rolle abgewickelt und auf Laminierfolien auf einem sogenannten Laminiertisch ausgebreitet. For this purpose, the fiberglass material is unwound from the roll and spread on Laminating on a so-called laminating table. Bei der maschinellen Tränkung fährt eine Harzdüse gleichmäßig über die abgewickelten Kunststoffmatten und trägt das Harz auf. In mechanical impregnating a resin nozzle runs evenly over the unrolled plastic mats and carries the resin. Bei der manuellen Tränkung wird das Harz von einer hierfür ausgebildeten Person (per Hand) aufgetragen. In the manual impregnation resin by fully person is applied (by hand).

Dies ist ein zeitaufwendiger und teurer Prozess, da die Matten anschließend wieder aufgerollt werden, um zum Beispiel zur Rotorblattform transportiert zu werden, wo sie dann wieder abgerollt und die Matten in die Form eingebracht werden. This is a time consuming and expensive process, because the mats are then rolled up again, to be transported for example to the rotor blade shape, where they are then unwound again and the mats are introduced into the mold.

In WO 99/33623 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Faserimprägnierung offenbart. In WO 99/33623 A1 a method and apparatus for impregnating fiber is disclosed. Hierbei werden Faserbündel, Faserstränge, Gewebe oder Fasermatten, bei welchen ein Imprägniermittel in die Zwischenräume des Fasermaterials eingebracht wird, durchtränkt, wobei die Zufuhr des Imprägniermittels über Öffnungen in einem Zuführkörper erfolgt, über welchem das Fasermaterial hinwegbewegt wird, wobei die Vorrichtung ein Zuführkörper mit Öffnungen für die Zufuhr eines Imprägniermittels aufweist. In this case, in which an impregnating agent is introduced into the interstices of the fibrous material to be fiber bundles, fiber strands, woven or nonwoven mats, soaked, wherein the supply of the impregnating agent through apertures in a supply body is carried out, over which the fibrous material is moved away, said apparatus comprising a supply body with apertures has for the supply of an impregnating agent.

Aus DE 35 37 755 C2 ist eine Auftragswalze für Farben aus porigen und lösemittel beständigen Schaumstoffzylindern mit Löchern oder Schlitzen für ein Farbdurchtritt nach außen mit einem Florbezug bekannt. From DE 35 37 755 C2 an applicator roller for color porous and solvent-resistant foam cylinders with holes or slots for an ink passage to the outside with a Florbezug is known.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine einfachere und erheblich kostengünstigere Tränkung des glasfaserverstärkten Kunststoff zu ermöglichen. The object of the invention is to avoid the aforementioned drawbacks and to enable a simpler and significantly more cost-effective impregnation of the glass fiber reinforced plastic.

Die Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung mit dem Merkmal nach Anspruch 1 sowie mittels eines Verfahrens nach Anspruch 5 gelöst. The object is achieved by a device having the feature of claim 1 and by a method according to claim. 5 Vorteilhafte Weiterbildun gen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Advantageous Weiterbildun gen are described in the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Tränkung des glasfaserverstärkten Kunststoffes bereits auf der Rolle vorzunehmen. The invention proposes to carry out the impregnation of the glass fiber reinforced plastic already on the roll. Hierzu ist eine entsprechende Vorrichtung vorgesehen, mit der die beiden Stirnseiten der Rolle abgedichtet werden und die eine kontrollierte Tränkung der Rolle mit Harz (von innen heraus) erlaubt. For this purpose, a corresponding device is provided with which the two end faces of the roll to be sealed and which allows a controlled impregnation of the roll of resin (from the inside). Hierbei verfügt der Rollenkern über eine Kammer mit radialer Öffnung, so dass aufgrund der Schwerkraft und/oder durch Druck das Harz das Kunststoffgewebe durchsetzen kann, was besonders auch dann gleichmäßig geschieht, wenn die Rolle während der Tränkung gedreht oder entsprechend geschwenkt wird. Here, the roll core has a chamber having a radial opening, so that due to gravity and / or by pressure, the resin can penetrate the plastic fabric, which is especially also occurs evenly if the roll during the impregnation rotated or pivoted accordingly.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass die Rotorblattfertigung mit vorgetränken Rollen versorgt werden kann und dort stets ausreichend lange Bahnen mit konstanter Breite zur Verfügung stehen. With the invention it is achieved that the rotor blade production with pre-soak rollers can be supplied and there always be sufficiently long webs of constant width.

Mit der erfindungsgemäßen Tränkung ist es möglich, den Harzgehalt des Gewebes (innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches) sehr genau festzulegen, die Tränkung selbst benötigt eine sehr kurze Verarbeitungszeit und die Kosten für die Tränkung pro Rolle sind sehr gering und darüber hinaus entsteht nur ein sehr geringer Abfall an Harzgewebe oder auch Folie. With the inventive impregnation it is possible to accurately determine the resin content of the tissue (within a certain tolerance range), the impregnation itself requires a very short processing time and the cost of impregnation per roll are very low and in addition creates very little waste of resin fabric or film.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert. The invention is explained in more detail with reference to an embodiment in the drawing.

Fig. 1 zeigt eine Kunststoff-Geweberolle 1 , die einen Kern 2 umgibt. Fig. 1 shows a plastic-fabric roll 1, which surrounds a core 2. Dieser Kern 2 ist innen hohl ausgebildet und weist eine Vielzahl von radialen Öffnungen (nicht dargestellt) auf. This core 2 is formed hollow and has a plurality of radial apertures (not shown).

Ferner sind stirnseitig an der Rolle Dichtungen 3 und 4 ausgebildet, die mittels einer Zugankereinrichtung 5 auf die Stirnseiten der Geweberolle gedrückt werden. Further, seals 3 and 4 are formed on the end face of the roll, which are pressed by means of a Zugankereinrichtung 5 on the front sides of the fabric roll.

Ferner ist in das hohle Kerninnere eine Zuleitung 6 ausgebildet. Further, in the hollow core inside a feed line 6 is formed. Die Zuleitung ist an eine Befülleinrichtung 7 angeschlossen, mittels der das Tränkharz in die Hohlkam mer des Kerns 2 fließen kann. The supply line is connected to a filling device 7 by means of which the impregnating resin can flow into the Hohlkam mer of the core. 2 Die Befülleinrichtung weist vorzugsweise eine Pumpe auf, mittels der das Harz in das Kammerinnere mit einem vorbestimmten Druck gepresst wird. The filling device preferably comprises a pump, by means of which the resin is pressed into the chamber interior with a predetermined pressure.

Die gesamte Vorrichtung ist schwenkbar bzw. drehbar aufgehängt (nicht dargestellt), wobei dieses mittels eines Schlittens erfolgen kann, der außenseitig angebracht ist und an den die Schwenkeinrichtung (nicht dargestellt) angreifen kann. The entire device is pivotally or rotatably suspended (not shown), this may be by means of a carriage which is mounted on the outside and at the engageable (not shown) the pivoting device.

Wird das Harz in das Kammerinnere gepreßt, so kann es diesen Kern nur über die radialen Öffnungen des Kern verlassen. When the resin is pressed into the chamber interior, so it may leave this core only via the radial openings of the core. Von dort aus durchsetzt das Harz nach und nach die jeweiligen Geweberollenlagen, bis überschüssiges Harz außenseitig aus der Rolle austritt. From there, the resin penetrates gradually the respective fabric roll layers until excess resin exits from the outside of the roll.

Dieses kann in einer Auffangeinrichtung gesammelt werden und der Harzförder einrichtung wieder zugeführt werden, bis die gesamte Geweberolle getränkt ist. This can be collected in a collecting device and the resin transfer device be reintroduced until the entire fabric roll impregnated.

Selbstverständlich sind verschiedene Schwenkeinrichtungen denkbar. Of course, various pivoting devices are conceivable. Diese können beispielsweise aus einem Elektromotor mit zwei Kugellagern bestehen, über die die Rolle (mit innenliegender Harzzuführung) gedreht wird. These may for example consist of an electric motor with two ball bearings is rotated about the roller (with internal resin feed).

Der Kern der Rolle besteht vorzugsweise aus einem Metallzylinder, in den Bohrungen eingelassen sind. The core of the roll is preferably composed of a metal cylinder, are inserted in the bores. Der Kern kann auch aus einer Papphülse bestehen. The core can also consist of a cardboard tube.

Die aufgefangene Harzmenge kann auch gemessen werden (beispielsweise durch Gewichts/Volumenmessung) und sobald eine bestimmte Menge an Harz ausgetreten ist, wird der Tränkvorgang beendet, weil aus der Menge des überschüssigen Harzes auf die Vollständigkeit der Durchtränkung geschlossen werden kann. The collected amount of resin can also be measured (for example, by weight / volume measurements) and as soon as a certain amount is leaked to the resin, the impregnation process is finished, as may be inferred from the amount of excess resin on the completeness of infiltration.

Da die Tränkung vor allem auf Grund der Schwerkraft des Harzes durchgeführt wird, ist dabei darauf zu achten, dass die Rolle vorzugsweise mehrere vollständige Schwenkungen vornehmen kann, so dass an alle Stellen der Rollenlagen Harz gelangen kann. Since the impregnation is carried out mainly due to the gravity of the resin is, it must be ensured that the role may make several complete pivoting of preferably so that can get resin to all points of the role documents.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die bisherige Tränkung von Geweberollen ersetzt werden, so dass der Formen- und Schalenbau mit voll getränkten Rollen versorgt werden kann (lange Bahnen, konstante Breite). By means of the device according to the invention can be replaced, the previous impregnation of rolls of fabric so that the mold and shell construction can be supplied with fully impregnated rollers (long webs of constant width). Hierbei kann ein sehr genauer Harzgehalt (innerhalb enger Toleranz) eingestellt werden, die Verarbeitungszeit ist sehr kurz und die Kosten pro Rolle sind gering und es stellt sich auch nur ein geringer Abfall von Harz, Gewebe und Folie ein. Here, a highly accurate resin content can be adjusted (within narrow tolerances), the processing time is very short and the cost per roll is low and it turns even a small decrease in resin, tissue and slide.

Werden die Geweberollen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Harz injiziert, wird auch die Schutzfolie um das Gewebe perforiert, damit das bei der Injektion austretende überschüssige Harz leicht von der Gewebeoberfläche (z. B. mittels Abstreifen) entfernt werden kann. When the cloth rolls injected by means of the inventive device with resin, and the protective film is perforated around the tissue, so that the light emerging at the injection excess resin easily from the tissue surface (eg. As by stripping) can be removed.

Statt eines einzigen Zugankers (zweckmäßigerweise zentral angeordnet) können auch mehrere Zuganker, beispielsweise vier Zuganker über den Umfang verteilt, vorgesehen werden. Instead of a single tie rod (conveniently placed centrally) can be distributed over the circumference, also be provided a plurality of tie rods, for example four tie rods. Diese äußeren Zuganker können vor allem ein Verziehen der Dichtungen verhindern. These outer tie rod can prevent above all a distortion of the seals. Die Dichtungen selbst können aus Holz- oder Metall- oder Kunststoffplatten (Ringe) bestehen, auf welche innenseitig eine oder zwei oder mehrere Schichten von Moosgummi gesetzt werden. The gaskets themselves may be made of wood or metal or plastic plates (rings) are made on which one or two or more layers of cellular rubber are internally set.

Das Harz wird über die Zuleitung mit der Schlauchpumpe durch einen Schlauch gedrückt. The resin is pressed via the feed line to the peristaltic pump by a hose. Das Harz füllt den Zwischenraum des Kerns aus und wird durch die Bohrungen durch das Gewebe nach außen gedrückt. The resin fills in the gap of the core and is forced through the holes through the fabric to the outside. Hierbei kann es auch vorteilhaft sein, die Tränkeinrichtung innerhalb eines Vakuums anzuordnen, so dass dann die Förderung des Harzes durch Vakuum erfolgt. This may also be advantageous to arrange the Tränkeinrichtung within a vacuum, so that then takes the promotion of the resin by vacuum. Das heraustretende Harz wird aufgefangen und wieder in den Kreislauf injiziert. The passing out resin is collected and re-injected into the circulation.

Nachfolgend werden mehrere Beispiele zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Several examples for implementing a method according to the invention will be described.

Beispiel 1 example 1

Beim ersten Injektionsversuch wurde eine Rolle G1 + G2 mit folgenden Abmaßen verwendet: During the first injection test was a role G1 + G2 used with the following dimensions:
Hersteller: Ahlstrom Manufacturer: Ahlstrom
Gewicht: 15 kg Weight: 15 kg
Breite: 150 mm Width: 150 mm
Es wurde Laminierharz L 135/H137 verwendet mit 20°C Temperatur. It has been laminating resin L 135 / H137 employed with 20 ° C temperature.
Die Rolle wurde in einem Behälter unter Vakuum (ca. 1 bar) gesetzt und Harz wurde durch den Kern injiziert. The roll was in a container under vacuum set (bar approximately 1), and resin was injected through the core.
Die Injektion dauerte ca. 20 min., die Rolle wurde vollständig getränkt. The injection took about 20 min., The role was completely soaked.
Der Harzgehalt (außen): 37,2%. The resin content (outside): 37.2%.
Durch die Schwerkraft ist der Harzgehalt am unteren Teil der Rolle höher als am oberen Teil der Rolle. Due to the gravity of the resin content at the lower part of the roll is higher than at the upper part of the roller.
Bohrkern = Ø 33 mm, Höhe = 45 mm Core = Ø 33 mm, height = 45 mm
Harzgehalt oben: 33% Resin content above 33%
Harzgehalt unten: 35% Resin content below 35%

Beispiel 2 example 2

Danach wurde die Rolle nur noch unter Druck injiziert. After that, the role was injected only under pressure. Nach der Injektion wurde die Rolle ausgerollt, so dass man den Harzgehalt im inneren und im äußeren Bereich der Rolle abstimmen kann. After injection, the roller was rolled, so that one may modulate the resin content in the inner and the roller in the outer region.
Harzgehalt (außen): 38%; Resin content (outside): 38%; 33% 33%
Harzgehalt (innen): 33%; Resin content (in): 33%; 31% 31%
Injektionsdauer: 30 min. Injection time: 30 min.
Pumpenstellung: mittel Pump position: medium

Beispiel 3 example 3

Rolle G1 + G2 + G2 injiziert (Breite 150 mm) Role G1 + G2 + G2 injected (width 150 mm)
Hersteller: Kümpers Manufacturer: Kümpers
Gewicht: 15 kg Weight: 15 kg
Harzgehalt (außen): 32% Resin content (outside): 32%
Harzgehalt (innen): 28% Resin content (in): 28%
Injektionsdauer: 30 min. Injection time: 30 min.
Pumpenstellung: mittel Pump position: medium

Beispiel 4 example 4

Rolle G1 + G2 + G2 injiziert (Breite 150 mm) Role G1 + G2 + G2 injected (width 150 mm)
Hersteller: Saertex Manufacturer: Saertex
Gewicht: 15 kg Weight: 15 kg
Harzgehalt (außen): 36% Resin content (outside): 36%
Harzgehalt (innen): 31% Resin content (in): 31%
Injektionsdauer: 20 min. Injection time: 20 min.
Pumpenstellung: mittel-voll Pump position: Medium-full

Beispiel 5 example 5

Rolle G1 + G2 + G2 injiziert (Breite 500 mm) Role G1 + G2 + G2 injected (width 500 mm)
Hersteller: Saertex Manufacturer: Saertex
Gewicht: 30 kg Weight: 30 kg
Harzgehalt (außen): 33% Resin content (outside): 33%
Harzgehalt (innen): 34% Resin content (in): 34%
Injektionsdauer: 20 min. Injection time: 20 min.
Pumpenstellung: mittel-voll Pump position: Medium-full

Beispiel 6 example 6

Rolle G1 + G2 + G2 injiziert (Breite 1270 mm) Role G1 + G2 + G2 injected (width 1270 mm)
Hersteller: Saertex Manufacturer: Saertex
Gewicht: 75 kg Weight: 75 kg
Harzgehalt (außen): 42% (Einfluss Wickelspannung) Resin content (outside): 42% (winding tension influence)
Harzgehalt (innen): 30% Resin content (in): 30%
Injektionsdauer: 20 min. Injection time: 20 min.
Pumpenstellung: voll Pump position: full
Bemerkung: Comment:
Rolle gedreht nach 15 min. Role shot after 15 minutes.
Rolle mit Lochblechkern Roll with perforated metal core

Wie sich anhand der vorbeschriebenen einzelnen Durchführungsbeispiele zeigt, kann die Zeit für die gesamte Tränkung einer Rolle auf einen Bereich von 30 Minuten oder weniger gehalten werden. As shown through the above individual implementation examples, the time for the entire impregnation of a role to a range of 30 minutes or less can be maintained. Dieses ist eine erheblich kürzere Zeit und auch mit erheblich weniger Aufwendung verbunden, als bei der bisherigen Tränkungstechnik, wo zunächst die Rollen abgewickelt werden, dann getränkt werden und dann wiederum aufgewickelt werden. This is a much shorter time and also involves significantly less expense than in the previous Tränkungstechnik where initially the roles are handled, are then soaked and then again wound.

Es kann zusammengefasst festgestellt werden, dass mittels des erfindungsgemäßen Tränkungsverfahrens ein geringer Teil an Abfall anfällt. It can be found summarized that is obtained by the inventive Tränkungsverfahrens a small portion of waste. Es wird ua auch keine Laminierfolie benötigt. It is, among other things also does not require laminating. Die gesamte Vorrichtung besteht aus einfachen und daher wenig komplizierten Einzelelementen, wie einer Harzpumpe, einer Tränkstation sowie Spann- und Dichtelemente. The entire device consists of simple and therefore less complicated individual elements, such as a resin pump, a drinking station and clamping and sealing elements.

Selbstverständlich kann statt einer Perforierung des Kerns auch ein Kern mit Längsrillen verwendet werden. Of course, a core can be used with longitudinal grooves instead of a perforation of the core.

Zur Erhöhung des Harzgehaltes ist vorzugsweise die Rolle relativ locker aufgewic kelt, so dass ein genügend großer Zwischenraum zwischen den Lagen von Harz ausgefüllt werden kann. To increase the resin content, the roller is preferably relatively loosely aufgewic Celtic, so that a sufficiently large space between the layers of resin may be filled.

Je nach unterschiedlicher Nahttechnik der Gewebe ist mal das eine oder mal das andere obengenannte Beispiel eher vorteilhaft. Depending on the suturing technique different tissue times the one or the other times above example rather advantageous. Insbesondere ist bei den Rollen darauf zu achten, dass die Nähte aufeinander liegender Lagen nicht parallel, sondern eher gekreuzt zueinander liegen. In particular, it must be ensured at the rollers that the seams of superposed layers are not parallel, but rather are crossed each other.

Fig. 2 zeigt in einer Vorderansicht die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Tränken einer Rolle mit Kunststoffgewebe. Fig. 2 shows a front view of the device of the invention for impregnating a roll of plastic fabric. Hierbei ist nach Art eines Schlittens, der außenseitig die Rolle zumindestens zum Teil umschließt, ein Schwenkantrieb angebracht, welcher die gesamte Rolle auf einen bestimmten Winkel schwenkt. In this case, a swivel drive is mounted in the manner of a carriage which externally surrounds at least the part to part, which pivots the entire roll at a certain angle.

Das außenseitig aus der Rolle austretende Harz (Tränkflüssigkeit) gelangt in einen Auffang und kann von dort dem Harzkreislauf zugeführt werden. The outside of the roller leaving resin (impregnation liquid) enters into a collecting and can be fed from there to the resin circuit. Hierzu kann auch die aufgefangene Menge gemessen werden, die ein Maß für den Tränkungsgrad der Rolle ist. See also the amount collected can be measured, which is a measure of the degree of impregnation of the roll.

Das Harz gelangt von einem Harzreservoir über eine Pumpe - wie in Fig. 1 bereits beschrieben - in das Innere der Rolle. The resin passes from a resin reservoir via a pump - as in Fig. 1 already described - in the interior of the roll.

Claims (5)

  1. 1. Vorrichtung zum Tränken von auf einer Rolle aufgewickeltem Kunststoff gewebe, vorzugsweise Glasfaser, mit Harz, wobei die Rolle zentral eine Kammer mit wenigstens einer radialen Öffnung aufweist, wobei Mittel ausgebildet sind, die Rolle an beiden Stirnseiten abzudichten und wobei eine Harzzuleitung zur Kammer vorgesehen ist. 1. A device for impregnating wound on a roll of plastic fabric, preferably glass fiber, with resin, said roller centrally includes a chamber with at least one radial opening, wherein means are designed to seal off the roll at both ends and wherein a resin supply line is provided for chamber is.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens einen Zuganker aufweist, mittels dem jeweils eine Dichtung auf jede Stirnseite gedrückt wird. 2. Device according to claim 1, characterized in that the device comprises at least one tie rod is pressed by means of which in each case a seal to each end face.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer durch einen Zylinder gebildet wird, der von dem Rollenmaterial umgeben ist. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the chamber is formed by a cylinder which is surrounded by the roll material.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittei zum Schwenken oder zum Drehen dieser Rolle oder der gesamten Vorrichtung aufweist. 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises Announcement to pivot or to rotate this roller or the entire device.
  5. 5. Verfahren zum Tränken von Glasfaserverstärkungsgewebe mit Harz mittels einer Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei nach der Aufnahme der Rolle mit aufgewickeltem Glasfasergewebe in der Vorrichtung die Stirnseiten der Rolle abgedichtet werden und Harz in die Kammer unter Schwerkraft und/oder Druck eingefüllt wird, welches die Öffnungen der Kammer und die einzelnen Lagen der Rolle durchsetzt, bis überschüssiges Harz außenseitig aus der Rolle austritt. 5. The method for impregnating glass fiber reinforcing fabric with resin by means of a device according to one of the preceding claims, wherein the end faces of the roll to be sealed after the recording of the roll of wound glass fiber fabric in the apparatus and resin is filled into the chamber under gravity and / or pressure, which passes through the openings of the chamber and the individual layers of the roll until excess resin outside exiting the roll.
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