DE102012201262A1

DE102012201262A1 - Method for producing continuous semi-finished product used in manufacturing of fiber reinforced plastic profile, involves arranging long fibers continuously around flexible, tubular and inflatable hollow continuous core

Info

Publication number: DE102012201262A1
Application number: DE201210201262
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bommes; Celestine Grassick; Mark Walsh; Greg Byrne; Dipl.-Ing. Kehrle Rainer
Original assignee: Burgmann Packings GmbH
Current assignee: Burgmann Packings Group GmbH
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-08-01

Abstract

The method involves arranging long fibers (300) continuously around a continuous core. The fibers are configured to surround the continuous core in defined spatial orientation to form a continuous fiber tube (700). The continuous core is flexible, tubular and inflatable hollow structure. The continuous core is subjected to pressure of 1-10bar while arranging the long fibers continuously around a continuous core. The core is formed of silicone and PTFE. Independent claims are included for the following: (1) a pultrusion process; (2) a continuous semi-finished product; (3) pultrusion device; and (4) device for producing continuous semi-finished product.

Description

Anwendungsgebiet und Stand der TechnikField of application and state of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs für ein Pultrusionsverfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Pultrusionsverfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 10 zur Herstellung eines festen, formstabilen Hohlprofils, insbesondere zur Herstellung eines Hohlprofils aus einem vorgenannten Endlos-Halbzeug, ein solches Endlos-Halbzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 19, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 25 zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs sowie eine Pultrusionsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 29 zur Herstellung eines festen, formstabilen Hohlprofils, insbesondere zur Herstellung eines Hohlprofils aus dem vorgenannten Endlos-Halbzeug.The invention relates to a method for producing an endless semi-finished product for a pultrusion method according to the preamble of claim 1, a pultrusion method according to the preamble of claim 10 for producing a solid, dimensionally stable hollow profile, in particular for producing a hollow profile of an aforementioned endless semi-finished product Such continuous semi-finished product according to the preamble of claim 19, an apparatus according to the preamble of claim 25 for the production of the endless semi-finished product and a pultrusion device according to the preamble of claim 29 for producing a solid, dimensionally stable hollow profile, in particular for producing a hollow profile of the aforementioned endless semifinished product.

Feste, formstabile Hohlprofile können vor allem aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt werden. Bei einem Faserverbundwerkstoff handelt es sich um einen sogenannten Mehrphasen- bzw. Mischwerkstoff aus einem Matrixmaterial, in das Fasern eingebettet sind. Als Matrixmaterial werden häufig Kunststoffe eingesetzt. Je nach Anwendungsfall eignen sich sowohl Duromere, Elastomere oder Thermoplaste. Diverse Fasern sind besonders geeignet als Fasern.Solid, dimensionally stable hollow profiles can be produced above all from fiber composite materials. A fiber composite material is a so-called multiphase or mixed material of a matrix material in which fibers are embedded. Plastics are often used as the matrix material. Depending on the application, both thermosets, elastomers or thermoplastics are suitable. Various fibers are particularly suitable as fibers.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Materialien bekannt, je nach herzustellendem Bauteil. In der Regel werden jedoch zur Herstellung solcher Faserverbundwerkstoffe bei allen Verfahren die Fasern mit einem später das Matrixmaterial bildenden Harz getränkt und das Harz anschließend ausgehärtet. Zur Formgebung des herzustellenden Bauteils erfolgt das Aushärten des Harzes üblicherweise in einem beheizten Formwerkzeug, ggf. zusätzlich unter Druck. Das Formwerkzeug weist dabei eine der gewünschten Außenkontur des Bauteils entsprechende Innenkontur auf. Zur Herstellung von hohlen Bauteilen sind zusätzlich Kerne erforderlich.Different methods for producing fiber-reinforced materials are known from the prior art, depending on the component to be manufactured. In general, however, for the production of such fiber composite materials in all processes, the fibers are impregnated with a later forming the matrix material resin and the resin is then cured. For shaping the component to be produced, the curing of the resin is usually carried out in a heated mold, optionally additionally under pressure. The molding tool has an inner contour corresponding to the desired outer contour of the component. For the production of hollow components cores are additionally required.

Faserverstärkte Kunststoffprofile mit im Wesentlichen konstanten Querschnitten werden häufig im Pultrusionsverfahren bzw. Strangziehverfahren hergestellt. Typischerweise werden bei diesem Verfahren in einem kontinuierlichen Ablauf beliebig lange Fasern, quasi Endlos-Fasern, mit durch Wärme härtbarem duroplastischem Harz getränkt und anschließend zur Formgebung durch ein beheiztes Formwerkzeug gezogen, in welchem das Harz durch Polymerisation, ggf. unter zusätzlichem Druck, zum Matrixmaterial aushärten kann, so dass ein festes, formstabiles Endlos-Profil aus faserverstärktem Kunststoff entsteht. Im Falle von thermoplastischen Materialien wird das Polymer durch Schmelz- und Erstarrungsprozesse gebildet. Das Strangziehverfahren ähnelt damit dem Strangpressen, nur dass die mit Harz getränkten Endlos-Fasern nicht durch das Formwerkzeug gepresst, sondern gezogen werden.Fiber-reinforced plastic profiles with substantially constant cross-sections are often produced in the pultrusion process or pultrusion process. Typically, in this process, fibers of arbitrarily long length, quasi continuous fibers, are impregnated with heat-curable thermosetting resin in a continuous operation and subsequently drawn through a heated mold for shaping, in which the resin is polymerized, possibly under additional pressure, to form the matrix material can harden, so that a solid, dimensionally stable continuous profile made of fiber-reinforced plastic. In the case of thermoplastic materials, the polymer is formed by melting and solidification processes. Thus, the pultrusion process is similar to extrusion, except that the resin infiltrated continuous fibers are not pressed through the mold, but drawn.

Anstatt die Endlos-Fasern als ein parallel orientiertes Faserbündel durch das Formwerkzeug zu ziehen, kann aus den Endlos-Fasern vor dem Eintritt in das Formwerkzeug auch ein Geflecht, beispielsweise eine Matte oder ein Faserschlauch, erzeugt werden, welches dann entsprechend durch das Formwerkzeug gezogen wird.Instead of drawing the continuous fibers as a parallel oriented fiber bundle through the forming tool, a braid, for example a mat or a fiber tube, can also be produced from the endless fibers prior to entry into the forming tool, which is then pulled through the forming tool accordingly ,

Schließt sich das eigentliche Pultrusionsverfahren unmittelbar an eine Geflechtbildung an, kann das kombinierte Verfahren auch als Flechtpultrusion bezeichnet werden. Zur Herstellung von Hohlprofilen mittels Flechtpultrusion werden die Fasern um einen sogenannten Kern herumgeflochten, so dass ein Faserschlauch entsteht. Dieser Faserschlauch kann anschließend auf herkömmliche Weise mit dem gewünschten Matrixmaterial getränkt werden und durch das Formwerkzeug hindurch stranggezogen und ausgehärtet werden. Als Kerne kommen in der Regel sogenannte „fliegende Kerne” in Form massiver, meist metallischer Dorne zum Einsatz, die innerhalb des Faserschlauchs geführt werden.If the actual pultrusion process is directly linked to a braid formation, the combined process can also be referred to as braiding pultrusion. For the production of hollow profiles by means of braided pultrusion, the fibers are braided around a so-called core, so that a fiber tube is formed. This fiber tube can then be soaked in the conventional manner with the desired matrix material and extruded through the molding tool and cured. As cores usually come so-called "flying cores" in the form of massive, usually metallic mandrels used, which are guided within the fiber tube.

In der DE 10 2007 051 517 A1 ist ein Flechtpultrusionsverfahren zur Herstellung von faserverstärkten Endlos-Hohlprofilen bzw. von Hohlprofilen mit variabler Länge beschrieben, bei dem aus mehreren Endlos-Fasern durch mehrere seriell angeordnete Rundflechtmaschinen auf einem Flechtdorn koaxial positionierte Flechtschläuche bzw. Endlos-Faserschläuche hergestellt werden können. Die Endlos-Faserschläuche können anschließend zur Imprägnierung durch ein Harzbad geführt und danach durch das nachgeschaltete Pultrusionsformwerkzeug über einen Formkern gezogen werden. Dort werden die mit dem Harz getränkten Fasern verdichtet und das Harz ausgehärtet. Der Formkern im Pultrusionsformwerkzeug gibt dabei die Innenkontur des Hohlprofils vor, wobei es sich bei dem in der DE 10 2007 051 517 A1 beschriebenen Verfahren bei dem Formkern um eine Fortsetzung des Flechtdorns handelt, um den die Fasern geflochten worden sind.In the DE 10 2007 051 517 A1 a braided pultrusion process for the production of fiber-reinforced endless hollow sections or of hollow sections is described with variable length, in which from several endless fibers through a plurality of serially arranged circular braiding machines on a braid mandrel coaxially positioned braiding or endless fiber tubes can be produced. The endless fiber hoses can then be passed through a resin bath for impregnation and then pulled through a mandrel through the downstream Pultrusionsformwerkzeug. There, the impregnated with the resin fibers are compacted and cured the resin. The mold core in the pultrusion molding tool predetermines the inner contour of the hollow profile, wherein in the case of the method described in DE 10 2007 051 517 A1, the mold core is a continuation of the braiding mandrel about which the fibers have been braided.

Aufgabe und LösungTask and solution

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs für ein Pultrusionsverfahren, ein Endlos-Halbzeug, eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Endlos-Halbzeugs sowie ein entsprechendes Pultrusionsverfahren und eine Pultrusionsvorrichtung bereitzustellen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere die Prozessstabilität verbessert werden kann.The object underlying the invention is to provide a method for producing an endless semifinished product for a pultrusion process, an endless semi-finished product, an apparatus for producing such an endless semifinished product and a corresponding pultrusion process and a pultrusion device with which problems of the prior art The technique can be avoided and in particular the process stability can be improved.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs mit den Merkmalen von Anspruch 1, ein Pultrusionsverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 10 zur Herstellung eines festen, formstabilen Hohlprofils, insbesondere aus einem vorgenannten Endlos-Halbzeug, ein vorgenanntes Endlos-Halbzeug mit den Merkmalen von Anspruch 19, eine Vorrichtung zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs mit den Merkmalen von Anspruch 25 sowie eine Pultrusionsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 29 zur Herstellung eines festen, formstabilen Hohlprofils aus faserverstärktem Kunststoff. This object is achieved by a method for producing an endless semi-finished product having the features of claim 1, a pultrusion method having the features of claim 10 for producing a solid, dimensionally stable hollow profile, in particular from an aforementioned continuous semi-finished product, an abovementioned endless semi-finished product the features of claim 19, an apparatus for producing an endless semi-finished product with the features of claim 25 and a pultrusion device with the features of claim 29 for producing a solid, dimensionally stable hollow profile made of fiber-reinforced plastic.

Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Manche der nachfolgenden, jedoch nicht erschöpfend aufgezählten Merkmale und Eigenschaften treffen sowohl auf das Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs, das Pultrusionsverfahren, das Endlos-Halbzeug, die Vorrichtung zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs als auch auf die Pultrusionsvorrichtung zu. Sie werden teilweise nur einmal beschrieben, gelten jedoch unabhängig voneinander sowohl für die Verfahren, die Vorrichtungen und das Endlos-Halbzeug.Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of the other claims and are explained in more detail below. The wording of the claims is incorporated herein by express reference. Some of the following, but not exhaustive, features and properties apply to both the process for making a continuous semi-finished product, the pultrusion process, the continuous semi-finished product, the apparatus for producing the continuous semifinished product and the pultrusion device. They are described in part only once, but apply independently to each other for the methods, the devices and the endless semi-finished product.

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs zur Weiterverarbeitung in einem nachfolgenden Pultrusionsverfahren werden lange Fasern bzw. Endlos-Fasern kontinuierlich um einen Endlos-Kern herum angeordnet. Dabei werden die Fasern so um diesen Kern herum angeordnet, dass sie anschließend mit einer definierten räumlichen Orientierung zueinander den Endlos-Kern umgeben und einen, vorzugsweise flexiblen, Endlos-Faserschlauch bilden.In a process for producing a continuous semi-finished product for further processing in a subsequent pultrusion process, long fibers or continuous fibers are continuously arranged around an endless core. In this case, the fibers are arranged around this core so that they then surround each other with a defined spatial orientation to the endless core and form a, preferably flexible, endless fiber tube.

Das Anordnen der Endlos-Fasern um den Endlos-Kern herum mit räumlicher Orientierung wird im Folgenden als ”Geflechtbildung” bezeichnet, wobei die räumliche Orientierung insbesondere durch Flechten, Weben, Wickeln oder dergleichen erzeugt werden kann. Der Begriff „Geflechtbildung” bzw. „geflechtbildend” ist somit nicht einschränkend nur als das Umflechten des Endlos-Kerns zu verstehen, sondern umfasst auch andere Verfahren zur Anordnung der Endlos-Fasern mit definierter räumlicher Orientierung zueinander, wie beispielsweise Weben, Wirken oder dergleichen. Unter „kontinuierlich” wird in diesem Zusammenhang fortlaufend bzw. fortwährend verstanden und meint dabei, dass die langen Fasern bzw. die Endlos-Fasern am Stück um den Kern herum angeordnet, vorzugsweise geflochten, werden. Beispiele anwendbarer Arten von Geflechtstrukturen umfassen konzentrische Flechtmuster und Diaplex^®-Flechtmuster.Arranging the endless fibers around the endless core with spatial orientation will be referred to as "braiding" in the following, the spatial orientation being able to be generated in particular by braiding, weaving, winding or the like. The term "braid formation" or "braiding" is thus not restrictive only to understand the braiding of the endless core, but also includes other methods for arranging the continuous fibers with a defined spatial orientation to each other, such as weaving, knitting or the like. By "continuous" in this context is understood continuously and means that the long fibers or the endless fibers are arranged in one piece around the core, preferably braided. Examples of applicable types of mesh structures include concentric braiding and Diaplex ^® -Flechtmuster.

Als Fasern eignen sich insbesondere synthetische oder natürliche Fasern oder eine Kombination von beiden, zum Beispiel Glasfasern, Kohlefasern (Carbonfasern), Keramikfasern, Basalt-, Polymer-, Aramid- und/oder Metallfasern sowie Hanffasern. In einigen Anwendungsfällen kann es aber auch vorteilhaft sein, thermoplastische Fasern einzusetzen. Es können auch unterschiedliche Fasern eingesetzt werden oder Verbundfasern, insbesondere sogenannte „Commingled Yarns”. Es können auch vorimprägnierte Fäden verwendet werden, das heißt Fäden, die mit duroplastischem (duromerem) Harz beschichtet sind. Das spezielle Harz ist bevorzugt zum Flechten bei Raumtemperatur geeignet. Bei den langen Fasern bzw. Endlos-Fasern handelt es sich vorzugsweise um Filamente, die gemäß DIN 60001 als Faser von mindestens 1000 mm Länge definiert sind und in der textilen Terminologie die internationale Bezeichnung für Fasern mit praktisch unbegrenzter Länge darstellen.Suitable fibers are in particular synthetic or natural fibers or a combination of both, for example glass fibers, carbon fibers (carbon fibers), ceramic fibers, basalt, polymer, aramid and / or metal fibers and hemp fibers. In some applications, it may also be advantageous to use thermoplastic fibers. It can also be used different fibers or composite fibers, in particular so-called "Commingled Yarns". It is also possible to use preimpregnated threads, that is to say threads which are coated with thermosetting (duromeric) resin. The specific resin is preferably suitable for braiding at room temperature. The long fibers or endless fibers are preferably filaments, which according to DIN 60001 are defined as fiber of at least 1000 mm in length and represent in the textile terminology the international designation for fibers with virtually unlimited length.

Alternativ ist es auch möglich kurze Fasern zu verwenden, das heißt, Fasern mit einer Länge von mehr als 20 mm, die aber nicht ausreichend lang sind, dass sie als lange Fasern zu betrachten sind, und die zusammen mit einer thermoplastischen Faser in einer Mischfaser vom Typ eines Commingled Yarn ausgebildet sind.Alternatively, it is also possible to use short fibers, that is, fibers longer than 20 mm in length but not sufficiently long to be considered as long fibers, and which together with a thermoplastic fiber in a mixed fiber of Type of a Commingled Yarn are trained.

Die Endlos-Fasern werden zur Geflechtbildung vorzugsweise in einem Winkel von 0° bis 80°, insbesondere von 0° bis 45°, relativ zu einer Vorschubrichtung bzw. relativ zu einer Längsrichtung des Endlos-Kerns angeordnet und liegen weiter bevorzugt nach der Geflechtbildung eng am Endlos-Kern an. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Geflechtbildung mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit erfolgt.The endless fibers are arranged for braiding preferably at an angle of 0 ° to 80 °, in particular from 0 ° to 45 °, relative to a feed direction or relative to a longitudinal direction of the endless core and are further preferably close to the braid formation on Endless core on. It has proved to be advantageous if the braid formation takes place at a constant feed rate.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Kern ein flexibler, schlauchförmiger, aufblasbarer Hohlkörper ist. Der Kern kann in einer vorteilhaften Ausführungsform mindestens während die Endlos-Fasern um den Endlos-Kern herum angeordnet werden, also mindestens während der Geflechtbildung, von innen mit Druck beaufschlagt werden.An inventive method for producing an endless semi-finished product is characterized in that the endless core is a flexible, tubular, inflatable hollow body. The core may be arranged in an advantageous embodiment, at least while the endless fibers around the endless core around, so at least during the braid formation, be pressurized from the inside with pressure.

Ein möglicher Druck im Inneren des Endlos-Kerns kann dabei zwischen 1 bis 160 bar betragen, wobei der Druck während der Geflechtbildung vorzugsweise ca. 1–10 bar oder 6–9 bar beträgt. Bevorzugt wird der Druck im Inneren des Endlos-Kerns pneumatisch, durch Fluiddruck oder hydraulisch, durch Erwärmen oder durch Zuführen von Schaum oder einem lösbaren oder schmelzbaren Kern erzeugt. Der Hohlkörper ist vorzugsweise eine elastische, aufblasbare Hülle.A possible pressure inside the endless core may be between 1 to 160 bar, wherein the pressure during the braid formation is preferably about 1-10 bar or 6-9 bar. Preferably, the pressure inside the endless core is generated pneumatically, by fluid pressure or hydraulically, by heating or by supplying foam or a detachable or fusible core. The hollow body is preferably an elastic, inflatable shell.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Endlos-Kern aus einem endlosen, elastischen Schlauch mit einem vorderen und einem hinteren Schlauchende gebildet. Die Schlauchenden bzw. ein vorderer und/oder ein hinterer Schlauchbereich können grundsätzlich offen sein und zum Druckbeaufschlagen druckdicht, vorzugsweise luftdicht und/oder gasdicht, verschlossen werden. In a preferred embodiment of the method, the endless core is formed from an endless, elastic hose having a front and a rear hose end. The hose ends or a front and / or a rear hose region can basically be open and can be closed pressure-tight, preferably airtight and / or gas-tight, for pressurization.

Das druckdichte Verschließen erfolgt vorzugsweise durch Abklemmen, Abquetschen, Abdrücken, Verknoten, Wringen, Verschweißen, Verkleben oder Verstopfen oder Zusammendrücken und/oder Abbinden des Schlauches, ähnlich wie beim Abklemmen eines Gefäßes, insbesondere mittels einer Verschlusseinrichtung. Bevorzugt ist die Verschlusseinrichtung gefäßklemmenartig ausgebildet. Es ist aber auch möglich, den Schlauch ähnlich wie beim Abbinden mit einem Faden, einer Schlinge oder dergleichen druckdicht zu verschließen. Das druckdichte Verschließen kann auch durch Verschweißen erfolgen. Des Weiteren kann auch mindestens eines der Enden durch eine Druckbeaufschlagungseinrichtung druckdicht verschlossen sein oder generell ein bereits verschlossenes Schlauchende sein. Der Schlauch bzw. der Endlos-Kern kann vorzugsweise auch zusätzlich bei Bedarf zwischen den beiden Schlauchenden druckdicht verschlossen werden, bei einem auf eine Rolle aufgewickelten Schlauch z. B. zwischen der Rolle und dem nicht aufgewickelten Ende.The pressure-tight closure is preferably carried out by clamping, squeezing, pressing, knotting, wrestling, welding, gluing or clogging or compression and / or setting of the tube, similar to when clamping a vessel, in particular by means of a closure device. Preferably, the closure device is formed like a vessel clamp. But it is also possible to seal the hose pressure-tight similar to the setting with a thread, a loop or the like. The pressure-tight closure can also be done by welding. Furthermore, at least one of the ends can also be pressure-tightly closed by a pressurizing device or can generally be an already closed tube end. The tube or the endless core can preferably also be closed pressure-tight if necessary between the two hose ends, in a wound on a roll hose z. B. between the roller and the unwound end.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Endlos-Fasern und/oder der Endlos-Faserschlauch mit einem später das Matrixmaterial bildenden Harz bzw. mit einem Matrixmaterial getränkt und/oder imprägniert. Als Verfahren können ein Harzbad, ein Harzgießen oder ein Einspritzen angewendet werden. Die Imprägnierung kann mit Hilfe von Vakuum erfolgen. Es ist auch möglich, die Endlos-Fasern bzw. den Endlos-Faserschlauch in mehreren Schritten zu tränken und/oder zu imprägnieren. Sind zur Bildung des Matrixmaterials des herzustellenden Faserverbundwerkstoffes mehrere Komponenten erforderlich, beispielsweise Harz und Härter, können die Endlos-Fasern bzw. der Endlos-Faserschlauch mit diesen in einem Verfahrensschritt getränkt werden, was auch separat auf mehrere Verfahrensschritte verteilt sein kann. Der Einfachheit halber wird im Folgenden nur noch der Begriff „Matrixmaterial” für sämtliche zur Bildung des Matrixmaterials erforderlichen Komponenten verwendet. Der Begriff ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen und schließt das getrennte Tränken bzw. Imprägnieren mit einzelnen Komponenten nacheinander und/oder mehrfach nicht aus.In a further embodiment of the invention, the continuous fibers and / or the endless fiber tube are impregnated and / or impregnated with a resin which later forms the matrix material or with a matrix material. As a method, a resin bath, a resin molding or an injection molding may be used. The impregnation can be done by means of vacuum. It is also possible to impregnate the endless fibers or the endless fiber tube in several steps and / or impregnated. If several components are required for forming the matrix material of the fiber composite material to be produced, for example resin and hardener, the endless fibers or the endless fiber hose can be impregnated with these in one process step, which can also be distributed separately over several process steps. For the sake of simplicity, in the following only the term "matrix material" will be used for all components necessary for the formation of the matrix material. However, the term is not intended to be limiting and does not preclude separate impregnation or impregnation with individual components in succession and / or multiple times.

Das Tränken der Endlos-Fasern und/oder des Endlos-Faserschlauchs erfolgt dabei bevorzugt durch Tauchen der Endlos-Fasern oder des Endlos-Faserschlauchs in ein mit Matrixmaterial gefülltes Becken und/oder durch Aufsprühen des Matrixmaterials von außen mittels einer Sprüheinrichtung.The impregnation of the endless fibers and / or the endless fiber tube is preferably carried out by immersing the continuous fibers or the endless fiber tube in a tank filled with matrix material and / or by spraying the matrix material from the outside by means of a spraying device.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung werden die Endlos-Fasern bzw. der Endlos-Faserschlauch bereits während der Geflechtbildung mit Matrixmaterial getränkt oder imprägniert, was bedeutet, dass sie zuvor imprägniert worden sind. Der Endlos-Faserschlauch kann aber auch erst während einer Geflechtbildung zum Flechtzeitpunkt oder nach der Geflechtbildung mit Matrixmaterial getränkt oder imprägniert werden.In a particularly preferred embodiment, the endless fibers or the endless fiber tube are already impregnated or impregnated with matrix material during the braiding process, which means that they have been previously impregnated. However, the endless fiber hose can also be impregnated or impregnated with matrix material only during braiding at the braiding time or after braiding.

Bevorzugt ist das Matrixmaterial ein Thermoplast- oder ein Duroplastpolymer. Dabei können zum Verstärken der Polymermatrixkomponenten Zusätze enthalten sein, wie thermoplastisches Material oder elastomere Materialien. Zu den Thermoplasten zählen Zelluloid, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK) und Polyvinylchlorid (PVC). Faserverstärkte Materialien mit thermoplastischem Matrixmaterial haben gegenüber Duroplasten und Elastomeren den Vorteil, dass sie unter bestimmten Voraussetzungen unter Wärmeeinwirkung nachträglich umformbar oder bearbeitbar sind. Es können aber auch duroplastische Harze, Polyester, Polyurethan, Vinylester und/oder Epoxydharze eingesetzt werden. Weitere Matrixmaterialien oder Matrixsysteme umfassen Keramik, Metall, Geopolymer und eine Mischung von Flüssigkeit/Faser/Pulver.Preferably, the matrix material is a thermoplastic or a thermoset polymer. In this case, additives may be present for reinforcing the polymer matrix components, such as thermoplastic material or elastomeric materials. Thermoplastics include celluloid, acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyamides (PA), polylactate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), Polystyrene (PS), polyetheretherketone (PEEK) and polyvinyl chloride (PVC). Fiber-reinforced materials with thermoplastic matrix material have the advantage over thermosetting plastics and elastomers that they can be subsequently converted or processed under certain conditions under the action of heat. However, it is also possible to use thermosetting resins, polyesters, polyurethanes, vinyl esters and / or epoxy resins. Other matrix materials or matrix systems include ceramic, metal, geopolymer, and a liquid / fiber / powder mixture.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Endlos-Halbzeug für einen Transport und/oder eine Lagerung bereitgestellt. Dazu wird vorzugsweise der Druck im Endlos-Kern abgebaut und das Endlos-Halbzeug aufgerollt und/oder aufgewickelt. In einigen Anwendungsfällen kann es auch vorteilhaft sein, dass Endlos-Halbzeug zu verpacken, beispielsweise in Folie oder Schutzbeuteln, insbesondere wenn der Endlos-Faserschlauch mit Matrixmaterial getränkt ist.In a further embodiment of the invention, the endless semifinished product is provided for transport and / or storage. For this purpose, the pressure is preferably reduced in the endless core and rolled up the endless semi-finished and / or wound up. In some applications, it may also be advantageous to package continuous semi-finished products, for example in film or protective bags, in particular if the endless fiber tube is impregnated with matrix material.

Nach einer Fertigstellung des Endlos-Halbzeugs mit dem um den Endlos-Kern herum angeordneten Endlos-Faserschlauch kann der Druck im Inneren des Endlos-Kerns weiter aufrecht erhalten werden oder aber auch abgelassen werden, so dass das Endlos-Halbzeug für den Transport besonders platzsparend bereitgestellt werden kann.After completion of the continuous semifinished product with the endless fiber tube arranged around the endless core, the pressure in the interior of the endless core can be maintained or even released, so that the endless semifinished product is made particularly space-saving for transport can be.

In einer weiteren Ausgestaltung wird der Endlos-Faserschlauch mit mindestens zwei separaten Geflechtschichten durch ein sogenanntes Überflechten (Quer-Braiding) hergestellt, wobei drei oder auch mehr Schichten vorgesehen sein können. Das nächste oder zweite Flechten erfolgt auf der Außenseite des ersten Geflechts und gegebenenfalls wird ein nächstes oder drittes Geflecht auf der Außenseite des zweiten Geflechts und so weiter ausgebildet. Die Flechtmaschinen sind nacheinander angeordnet.In a further embodiment, the endless fiber tube having at least two separate braid layers is produced by a so-called braiding (transverse braiding), wherein three or more layers may be provided. The next or second braiding takes place on the outside of the first braid and, if necessary, a next or third braid is formed on the outside of the second braid and so on. The braiding machines are arranged one after the other.

Es ist möglich, unidirektionale Fasern einzusetzen, um eine triaxiale Geflechtstruktur für das Halbzeug herzustellen. Dadurch wird die Festigkeit des Materials verbessert.It is possible to use unidirectional fibers to make a triaxial braid structure for the semifinished product. This improves the strength of the material.

Weiter ist es möglich, falls der Kern mit einem zuvor erwähnten Druck beaufschlagt wird, eine Walze oder einen Walzensatz zu verwenden, um den gefüllten Kern bis zum Flechtzeitpunkt zu halten. In einer weiteren Ausgestaltung kann bei der Herstellung des Endlos-Faserschlauchs der gefüllte Kern vom hinteren Ende her mit Druck beaufschlagt werden.Further, if the core is subjected to a pressure mentioned above, it is possible to use a roller or a roller set to hold the filled core until the braiding time. In a further embodiment, in the production of the endless fiber tube, the filled core can be pressurized from the rear end.

Bei einem Pultrusionsverfahren zur Herstellung eines festen, formstabilen Hohlprofils aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere zur Herstellung aus einem zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Endlos-Halbzeug, wird ein Endlos-Faserschlauch zusammen mit einem druckbeaufschlagten Endlos-Kern, der sich im Inneren des Endlos-Faserschlauchs befindet, durch ein temperiertes Formwerkzeug hindurch gefördert bzw. stranggezogen. Dabei wird der Endlos-Faserschlauch mit einem bereitgestellten Matrixmaterial zu einem faserverstärkten Kunststoff verbunden und zu dem Hohlprofil geformt. Der Endloskern ist dabei ein vorbeschriebener, flexibler, schlauchförmiger, aufblasbarer Hohlkörper, der von innen mit Druck beaufschlagt wird und einen Formkern bildet.In a pultrusion process for producing a solid, dimensionally stable hollow profile made of a fiber composite material, in particular for producing from an endless semifinished product according to the invention described above, an endless fiber tube together with a pressurized endless core, which is located inside the continuous fiber tube, promoted or extruded through a tempered mold through. In this case, the endless fiber tube is connected to a provided matrix material to a fiber-reinforced plastic and formed into the hollow profile. The endless core is a prescribed, flexible, tubular, inflatable hollow body, which is pressurized from the inside and forms a mold core.

Der Druck im Inneren des Endlos-Kerns während der Pultrusion, der im Folgenden als Pultrusions-Arbeitsdruck bezeichnet wird, ist dabei bevorzugt größer als ein bei der vorangegangenen Geflechtbildung zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs im Inneren des Endlos-Kerns aufgebrachter Flecht-Arbeitsdruck. Besonders bevorzugt liegt der Pultrusions-Arbeitsdruck im Bereich des Formwerkzeugs im Inneren des Endlos-Kerns um ca. 1 bis 2 bar über dem Flecht-Arbeitsdruck, der während der Geflechtbildung im Inneren des Endlos-Kerns aufgebracht wird bzw. worden ist. Der erforderliche und/oder optimale Pultrusions-Arbeitsdruck ist dabei unter anderem abhängig von den Eigenschaften des verwendeten Endlos-Kerns sowie von den verwendeten Endlos-Fasern, dem eingesetzten Matrixmaterial und den Dimensionen des herzustellenden Hohlprofils. Der Pultrusions-Arbeitsdruck kann aber auch in etwa dem Flecht-Arbeitsdruck entsprechen.The pressure inside the endless core during the pultrusion, which is referred to below as the pultrusion working pressure, is preferably greater than a braided working pressure applied in the preceding braiding for producing the continuous semifinished product inside the endless core. Particularly preferably, the pultrusion working pressure in the region of the molding tool in the interior of the endless core is about 1 to 2 bar above the braiding working pressure which has been or is applied during the braid formation in the interior of the endless core. The required and / or optimum pultrusion working pressure depends, inter alia, on the properties of the endless core used and on the endless fibers used, the matrix material used and the dimensions of the hollow profile to be produced. However, the pultrusion working pressure can also correspond approximately to the braiding working pressure.

Das Matrixmaterial wird bevorzugt durch das Endlos-Halbzeug selbst bereitgestellt, indem das Endlos-Halbzeug einen bereits mit Matrixmaterial getränkten bzw. imprägnierten Endlos-Faserschlauch aufweist. Weist das zu verarbeitende Endlos-Halbzeug keinen mit Matrixmaterial getränkten Endlos-Faserschlauch auf, so kann dieser, wie oben im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs beschrieben, vor dem Eintritt in das Formwerkzeug getränkt bzw. imprägniert werden.The matrix material is preferably provided by the continuous semifinished product itself, in that the endless semifinished product has an endless fiber hose already impregnated or impregnated with matrix material. If the endless semifinished product to be processed does not have an endless fiber hose impregnated with matrix material, it can be impregnated or impregnated prior to entry into the mold, as described above in connection with the method for producing the continuous semifinished product.

Alternativ oder zusätzlich kann die Bereitstellung des Matrixmaterials auch erfolgen, indem das Matrixmaterial unmittelbar in das Formwerkzeug eingebracht wird. Dies kann je nach Erfordernis durch Überdruckspritzgießen und Vakuumunterstützung erfolgen. In manchen Fällen kann so das vorherige Tränken des Endlos-Halbzeugs bzw. des Endlos-Faserschlauchs entfallen.Alternatively or additionally, the provision of the matrix material can also take place by the matrix material being introduced directly into the molding tool. This can be done as required by over-pressure injection molding and vacuum assist. In some cases, the previous impregnation of the continuous semifinished product or of the endless fiber tube can thus be dispensed with.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Formwerkzeug beheizt, bei Bedarf ist jedoch auch eine Kühlung möglich. Dazu kann das Formwerkzeug bevorzugt durch induktives Heizen oder mittels Öl auf die gewünschte Temperatur temperiert werden. Alternativ kann eine Erwärmung durch eine Gasheizeinrichtung, eine Infrarot(IR)-Heizeinrichtung oder eine Mikrowellenheizeinrichtung, durch die Anwendung eines heißen Mediums, wie Wasser, Luft oder ein beliebiges anderes Gas, erfolgen. Es ist auch denkbar, mehrere nacheinander angeordnete Formwerkzeuge vorzusehen. Diese können auch unterschiedlich temperiert sein, sodass das Aushärten des Matrixmaterials auch auf mehrere Formwerkzeuge verteilt sein kann. Es ist auch möglich das Matrixmaterial aufgeheizt zuzuführen und/oder das Matrixmaterial über eine Heizform zuzuführen und im Formwerkzeug abzukühlen.In an advantageous embodiment, the mold is heated, but if necessary, cooling is possible. For this purpose, the mold can preferably be tempered by inductive heating or by means of oil to the desired temperature. Alternatively, heating may be accomplished by a gas heater, an infrared (IR) heater, or a microwave heater, by the application of a hot medium, such as water, air, or any other gas. It is also conceivable to provide a plurality of successively arranged molding tools. These can also be tempered differently, so that the curing of the matrix material can also be distributed over a plurality of molds. It is also possible to supply the matrix material heated and / or to supply the matrix material via a heating mold and to cool it in the mold.

Nach Bedarf kann ein Vorwärmen vor dem Formwerkzeug erfolgen und am bearbeiteten Produkt kann nach dem Ausformen eine Wärmenachbehandlung durchgeführt werden.If necessary, a preheating can be done in front of the mold and the processed product can be carried out after shaping a post-heat treatment.

Dann sollte das Halbzeug nach dem Erwärmen und Härten erneut abgekühlt werden. Dies kann unter Verwendung von Wasser, Luft oder einem anderen Gas, durch Peltier-Elemente oder durch ein Gasvakuum erfolgen.Then the semi-finished product should be cooled again after heating and curing. This can be done using water, air or another gas, by Peltier elements or by a gas vacuum.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Formgebung des herzustellenden Hohlprofils auch unter zusätzlichem Druck erfolgen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Formwerkzeug derart ausgebildet, dass ein Pressdruck auf das herzustellende Hohlprofil aufgebracht werden kann. Dieser ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung jedoch nicht so groß, dass der Pultrusions-Arbeitsdruck im inneren des Endlos-Kerns nicht mehr ausreicht, um eine stabile Form des Kerns sicherzustellen.In an advantageous embodiment, a shaping of the hollow profile to be produced can also take place under additional pressure. In an advantageous embodiment, the molding tool is designed such that a pressing pressure can be applied to the hollow profile to be produced. However, this is not so great in an advantageous embodiment that the pultrusion working pressure in the interior of the endless core is no longer sufficient to ensure a stable shape of the core.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird zum Verbinden des Endlos-Faserschlauchs mit dem Matrixmaterial zu dem Hohlprofil eine äußerste Schicht des Endlos-Kerns aufgeschmolzen und diese von innen in den Endlos-Faserschlauch eingedrückt. Zu diesem Zweck weist der Endlos-Kern eine äußerste Schicht auf, die zumindest teilweise des Matrixmaterials bildet. Bevorzugt ist diese äußerste Schicht dabei thermoplastisch. Die Bereitstellung des Matrixmaterials kann also auch durch den Endlos-Kern erfolgen. Durch die Verwendung eines derartigen Endlos-Kerns kann so in einigen Fällen das Tränken bzw. Imprägnieren der Endlos-Fasern bzw. des Endlos-Faserschlauchs mit Matrixmaterial entfallen, da das Matrixmaterial durch den Endlos-Kern selbst bereit gestellt werden kann. Es ist auch nicht erforderlich das Matrixmaterial im Formwerkzeug zuzuführen. Allerdings ist es durchaus möglich, zusätzlich zu der äußersten Schicht aus bzw. mit Matrixmaterial zusätzliches Matrixmaterial durch Tränken, Aufsprühen oder Einbringen in das Formwerkzeug aufzubringen. Werden die Endlos-Fasern in die äußerste Schicht des Endlos-Kerns eingedrückt und mit dieser zu dem herzustellenden Hohlprofil verbunden, ist der Endlos-Kern in diesem Fall als verlorener Kern ausgebildet und verbleibt im Profil, da er mit den Endlos-Fasern verschmilzt bzw. diese im Endlos-Kern eingebettet werden.In a preferred embodiment of the invention, for connecting the endless Fiber tube with the matrix material to the hollow profile, an outermost layer of the endless core melted and pressed from the inside into the endless fiber tube. For this purpose, the endless core has an outermost layer which at least partially forms the matrix material. This outermost layer is preferably thermoplastic. The provision of the matrix material can therefore also be effected by the endless core. Thus, in some cases, the use of such an endless core eliminates the need for soaking or impregnating the continuous filament or continuous fibrous tubing with matrix material since the matrix material can be provided by the filament core itself. It is also not necessary to supply the matrix material in the mold. However, it is quite possible, in addition to the outermost layer of or with matrix material to apply additional matrix material by soaking, spraying or introduction into the mold. If the endless fibers are pressed into the outermost layer of the endless core and connected with this to be produced hollow profile, the endless core is formed in this case as a lost core and remains in the profile, since it merges with the continuous fibers or these are embedded in the infinite core.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird zum Eindrücken der Endlos-Fasern in die äußerste Schicht des Endlos-Kerns der Pultrusions-Arbeitsdruck erhöht, bis der Endlos-Kern auf ein gewünschtes Maß „aufgeblasen” ist. Vorzugsweise beträgt die Druckerhöhung deutlich mehr als 1 bar, insbesondere ungefähr 5 bis 10 bar von der Druckluftleitung oder noch höher bis zu 160 bar oder sogar 200 bar von Gasflaschen. Bevorzugt erfolgt das Eindrücken des Endlos-Faserschlauchs dabei nicht über die gesamte Länge des Endlos-Faserschlauchs bzw. des Endlos-Halbzeugs, sondern vielmehr nur im Bereich des Formwerkzeugs.In a preferred embodiment, to press the continuous fibers into the outermost layer of the continuous core, the pultrusion working pressure is increased until the continuous core is "inflated" to a desired level. Preferably, the pressure increase is significantly more than 1 bar, in particular about 5 to 10 bar of the compressed air line or even higher up to 160 bar or even 200 bar of gas cylinders. Preferably, the indentation of the endless fiber tube does not take place over the entire length of the endless fiber tube or of the continuous semifinished product, but rather only in the region of the molding tool.

Das Endlos-Halbzeug kann entweder kontinuierlich durch das Formwerkzeug hindurch gezogen werden, so dass es kontinuierlich aushärtet, dies kann aber auch taktend erfolgen und/oder kombiniert. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Pultrusionsverfahren getaktet durchgeführt und der Endlos-Faserschlauch zusammen mit dem sich im Inneren des Endlos-Faserschlauchs befindlichen druckbeaufschlagten Endlos-Kern im Taktbetrieb in das Formwerkzeug hinein, hindurch und wieder hinaus gezogen bzw. gefördert. Werden mehrere Formwerkzeuge verwendet, kann es sinnvoll sein, den Endlos-Faserschlauch mit dem Endlos-Kern bzw. das Endlos-Halbzeug durch einige Formwerkzeuge im Taktbetrieb hindurchzufördern und durch andere kontinuierlich. Während es nämlich bei der Geflechtbildung mit den Fasern schwierig wäre, ein taktendes Verfahren durchzuführen, ist es beim Formen leichter.The continuous semi-finished product can either be pulled continuously through the molding tool, so that it hardens continuously, but this can also be done clocking and / or combined. In a preferred embodiment of the invention, the pultrusion process is performed clocked and pulled the endless fiber tube together with the located inside the endless fiber tube pressurized endless core in the cycle operation in the mold into, through and out again or promoted. If several molds used, it may be useful to hindurchzufördern the endless fiber tube with the endless core or the continuous semi-finished by some molds in the cycle mode and by others continuously. Namely, while it would be difficult to perform a clocking process when braiding with the fibers, it is easier to mold.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird das erzeugte Hohlprofil nach einem Austritt aus dem Formwerkzeug an einer Trennstelle auf eine definierte Länge abgelängt. Das Hohlprofil und/oder der Endlos-Kern können durch Schneiden, Sägen, oder dergleichen abgelängt werden. Es können eine Säge, ein Messer, eine Klinge, ein Laser, ein Wasserstrahl, ein Rohrschneider, eine zweistufige Schneideinrichtung sowie ein zweistufiges Schneiden durch teilweises Schneiden und danach Auseinanderziehen angewendet werden.In one embodiment of the invention, the hollow profile produced is cut to a defined length after leaving the mold at a separation point. The hollow profile and / or the endless core can be cut to length by cutting, sawing or the like. A saw, a knife, a blade, a laser, a water jet, a pipe cutter, a two-stage cutter and a two-stage cutting by partial cutting and then pulling apart may be used.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird nach dem Ablängen des Hohlprofils auch der Endlos-Kern abgelängt, vorzugsweise im Bereich der Trennstelle wie das Hohlprofil, insbesondere an der gleichen Trennstelle. Dabei wird durch das Ablängen des Endlos-Kerns ein neues vorderes Schlauchende des Endlos-Kerns gebildet bzw. ein neues vorderes Ende des Endlos-Halbzeugs.In one embodiment of the invention, after cutting the hollow profile to length, the endless core is also cut to length, preferably in the region of the separation point like the hollow profile, in particular at the same separation point. In this case, by cutting to length of the endless core, a new front hose end of the endless core is formed or a new front end of the endless semifinished product.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Endlos-Kern vor seinem Ablängen im Bereich der Trennstelle auf einer dem Formwerkzeug zugewandten Seite druckdicht verschlossen, besonders bevorzugt auf beiden Seiten von der Trennstelle.In a preferred embodiment, before its cutting to length in the region of the separation point, the endless core is pressure-tightly sealed on a side facing the molding tool, particularly preferably on both sides of the separation point.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erfolgt das Ablängen in einer Druckkammer, wobei der Druck in der Druckkammer mindestens so hoch ist wie der Pultrusions-Arbeitsdruck im Inneren des Endlos-Kerns im Bereich des Formwerkzeugs. Auf diese Weise kann ein Druckverlust im Inneren des Kerns vermieden werden, da der Umgebungsdruck höher ist.In a further preferred embodiment, the cutting is carried out in a pressure chamber, wherein the pressure in the pressure chamber is at least as high as the pultrusion working pressure in the interior of the endless core in the region of the molding tool. In this way, a pressure loss inside the core can be avoided, since the ambient pressure is higher.

Durch das Ablängen kann das hergestellte, feste, formstabile Hohlprofil auf eine gewünschte, vordefinierte Länge gebracht werden. Wird der Endlos-Kern einfach abgelängt, ohne dass zusätzliche Maßnahmen zur Aufrechterhaltung des Drucks im Inneren des Endlos-Kerns getroffen werden, kann der Druck im Inneren des Endlos-Kerns entweichen und der Endlos-Kern kann zusammenfallen. Dabei kann sowohl der Teil des Endlos-Kerns in dem fertigen, abgelängten vorderen Teil des Hohlprofils zusammenfallen als auch der Teil des Endlos-Kerns im restlichen, hinteren Teil des Endlos-Halbzeugs bzw. des Endlos-Faserschlauchs. Dabei ist das Zusammenfallen des Endlos-Kerns im fertig hergestellten, vorderen Hohlprofil für ein einfaches Entnehmen des Endlos-Kerns aus dem Hohlprofil vorteilhaft, während der Druckverlust im übrigen Endlos-Kern nicht gewünscht ist.By cutting to length, the produced, solid, dimensionally stable hollow profile can be brought to a desired, predefined length. If the endless core is simply cut to length without additional pressure being taken inside the endless core, the pressure inside the endless core may escape and the endless core may collapse. In this case, both the part of the endless core in the finished cut to length front part of the hollow profile coincide as well as the part of the endless core in the remaining, rear part of the continuous semi-finished product or of the endless fiber tube. In this case, the coincidence of the endless core in the finished, front hollow profile for a simple removal of the endless core from the hollow profile is advantageous, while the pressure loss in the rest of the endless core is not desired.

Um den Druckverlust zu vermeiden und den Pultrusions-Arbeitsdruck aufrecht zu erhalten, wird der Endlos-Kern in einer bevorzugten Ausgestaltung vor seinem Ablängen vor der Trennstelle druckdicht verschlossen, bevorzugt durch Abklemmen, Abdrücken, Zusammendrücken oder Abbinden. Alternativ kann der Endlos-Kern nach dem Ablängen an seinem neuen vorderen Schlauchende wieder druckdicht verschlossen werden und danach erneut mit dem Pultrusions-Arbeitsdruck beaufschlagt werden. Es kann die Möglichkeit vorgesehen sein, im Bereich der Trennstelle einen Verschluss einzusetzen oder zu aktivieren, d. h. einen expandierenden Schaum in einer Länge von 50 mm einzuspritzen und diesen durchzuschneiden, um eine Abdichtung zu beiden Seiten des Verschlusses auszubilden.In order to avoid the pressure loss and to maintain the pultrusion working pressure, the endless core is sealed in a pressure-tight manner prior to its cutting to length before the separation point, preferably by clamping, Press, compress or bind. Alternatively, the endless core after cutting to its new front end of the hose can be closed again pressure-tight and then re-pressurized with the pultrusion. It may be possible to use or activate a closure in the area of the separation point, ie to inject and cut through an expanding foam having a length of 50 mm, in order to form a seal on both sides of the closure.

Ein erfindungsgemäßes Endlos-Halbzeug für die Verarbeitung zu einem festen, formstabilen Hohlprofil aus Faserverbundwerkstoff mittels Pultrusion ist durch ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt worden und weist einen Endlos-Kern und einen den Endlos-Kern umgebenden, vorzugsweise flexiblen, Endlos-Faserschlauch auf. Dabei ist der Endlos-Kern ein flexibler, schlauchförmiger, aufblasbarer Hohlkörper, der von innen mit Druck beaufschlagbar ist.An inventive continuous semi-finished product for processing into a solid, dimensionally stable hollow profile made of fiber composite material by pultrusion has been produced by a previously described inventive method and has an endless core and the endless core surrounding, preferably flexible, endless fiber hose. Here, the endless core is a flexible, tubular, inflatable hollow body, which can be acted upon from the inside with pressure.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Endlos-Faserschlauch Endlos-Fasern mit Matrixmaterial auf, insbesondere Verstärkungsfasern, die einen Volumenanteil von 10% bis 70% an einem Gesamt-Faservolumen des Endlos-Faserschlauchs, bezogen auf das fertige ausgehärtete Bauelement oder Teil bilden. Mit anderen Worten, bevorzugte thermoplastische Endlos-Fasern bilden 10% bis 70% des Faservolumens beim ausgehärteten Endprodukt.In a preferred embodiment of the invention, the endless fiber tube comprises endless fibers with matrix material, in particular reinforcing fibers, which constitute a volume fraction of 10% to 70% of a total fiber volume of the continuous fiber tube, based on the finished cured component or part. In other words, preferred continuous thermoplastic fibers constitute 10% to 70% of the fiber volume of the final cured product.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Endlos-Kern ein endlosen, elastischen Schlauch mit einem vorderen und hinteren Schlauchende auf und die Schlauchenden und/oder ein vorderer bzw. hinterer Schlauchbereich sind druckdicht verschließbar. Insbesondere ist der Schlauch dazu ausgebildet, dass er in seinem Inneren mit Drücken wie zuvor angegeben beaufschlagt werden kann, die zur Geflechtbildung bei der Herstellung des Endlos-Halbzeugs und/oder zur Formgebung des Hohlprofils während der Pultrusion erforderlich sind, insbesondere zum Aufblasen des Endlos-Kerns auf ein gewünschtes Maß.In a preferred embodiment of the invention, the endless core has an endless, elastic hose with a front and rear hose end and the hose ends and / or a front or rear hose area can be closed pressure-tight. In particular, the tube is designed so that it can be pressurized in its interior with pressures as indicated above, which are required for braiding in the production of the continuous semifinished product and / or for shaping the hollow profile during the pultrusion, in particular for inflating the endless Kerns to a desired degree.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Schlauch luftdicht oder gasdicht verschließbar, so dass er in einem dicht verschlossenen Zustand, beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch, mit Druck beaufschlagt werden kann. Bevorzugt ist der Schlauch temperaturbeständig, besonders bevorzugt in einem Bereich von ca. 10°C bis 200°C. Dabei sollte der Schlauch so temperaturbeständig sein, dass er mindestens die Temperaturen unbeschadet übersteht, die zur Aushärtung des Matrixmaterials während des Pultrusionsverfahrens erforderlich sind. Die Temperaturbeständigkeit sollte also über der Aushärtetemperatur des eingesetzten Matrixmaterials liegen.In a preferred embodiment, the tube is hermetically sealed or gas-tight, so that it can be pressurized in a tightly closed state, for example pneumatically or hydraulically. Preferably, the tube is temperature resistant, more preferably in a range of about 10 ° C to 200 ° C. In doing so, the tube should be so temperature-resistant that it can withstand at least the temperatures required to harden the matrix material during the pultrusion process. The temperature resistance should therefore be above the curing temperature of the matrix material used.

Der Schlauch kann an beiden Schlauchenden offen ausgebildet sein, wenn die Schlauchenden jeweils durch einen Verschlussmechanismus druckdicht verschlossen werden können, bevorzugt durch Abklemmen, Abdrücken oder Abbinden. Der Schlauch kann aber auch mindestens ein geschlossenes Schlauchende aufweisen.The hose can be designed to be open at both ends of the hose if the hose ends can each be pressure-tightly closed by a closing mechanism, preferably by clamping, pressing or setting. The hose can also have at least one closed hose end.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Endlos-Kern eine Antihaft-Schicht an seiner Außenseite auf, die ein Anhaften des Matrixmaterials an dieser Schicht vermindert bzw. verhindert. Dabei enthält die Antihaft-Schicht vorzugsweise Silikon und/oder PTFE bzw. besteht daraus.In a further embodiment of the invention, the endless core on a non-stick layer on its outer side, which reduces or prevents adhesion of the matrix material to this layer. In this case, the non-stick layer preferably contains silicone and / or PTFE or consists thereof.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Endlos-Kern eine klebfreie (nicht haftende) Oberfläche auf, die durch eine entsprechende Ausgestaltung der Oberflächenenergie ausgebildet ist, und kann bevorzugt ein Schlauch aus Silikon oder PTFE sein, wobei ein solcher Schlauch zum Beispiel auch ein nicht haftendes Material wie PTFE enthalten oder damit beschichtet sein kann oder mit einer Beschichtung versehen sein kann, die PTFE enthält. Es ist auch möglich Partikel aus PTFE oder ähnlichem Material in das Matrixmaterial einzubetten.In a further embodiment, the endless core has a tack-free (non-adhesive) surface, which is formed by a corresponding design of the surface energy, and may preferably be a tube made of silicone or PTFE, such a tube, for example, also a non-adhesive material such as PTFE, or may be coated therewith, or provided with a coating containing PTFE. It is also possible to embed particles of PTFE or similar material in the matrix material.

In einer weiteren Ausgestaltung kann der Endlos-Kern mit einer transferierbaren Beschichtung überzogen sein, die an der Innenfläche des herzustellenden Hohlprofils aufgebracht ist. Eine solche Beschichtung kann aufgebracht werden, um die Oberflächeneigenschaften und die Funktionalität der Innenfläche des herzustellenden Hohlprofils zu verbessern. Eine solche Beschichtung kann verschleiß- oder korrosionsbeständige Komponenten, antimikrobielle und/oder bewuchshemmende Wirkstoffe beinhalten.In a further embodiment, the endless core can be coated with a transferable coating, which is applied to the inner surface of the hollow profile to be produced. Such a coating can be applied to improve the surface properties and functionality of the inner surface of the hollow profile to be produced. Such a coating may include wear or corrosion resistant components, antimicrobial and / or antifouling agents.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Endlos-Kern eine äußerste Schicht auf, die zumindest teilweise das Matrixmaterial bildet. Dabei ist die äußerste Schicht vorzugsweise thermoplastisch. Durch die Verwendung eines solchen Endlos-Kerns kann in einigen Fällen die zusätzliche Bereitstellung von Matrixmaterial entfallen. Wie zuvor bereits beschrieben worden ist, können bei Verwendung eines solchen Endlos-Kerns zur Herstellung des Hohlprofils aus Faserverbundwerkstoff die Endlos-Fasern in die äußerste Schicht des Endlos-Kerns eingedrückt und mit dieser zu dem herzustellenden Hohlprofil verbunden werden.In a preferred embodiment of the invention, the endless core has an outermost layer which at least partially forms the matrix material. In this case, the outermost layer is preferably thermoplastic. The use of such an endless core may in some cases eliminate the additional provision of matrix material. As has already been described, when using such an endless core for the production of the hollow profile made of fiber composite material, the endless fibers can be pressed into the outermost layer of the endless core and connected with this to the hollow profile to be produced.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs zur Weiterverarbeitung mittels eines Pultrusionsverfahrens ist zur Durchführung des zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Endlos-Halbzeugs ausgebildet.A device according to the invention for producing an endless semifinished product for further processing by means of a pultrusion process is suitable for carrying out the previously described inventive method for producing the above-described, continuous semi-finished product according to the invention formed.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Druckbeaufschlagungseinrichtung auf zum Druckbeaufschlagen des schlauchförmigen Endlos-Kerns mit Druck in seinem Inneren. Vorzugsweise ist die Druckbeaufschlagungseinrichtung dazu ausgebildet, den Druck vor einem Geflechtbildungsbereich in den Endlos-Kern einzuleiten, insbesondere über das hintere Schlauchende des Endlos-Kerns. Es ist alternativ und/oder zusätzlich aber auch denkbar, den Druck vom vorderen Schlauchende her aufzubringen.In a preferred embodiment of the invention, the device comprises a pressurizing device for pressurizing the tubular endless core with pressure in its interior. Preferably, the pressurizing means is adapted to introduce the pressure in front of a braid forming region in the endless core, in particular via the rear end of the tube of the endless core. It is alternatively and / or additionally also conceivable to apply the pressure from the front end of the hose.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung mindestens eine Verschlusseinrichtung zum druckdichten Verschließen des Endlos-Kerns auf. Diese ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Endlos-Kern nach dem Geflechtbildungsbereich druckdicht verschlossen werden kann, insbesondere wenn das vordere Ende des Endlos-Kerns kein geschlossenes Ende ist.In a further preferred embodiment of the invention, the device has at least one closure device for the pressure-tight sealing of the endless core. This is preferably designed such that the endless core can be pressure-tightly closed after the braid-forming region, in particular if the front end of the endless core is not a closed end.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung zwei Verschlusseinrichtungen auf, wobei die Druckbeaufschlagungseinrichtung eine Verschlusseinrichtung bildet und das hintere Schlauchende durch die Druckbeaufschlagungseinrichtung druckdicht verschlossen werden kann.In a particularly preferred embodiment, the device has two closure devices, wherein the pressurization device forms a closure device and the rear end of the hose can be pressure-tightly closed by the pressurization device.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine bereits vorgenannte Ablängeinrichtung zum Ablängen des Endlos-Halbzeugs auf.In a preferred embodiment of the invention, the device has an already mentioned cutting device for cutting the continuous semifinished product.

Eine erfindungsgemäße Pultrusionsvorrichtung zur Herstellung eines Hohlprofils aus fasererstärktem Kunststoff, insbesondere zur Herstellung aus einem zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Endlos-Halbzeug, ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Pultrusionsverfahrens ausgebildet.A pultrusion device according to the invention for producing a hollow profile made of fiber-reinforced plastic, in particular for the production of a previously described endless semi-finished product according to the invention, is designed to carry out the pultrusion process according to the invention.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung ein Formwerkzeug auf, insbesondere ein temperierbares Formwerkzeug, durch das der Endlos-Faserschlauch zusammen mit dem druckbeaufschlagten Endlos-Kern hindurch förderbar ist bzw. durch das das Endlos-Halbzeug stranggezogen (pultrudiert) werden kann. Dabei weist das Formwerkzeug zur Formgebung einer Hohlprofil-Außenkontur eine entsprechende korrespondierende Formwerkzeug-Innenkontur auf.In a preferred embodiment, the device has a molding tool, in particular a temperature-controlled molding tool, through which the endless fiber hose can be conveyed together with the pressurized endless core or through which the continuous semi-finished product can be pultruded. In this case, the molding tool for shaping a hollow profile outer contour on a corresponding corresponding molding tool inner contour.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Pultrusionsvorrichtung eine Druckbeaufschlagungseinrichtung zum Druckbeaufschlagen des schlauchförmigen Endlos-Kerns in seinem Inneren auf, wobei vorzugsweise die Druckbeaufschlagungseinrichtung dazu ausgebildet ist, den Druck vor dem Formwerkzeug in den Endlos-Kern einzuleiten. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann durch die Druckbeaufschlagungseinrichtung ein Pultrusions-Arbeitsdruck von 1 bar bis zu 160 bar aufgebracht werden.In a further embodiment of the invention, the pultrusion device comprises a pressurizing device for pressurizing the tubular endless core in its interior, wherein preferably the pressurizing device is adapted to initiate the pressure in front of the mold in the endless core. In a preferred embodiment, a pultrusion working pressure of 1 bar up to 160 bar can be applied by the pressurizing device.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Pultrusionsvorrichtung mindestens eine Verschlusseinrichtung zum druckdichten Verschließen des Endlos-Kerns auf. Dabei ist die Verschlusseinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet, den Endlos-Kern nach dem Formwerkzeug, also in Vorschubrichtung hinter dem Formwerkzeug, druckdicht zu verschließen und/oder wieder zu verschließen.In a further preferred embodiment of the invention, the pultrusion device has at least one closure device for the pressure-tight sealing of the endless core. In this case, the closure device is preferably designed to close the endless core after the mold, ie in the feed direction behind the mold, pressure-tight and / or close again.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Pultrusionsvorrichtung eine bereits vorgenannte Ablängeinrichtung auf zum Ablängen des Hohlprofils und/oder des Endlos-Kerns an einer Trennstelle, vorzugsweise als Sägeeinrichtung. Bevorzugt wird das zuvor fertig gestellte Hohlprofil dabei auf eine vordefinierte Länge abgelängt. Mittels dieser Ablängeinrichtung kann nach dem Austritt aus dem Formwerkzeug das Hohlprofil und/oder der Endlos-Kern auf eine definierte Länge abgelängt werden.In a further embodiment of the invention, the pultrusion device has an abovementioned cutting device for cutting the hollow profile and / or the endless core to a cutting point, preferably as a sawing device. Preferably, the previously completed hollow profile is cut to a predefined length. By means of this cutting device, the hollow profile and / or the endless core can be cut to a defined length after leaving the mold.

Das Wiederverschließen des Endlos-Kerns ist insbesondere von Bedeutung, wenn der Endlos-Kern nach dem Austritt aus dem Formwerkzeug abgelängt wird, ohne vorher zwischen der Trennstelle und dem Formwerkzeug druckdicht verschlossen worden zu sein. Um den abgelängten und damit offenen und drucklosen Endlos-Kern für den weiteren Pultrusionsprozess in seinem Inneren erneut mit Druck beaufschlagen zu können, muss der Endlos-Kern bzw. das neue vordere Ende des Endlos-Kerns erst wieder verschlossen werden.The resealing of the endless core is of particular importance when the endless core is cut to length after exiting the mold without having previously been pressure sealed between the separation point and the mold. In order to be able to pressurize the cut-to-length and therefore open and unpressurised endless core for the further pultrusion process in its interior, the endless core or the new front end of the endless core must first be closed again.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Ablängeinrichtung dazu ausgebildet, das Hohlprofil abzulängen, ohne dabei den Endlos-Kern derart zu beschädigen, dass sich der Druck im Inneren des Endlos-Kerns wesentlich verringert, vorzugsweise ohne dass der Druck um mehr als 0,5 bar abfällt. Mit einer solchen Ablängeinrichtung ist es möglich, das außen um den Endlos-Kern herum angeordnete feste, formstabile Hohlprofil zu trennen bzw. abzulängen, ohne den Endlos-Kern abzulängen. Dadurch kann der Druck im Inneren des Endlos-Kerns, insbesondere der Pultrusions-Arbeitsdruck, weiterhin aufrecht erhalten werden und ein Wiederverschließen des Endlos-Kerns im Bereich der Trennstelle ist nicht erforderlich.In a further embodiment, the lengthening device is designed to cut off the hollow profile without damaging the endless core in such a way that the pressure in the interior of the endless core is substantially reduced, preferably without the pressure dropping by more than 0.5 bar , With such a length-cutting device, it is possible to separate or cut the outside, fixed around the endless core around solid, dimensionally stable hollow profile, without cutting the endless core. As a result, the pressure inside the endless core, in particular the pultrusion working pressure, can continue to be maintained and resealing of the endless core in the area of the separation point is not necessary.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Pultrusionsvorrichtung eine Druckkammer auf, welche um die Trennstelle herum bzw. um die Pultrusionsvorrichtung im Bereich der Trennstelle herum angeordnet ist. Die Druckkammer ist dazu ausgebildet, einen Druck von außen auf den Endlos-Kern und/oder das Hohlprofil aufzubringen, der mindestens so groß ist wie der Pultrusions-Arbeitsdruck im Inneren des Endlos-Kerns, so dass ein Druckabbau und/oder ein Druckabfall auf einen Druck unterhalb des Pultrusions-Arbeitsdruckes nahezu vermieden werden kann.In a particularly preferred embodiment, the pultrusion device to a pressure chamber, which around the separation point or around the pultrusion device in the region of Separation point is arranged around. The pressure chamber is adapted to apply a pressure from the outside to the endless core and / or the hollow profile, which is at least as large as the pultrusion working pressure inside the endless core, so that a pressure reduction and / or a pressure drop to a Pressure below the pultrusion working pressure can be almost avoided.

Sofern der Endlos-Kern nicht als verlorener Kern in die Endlos-Fasern bzw. den Endlos-Faserschlauch eingedrückt worden ist, kann das abgelängte bzw. abgetrennte fertige Hohlprofil vom vorderen Ende des Endlos-Kerns entfernt, vorzugsweise abgezogen werden, so dass der Endlos-Kern im Bereich der Trennstelle zum druckdichten Verschließen zugänglich wird. Anstatt das abgetrennte Hohlprofil vollständig vom Endlos-Kern zu entfernen, kann es in manchen Fällen auch ausreichend sein, den abgelängten Teil des Hohlprofils durch Verschieben entlang des Endlos-Kerns von der Trennstelle zu beabstanden, um den Endlos-Kern im Bereich der Trennstelle zum Verschließen zugänglich zu machen.If the endless core has not been pressed into the endless fibers or the endless fiber tube as a lost core, the cut or finished hollow profile can be removed from the front end of the endless core, preferably drawn off, so that the endless core Core is accessible in the region of the separation point for pressure-tight sealing. Instead of completely removing the severed hollow profile from the endless core, in some cases it may also be sufficient to space the cut-to-length portion of the hollow profile from the separation point by sliding along the endless core to close the endless core in the region of the separation point to make accessible.

In einem zweiten Schritt kann der Endlos-Kern im Bereich der Trennstelle druckdicht verschlossen werden, vorzugsweise durch Abklemmen, Abdrücken oder Abbinden, insbesondere auf der dem Formwerkzeug zugewandten Seite der Trennstelle. Ist der Endlos-Kern im Bereich der Trennstelle zwischen dem Formwerkzeug und der Trennstelle druckdicht verschlossen, kann auch der Endlos-Kern an der Trennstelle abgelängt werden, ohne das es zu einem deutlichen Druckverlust im Inneren des Endlos-Kerns kommt. Der Endlos-Kern kann auch auf beiden Seiten der Trennstelle vor dem Ablängen des Endlos-Kerns jeweils druckdicht verschlossen werden, wobei in diesem Fall das Ablängen bevorzugt dazwischen erfolgt. Es kann aber auch vorteilhaft sein, den Endlos-Kern nur zwischen dem Formwerkzeug und der Trennstelle druckdicht zu verschließen, sodass der Druck im abzulängenden Teil des Endlos-Kerns abgebaut wird, und der Endlos-Kern in diesem Teil in sich zusammenfallen kann, so dass er einfach aus dem abgelängten, fertigen Hohlprofil entnommen werden kann.In a second step, the endless core can be closed pressure-tight in the region of the separation point, preferably by clamping, pressing or setting, in particular on the side of the separation point facing the molding tool. If the endless core in the region of the separation point between the mold and the separation point sealed pressure-tight, and the endless core can be cut to length at the separation point, without causing a significant pressure drop inside the endless core. The endless core can also be pressure-tightly sealed on both sides of the separation point prior to cutting the endless core, in which case the cutting preferably takes place therebetween. But it may also be advantageous to close the endless core pressure-tight only between the mold and the separation point, so that the pressure in abzulängenden part of the endless core is reduced, and the endless core can coincide in this part in itself, so that it can be easily removed from the cut, finished hollow profile.

Eine Herausforderung bei der Herstellung von Hohlprofilen mittels der aus dem Stand der Technik bekannten Flechtpultrusionsverfahren ist es, einen kontinuierlich arbeitenden Herstellungsprozess bereitzustellen, mit dem eine ausreichende Anzahl von Verbundbauteilen in höchster Qualität, insbesondere in Form von Endlos-Profilen oder Profilen in variabler Länge je nach Bedarf herstellbar sind, und bei denen zugleich eine hinreichend sichere reproduzierbare Maßhaltigkeit sowie homogene Materialeigenschaften der Endprodukte gegeben ist.A challenge in the production of hollow profiles by means of the braided pultrusion process known from the prior art is to provide a continuous manufacturing process with which a sufficient number of composite components of the highest quality, in particular in the form of endless profiles or profiles in variable length depending Demand can be produced, and in which at the same time a sufficiently safe reproducible dimensional stability and homogeneous material properties of the final products is given.

Insbesondere bei der Herstellung von Hohlprofilen kann es zu unterschiedlich starken Verquetschungen oder unterschiedlicher Reckung des Fasermaterials beim Hindurchziehen durch das Formwerkzeug kommen, bedingt durch große Toleranzen der Faserdurchmesser der verwendeten Faserwerkstoffe, die bei Verwendung eines massiven Kerns nicht ausgeglichen werden können. Mit den erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen können diese Probleme vermieden werden. Durch die Verwendung eines flexiblen, schlauchförmigen, aufblasbaren Endlos-Kerns können die großen Toleranzen der Faserdurchmesser während des Pultrusionsprozesses im Formwerkzeug ausgeglichen werden, da der Endlos-Kern eine hierfür ausreichende Nachgiebigkeit aufweist. Somit kann die Gefahr von unterschiedlichen Verquetschungen und/oder unterschiedlicher Reckung der einzelnen Fasern deutlich reduziert werden und die Homogenität der Materialeigenschaften des Faserverbundwerkstoffes und damit des Hohlprofils deutlich verbessert werden. Insbesondere kann die Gefahr von inhomogenen Materialeigenschaften, insbesondere von lokal unterschiedlichen Festigkeiten, innerhalb des Hohlprofils reduziert werden. Dies ist gerade im Leichtbau von zentraler Bedeutung.In particular, in the production of hollow profiles, it can lead to different degrees of squeezing or different stretching of the fiber material when pulled through the mold, due to large tolerances of the fiber diameter of the fiber materials used, which can not be compensated when using a solid core. With the methods and devices according to the invention these problems can be avoided. By using a flexible tubular inflatable endless core, the large tolerances of the fiber diameter can be compensated during the pultrusion process in the mold, since the endless core has sufficient flexibility for this purpose. Thus, the risk of different squeezing and / or different stretching of the individual fibers can be significantly reduced and the homogeneity of the material properties of the fiber composite material and thus of the hollow profile can be significantly improved. In particular, the risk of inhomogeneous material properties, in particular of locally different strengths, can be reduced within the hollow profile. This is especially important in lightweight construction.

Des Weiteren können mit den erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen sowie dem erfindungsgemäßen Endlos-Halbzeug Probleme des Standes der Technik insbesondere hinsichtlich der Prozessstabilität deutlich reduziert werden. Für qualitativ hochwertige Ergebnisse ist es für beide Prozessabschnitte, die Geflechtbildung und das eigentliche Pultrusionsverfahren, von entscheidender Bedeutung, jeweils einen möglichst kontinuierlichen Prozess sicherzustellen, der möglichst selten angehalten bzw. unterbrochen werden muss, um Einlauf- bzw. Einschwingzeiten und damit Ausschuss zu reduzieren. Dadurch, dass das erfindungsgemäße Endlos-Halbzeug eine Trennung von Geflechtbildung und dem eigentlichen Pultrusionsverfahren ermöglicht, können bei Bedarf die Prozesse getrennt voneinander gefahren werden, was die Flexibilität in der Produktion deutlich erhöht.Furthermore, with the methods and devices according to the invention and the continuous semi-finished product according to the invention, problems of the prior art, in particular with regard to process stability, can be significantly reduced. For high-quality results, it is crucial for both process sections, the braiding process and the actual pultrusion process, to ensure the most continuous possible process, which must be stopped or interrupted as rarely as possible in order to reduce run-in or settling times and thus waste. The fact that the continuous semi-finished product according to the invention enables a separation of braid formation and the actual pultrusion process, the processes can be driven separately if necessary, which significantly increases the flexibility in production.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor; wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombination bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features are apparent from the claims and from the description and drawings; wherein the individual features can be realized individually or in combination in the form of subcombination in one embodiment of the invention and in other fields and can represent advantageous and protectable embodiments for which protection is claimed here. The subdivision of the application into individual sections as well as intermediate headings does not restrict the general validity of the statements made thereunder.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Die in den einzelnen Figuren gezeigten Ausführungsformen weisen teilweise Merkmale auf, welche die anderen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung nicht aufweisen. Die Merkmale können jedoch, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, beliebig miteinander kombiniert werden. In den Zeichnungen zeigen: Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and are explained in more detail below. The embodiments shown in the individual figures have some features that the other illustrated embodiments of the invention do not have. However, the features may be combined with one another without departing from the scope of the invention. In the drawings show:

1a ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs, 1a An embodiment of an apparatus for producing an endless semi-finished product,

1b einen Schnitt durch das Endlos-Halbzeug aus 1a entlang der Schnittebene A-A', 1b a section through the endless semi-finished 1a along the cutting plane A-A ',

1c einen Schnitt in Längsrichtung durch das Endlos-Halbzeug aus 1a, 1c a section in the longitudinal direction through the endless semi-finished 1a .

1d das fertig gestellte Endlos-Halbzeug aus den 1a bis 1c aufgerollt in einem für den Transport bereitgestellten Zustand, 1d the finished endless semi-finished from the 1a to 1c rolled up in a state provided for transport,

2a das Tränken des Endlos-Halbzeugs aus den 1a bis 1c in einem mit Matrixmaterial gefüllten Becken durch Tauchen, 2a the impregnation of the endless semi-finished from the 1a to 1c in a basin filled with matrix material by immersion,

2b das Tränken des Endlos-Halbzeugs aus den 1a bis 1c mit Matrixmaterial durch Aufsprühen des Matrixmaterials von außen, 2 B the impregnation of the endless semi-finished from the 1a to 1c with matrix material by spraying the matrix material from the outside,

3a einen Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel einer Pultrusionsvorrichtung zur Herstellung eines festen, formstabilen Hohlprofils aus dem Endlos-Halbzeug aus den 1a bis 1c, der ein Formwerkzeug zeigt, 3a a section of an embodiment of a pultrusion device for producing a solid, dimensionally stable hollow profile of the continuous semi-finished from the 1a to 1c showing a mold,

3b ein vorderes Ende des festen, formstabilen Hohlprofils nach dem Austritt aus dem Formwerkzeug aus 3a vor einem Ablängen, 3b a front end of the solid, dimensionally stable hollow profile after emerging from the mold 3a before a cut to length,

3c–3f in Schnittdarstellung entlang der Schnittebene B-B' verschiedene Ausführungsformen eines festen, formstabilen Hohlprofils, 3c - 3f in a sectional representation along the section plane BB 'different embodiments of a solid, dimensionally stable hollow profile,

4a einen anderen Ausschnitt aus dem Ausführungsbeispiel der Pultrusionsvorrichtung aus 3a mit einer in einer Druckkammer angeordneten Ablängeinrichtung und dem Hohlprofil nach dem Austritt nach dem Formwerkzeug vor dem Ablängen, 4a another section of the embodiment of the pultrusion device 3a with a cutting device arranged in a pressure chamber and the hollow profile after the exit from the forming tool before cutting to length,

4b den Ausschnitt aus 4a nach dem Ablängen des Hohlprofils, aber vor dem Ablängen des Endlos-Kerns, 4b the cutout 4a after cutting the hollow profile to length, but before cutting to length the endless core,

4c einen Ausschnitt einer anderen Ausführungsform einer Pultrusionsvorrichtung im Bereich der Trennstelle mit einer Verschlusseinrichtung und einem abgelängten Hohlprofil sowie einem abgelängten Endlos-Kern, der nach dem Ablängen bereits wieder verschlossen worden ist an seinem neuen vorderen Ende und von innen erneut mit Druck beaufschlagt worden ist, 4c a detail of another embodiment of a pultrusion device in the region of the separation point with a closure device and a cut hollow profile and a cut-to-length core, which has already been closed again after cutting to its new front end and has been pressurized from the inside again,

4d den Ausschnitt aus der Pultrusionsvorrichtung in 4c mit einer anderen Ausführungsform einer Verschlusseinrichtung und einer zusätzlichen Ablängeinrichtung, 4d the detail of the pultrusion device in 4c with another embodiment of a closure device and an additional cutting device,

5a ein Ausführungsbeispiel eines fertig gestellten, festen, formstabilen Hohlprofils in einer Seitenansicht, 5a An embodiment of a finished, solid, dimensionally stable hollow profile in a side view,

5b das Hohlprofil aus 5a in Schnittdarstellung entlang der Schnittebene C-C' mit einem bereits entnommenen Endlos-Kern und 5b the hollow profile 5a in a sectional view along the section plane CC 'with an already removed endless core and

6a–6e eine Ausführungsform eines Herstellungsprozesses eines festen, formstabilen Hohlprofils mit einem Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs und einem Pultrusionsverfahren. 6a - 6e an embodiment of a manufacturing process of a solid, dimensionally stable hollow profile with a method for producing an endless semi-finished product and a pultrusion process.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments

In 1a ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1000 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Endlos-Halbzeugs 1500 dargestellt. Zur Herstellung eines hier beispielhaft dargestellten Endlos-Halbzeugs 1500 aus glasfaserverstärktem Kunststoff wird als Endlos-Kern 100 ein flexibler, aufblasbarer und elastischer Schlauch 100 aus Silikon, der auf einer Rolle aufgerollt bereitgestellt wird, zunächst von innen her mit einem Druck p_i beaufschlagt. Der hierfür erforderliche Druck p_i von ca. 3 bar wird mittels einer Druckbeaufschlagungseinrichtung 200 von einem hinteren Schlauchende 103 her in den Schlauch 100 eingebracht. Dazu ist das hintere Schlauchende 103 über ein Anschlussstück 202 mit einer Druckleitung 201 mit der Druckbeaufschlagungseinrichtung 200 verbunden. Dazu sollte der Schlauch nicht zu fest bzw. stramm auf der Rolle aufgerollt sein, damit sich der Druck p_i bis zum vorderen Ende 102 des Schlauches ausbreiten kann.In 1a is an embodiment of a device 1000 for producing an endless semifinished product according to the invention 1500 shown. For the production of an endless semi-finished product exemplified here 1500 made of glass fiber reinforced plastic is called an endless core 100 a flexible, inflatable and elastic hose 100 Made of silicone, which is provided rolled up on a roll, initially applied from the inside with a pressure p _i . The required pressure p _i of about 3 bar is by means of a pressurizing device 200 from a rear hose end 103 here in the hose 100 brought in. This is the rear end of the hose 103 via a connection piece 202 with a pressure line 201 with the pressurizing device 200 connected. For this purpose, the hose should not be rolled up too tight or tight on the roll, so that the pressure p _i to the front end 102 of the hose can spread.

Damit der Druck p_i, der am hinteren Schlauchende 103 in den Schlauch 100 eingebracht wird, auch im Inneren des Schlauchs 100 erhalten bleibt, ist das vordere Schlauchende 102 mit einem Verschluss 104 druckdicht verschlossen. In diesem Fall handelt es sich bei dem Verschluss 104 um eine Klemme, die wie eine Art Gefäßklemme das vordere Schlauchende 102 druckdicht abklemmt. Das Verschließen des Schlauchs 100 erfolgt dabei mittels einer Verschlusseinrichtung 800, welche in diesem Ausführungsbeispiel in einem Bereich hinter der Geflechtbildung angeordnet ist. Es ist aber auch denkbar, die Verschlusseinrichtung 800 beispielsweise unmittelbar nach einem Schlauchformer 203 und damit vor dem Bereich der Geflechtbildung vorzusehen. Das Verschließen des Schlauchs 100 ist einmal zu Beginn erforderlich. Ist der Schlauch 100 erst einmal verschlossen kann er kontinuierlich mittels der Druckbeaufschlagungseinrichtung 200 von innen her mit dem erforderlichen Druck p_i beaufschlagt werden.So that the pressure p _i , at the rear end of the hose 103 in the hose 100 is introduced, even inside the hose 100 is preserved, is the front end of the hose 102 with a lock 104 sealed pressure-tight. In this case, it is the closure 104 around a clamp, which acts like a sort of hemostat the front tube end 102 pressure-tight disconnect. Closing the hose 100 takes place by means of a closure device 800 , which is arranged in this embodiment in an area behind the braid formation. But it is also conceivable, the closure device 800 for example immediately after a tube former 203 and thus to provide before the area of braiding. Closing the hose 100 is required once at the beginning. Is the hose 100 Once closed, it can be continuously closed by means of the pressurizing device 200 be charged from the inside with the required pressure p _i .

Anstatt den Druck p_i vom hinteren Schlauchende 103 einzuleiten, ist es auch denkbar, den Druck p_i vom vorderen Schlauchende 102 her einzuleiten und entsprechend das hintere Schlauchende 103 druckdicht zu verschließen.Instead of the pressure p _i from the rear end of the hose 103 initiate, it is also conceivable, the pressure p _i from the front end of the tube 102 to initiate and accordingly the rear hose end 103 close pressure-tight.

Ist der Schlauch 100 aufgeblasen bzw. mit dem gewünschten Druck p_i von innen her beaufschlagt, werden Glasfasern als Endlos-Fasern 300 um ihn herum geflochten. Es können aber auch andere Fasermaterialien verwendet werden, beispielsweise thermoplastische Fasern oder sogenannte „Commingled Yarns”, wie es zuvor erläutert wurde. Die Endlos-Fasern 300 werden dabei so verflochten, dass sie mit einer definierten räumlichen Orientierung zueinander den Schlauch 100 umgeben und einen eng an ihm anliegenden Faserschlauch bilden. Um zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 auch einen Faserschlauch beliebiger Länge, also einen Endlos-Faserschlauch 700, flechten zu können, wird der Schlauch 100 beginnend bei seinem vorderen Ende 102 kontinuierlich mit einer Vorschubgeschwindigkeit v_f,, die bevorzugt konstant ist, in einer Vorschubrichtung bewegt. Der Druck p_i im Inneren des Schlauchs, der auch als Flecht-Arbeitsdruck bezeichnet werden kann, beträgt während der Geflechtbildung beispielsweise ca. 1 bis 2 bar, wobei andere mögliche Druckwerte im Vorstehenden beschrieben wurden.Is the hose 100 inflated or impinged on the desired pressure p _i from the inside, glass fibers are as continuous fibers 300 braided around it. However, it is also possible to use other fiber materials, for example thermoplastic fibers or so-called "commingled yarns", as explained above. The endless fibers 300 are intertwined so that they with a defined spatial orientation to each other the hose 100 surround and form a close to him fiber tube. To produce the continuous semi-finished product 1500 also a fiber tube of any length, so an endless fiber tube 700 Being able to braid will be the hose 100 starting at its front end 102 continuously with a feed rate v _f, which is preferably constant, moves in a feed direction. The pressure p _i in the interior of the tube, which can be also referred to as straw working pressure, while the braid-forming is for example about 1 to 2 bar, with other possible pressure values have been described in the foregoing.

Die Vorschubgeschwindigkeit kann mittels einer hier nicht dargestellten Zug- bzw. Zieheinrichtung erreicht werden, welche den Schlauch 100 durch Ziehen an dessen vorderem Ende 102 bewegen kann, sodass sich der hintere Bereich des Schlauches nach und nach abwickeln kann und die Endlos-Fasern 300 zu einem Endlos-Faserschlauch 700 um den Schlauch 100 herum geflochten werden können. Solche Zieheinrichtungen sind prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt. Der Schlauch 100 bildet dabei einen endlosen Flecht-Kern.The feed rate can be achieved by means of a pulling or pulling device, not shown here, which the hose 100 by pulling on its front end 102 can move so that the rear portion of the hose can gradually unwind and the endless fibers 300 to an endless fiber hose 700 around the hose 100 can be braided around. Such pulling devices are known in principle from the prior art. The hose 100 forms an endless braiding core.

Um den Schlauch 100 in eine vordefinierte Form und/oder auf eine definierte Größe zu bringen, insbesondere, um ihn auf einen definierten Außendurchmesser aufzublasen, kann, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, zusätzlich ein Schlauchformer 203 vorgesehen sein, mit dem er kontinuierlich während seiner Vorwärtsbewegung in die gewünschte Form gebracht werden kann, beispielsweise in eine rohrförmige Form. Der Schlauchformer 203 ist eine den Schlauch 100 umgebende Form, die eine seiner gewünschten Außenkontur entsprechende Innenkontur aufweist.To the hose 100 into a predefined shape and / or to a defined size, in particular in order to inflate it to a defined outer diameter, can, as shown in this embodiment, additionally a tube former 203 be provided with which it can be continuously brought during its forward movement in the desired shape, for example in a tubular shape. The tube former 203 is one the hose 100 surrounding shape having one of its desired outer contour corresponding inner contour.

Es kann in einigen Fällen vorteilhaft sein, den Schlauch 100 nicht nur von innen mit Druck p_i zu beaufschlagen, sondern zusätzlich auch mit einer Temperatur T. Das Aufbringen des Drucks p_i erfolgt bevorzugt pneumatisch. Wird Druckluft eingesetzt, kann zum Erreichen der Temperatur T erwärmte Druckluft eingesetzt werden. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, um das Dehnverhalten des Schlauches 100 und/oder die Flexibilität des Schlauches zu erhöhen, was sich in einem späteren Pultrusionsverfahren vorteilhaft auf die Formgebung auswirken kann und ggf. auch geringere Drücke p_i erfordert, was vorteilhaft hinsichtlich Energieverbrauch sein kann.It can be beneficial in some cases, the hose 100 not to be acted upon from the inside with pressure p _i , but in addition also with a temperature T. The application of the pressure p _i is preferably carried out pneumatically. If compressed air is used, heated compressed air can be used to reach the temperature T. This can be particularly advantageous to the expansion behavior of the hose 100 and / or to increase the flexibility of the hose, which can advantageously affect the shaping in a later pultrusion process and may also require lower pressures p _i , which may be advantageous in terms of energy consumption.

Wird der Schlauch 100 kontinuierlich mit der Vorschubgeschwindigkeit v_f in Vorschubrichtung bewegt, und werden ebenfalls kontinuierlich die Endlos-Fasern 300 um ihn angeordnet, so entsteht das Endlos-Halbzeug 1500 mit dem Endlos-Faserschlauch 700, der um den Schlauch 100 herum angeordnet ist. Zum besseren Verständnis ist in 1b entlang der Schnittebene A-A' das hergestellte Endlos-Halbzeug 1500 in Schnittdarstellung abgebildet. Gut zu erkennen in dieser Darstellung ist der Endlos-Faserschlauch 700, der den aufgeblasenen Schlauch 100 umgibt. 1c zeigt einen entsprechenden Schnitt in Längsrichtung durch das Endlos-Halbzeug 1500 aus 1a.Will the hose 100 continuously moving at the feed rate v _f in the feed direction, and also continuously become the continuous fibers 300 arranged around it, the result is the endless semi-finished product 1500 with the endless fiber hose 700 that around the hose 100 is arranged around. For better understanding is in 1b along the sectional plane AA 'the produced semi-finished product 1500 shown in section. Good to see in this illustration is the endless fiber tube 700 that the inflated tube 100 surrounds. 1c shows a corresponding section in the longitudinal direction through the continuous semifinished product 1500 out 1a ,

Anstatt die Endlos-Fasern 300 um den Schlauch 100 herumzuflechten, können sie auch gewebt, gewickelt, gewirkt, gestrickt oder anderweitig mit einer definierten räumlichen Orientierung zueinander um ihn herum angeordnet werden. Mit welcher räumlichen Orientierung die Endlos-Fasern zueinander angeordnet werden und nach welchem vorgenannten Verfahren dies erfolgt, hängt insbesondere davon ab, was für ein faserverstärktes Hohlprofil später aus dem Endlos-Halbzeug 1500 hergestellt werden soll und/oder für welche Beanspruchungen das Hohlprofil eingesetzt werden soll und welche Faserorientierung diesbezüglich erforderlich ist.Instead of the endless fibers 300 around the hose 100 they can also be woven, wound, knitted, knitted or otherwise arranged with a defined spatial orientation to each other around it. The spatial orientation with which the endless fibers are arranged relative to one another and according to which aforementioned method this takes place depends in particular on what kind of fiber-reinforced hollow profile will later be obtained from the continuous semifinished product 1500 is to be produced and / or for which stresses the hollow profile is to be used and what fiber orientation is required in this regard.

Die in 1a dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung 1000 zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 weist ferner eine Sprüheinrichtung 500 auf sowie ein mit einem Matrixmaterial 600 gefülltes Tauchbecken 400 auf. Das Tauchbecken kann zur Verwendung eines weiten Bereichs von Matrixmaterialien temperaturgeregelt sein, zum Beispiel kann duroplastisches Matrixmaterial so erwärmt werden, dass Vernetzungsreaktionen initiiert werden, oder auf eine niedrigere Temperatur geregelt werden, um die Dauer ihrer Verarbeitbarkeit, ihre sogenannte ”Topfzeit”, zu verlängern, während thermoplastische Matrixmaterialien eine Erwärmung benötigen, um eine ausreichende Viskosität zu erreichen, so dass die Endlos-Fasern 300 damit getränkt oder imprägniert werden können. Mit dieser Vorrichtung 1000 können bereits während einer Geflechtbildung die Endlos-Fasern 300 bzw. der Endlos-Faserschlauch 700 mit dem Matrixmaterial 600 getränkt werden.In the 1a illustrated embodiment of the device 1000 for the production of the endless semi-finished product 1500 also has a spraying device 500 on and one with a matrix material 600 filled plunge pool 400 on. The dip tank may be temperature controlled to use a wide range of matrix materials, for example, thermosetting matrix material may be heated to initiate crosslinking reactions or controlled to a lower temperature to extend its workability, its so-called "pot life". while thermoplastic matrix materials require heating in order to achieve a sufficient viscosity, so that the Continuous fibers 300 so that they can be soaked or impregnated. With this device 1000 Already during a braid formation the endless fibers can 300 or the endless fiber hose 700 with the matrix material 600 be soaked.

In dem in 1a dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Endlos-Fasern nicht nur durch Aufsprühen des Matrixmaterials 600 mittels der Sprüheinrichtung 500 getränkt bzw. imprägniert, sondern zusätzlich wird der Endlos-Faserschlauch 700 mit dem darin angeordneten Schlauch 100 noch durch ein mit Matrixmaterial 600 gefülltes Tauchbecken 400 gefördert, sodass die Endlos-Fasern 300 oder der geflochtene Endlos-Faserschlauch 700 mit weiterem Matrixmaterial 600 getränkt werden. Es können aber auch die Endlos-Fasern durch Tauchen in ein Becken getränkt und der Endlos-Faserschlauch 700 durch Aufsprühen von außen mittels der Sprüheinrichtung 500 mit Matrixmaterial 600 imprägniert werden. Das in 1a dargestellte Tauchbecken 400 ist nur angedeutet, eine beispielhafte Ausführungsform, wie das Endlos-Halbzeug 1500 aus Faserschlauch 700 und aufgeblasenem Schlauch 100 durch ein solches Becken 400 gefördert werden kann, ist in 2a dargestellt. 2b zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Aufsprühen des Matrixmaterials 600 erst im Anschluss an die Geflechtbildung mittels der Sprüheinrichtung 500 erfolgt.In the in 1a illustrated embodiment, the continuous fibers are not only by spraying the matrix material 600 by means of the spraying device 500 impregnated or impregnated, but in addition, the endless fiber tube 700 with the tube arranged therein 100 still through one with matrix material 600 filled plunge pool 400 promoted, so that the endless fibers 300 or the braided endless fiber tube 700 with further matrix material 600 be soaked. However, it is also possible for the endless fibers to be soaked in a basin by immersion and the endless fiber hose 700 by spraying from the outside by means of the spray device 500 with matrix material 600 be impregnated. This in 1a illustrated plunge pool 400 is merely indicated, an exemplary embodiment, such as the endless semi-finished product 1500 made of fiber hose 700 and inflated tube 100 through such a basin 400 can be promoted is in 2a shown. 2 B shows an embodiment in which the spraying of the matrix material 600 only after the braid formation by means of the spraying device 500 he follows.

Neben der Verschlusseinrichtung 800 weist die Vorrichtung 1000 zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 des Weiteren eine Ablängeinrichtung 900 auf, die dazu dient, das Endlos-Halbzeug 1500 bei Bedarf auf eine vordefinierte Länge abzulängen. Soll der Schlauch 100 auch nach dem Ablängen in druckbeaufschlagtem Zustand innerhalb des Endlos-Faserschlauchs 700 bzw. des abgelängten Stücks Endlos-Faserschlauch 700 verbleiben, kann mittels der Verschlusseinrichtung 800 vor einer Trennstelle zunächst ein weiterer Verschluss angeordnet werden. Dieser verschließt den Schlauch 100 vor der Trennstelle druckdicht, so dass der Druck p_i in seinem inneren aufrecht erhalten werden kann. Es kann jedoch in manchen Fällen auch vorteilhaft sein den Druck im abgelängten Teil des Schlauchs 100 nicht aufrecht zu erhalten. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Endlos-Halbzeug 1500 platzsparend zwischengelagert werden soll, bevor es durch ein Pultrusionsverfahren zu einem festen, formstabilen Hohlprofil aus faserverstärktem Kunststoff weiterverarbeitet wird. Für eine platzsparende Lagerung und/oder für einen einfachen Transport des Endlos-Halbzeugs 1500 kann es, wie in 1d beispielhaft dargestellt, aufgerollt werden.In addition to the closure device 800 has the device 1000 for the production of the endless semi-finished product 1500 Furthermore, a cutting device 900 on, which serves the endless semi-finished product 1500 if necessary cut to a predefined length. Shall the hose 100 even after cutting to a pressurized state within the endless fiber tube 700 or the cut piece of continuous fiber hose 700 can remain, by means of the closure device 800 Before a separation point first another closure can be arranged. This closes the hose 100 pressure-tight before the separation point, so that the pressure p _i can be maintained in its interior. However, it may also be advantageous in some cases the pressure in the cut-to-length part of the hose 100 not uphold. This is particularly advantageous when the continuous semi-finished product 1500 saving space before it is further processed by a pultrusion process to a solid, dimensionally stable hollow profile made of fiber-reinforced plastic. For space-saving storage and / or for easy transport of the endless semi-finished product 1500 it can, as in 1d exemplified, rolled up.

In 3a ist ein Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Pultrusionsvorrichtung 2000 dargestellt, mit der das Endlos-Halbzeug 1500 zu einem festen, formstabilen Hohlprofil 2500 aus faserverstärktem Kunststoff weiterverarbeitet werden kann. Die Pultrusionsvorrichtung 2000 kann unmittelbar im Anschluss an die Vorrichtung 1000 zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 angeordnet sein, so dass das Endlos-Halbzeug 1500 nicht zwischengelagert und/oder transportiert werden muss zwischen diesen beiden Vorrichtungen 1000 und 2000. In einer vorteilhaften Ausführung wird die Pultrusionsvorrichtung 2000 jedoch unabhängig von der Vorrichtung 1000 zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 betrieben, was die Prozessstabilität und damit auch die Qualität der hergestellten Erzeugnisse deutlich verbessern kann.In 3a is a section of an embodiment of a pultrusion device 2000 represented, with the endless semi-finished product 1500 to a solid, dimensionally stable hollow profile 2500 can be further processed from fiber-reinforced plastic. The pultrusion device 2000 can be immediately following the device 1000 for the production of the endless semi-finished product 1500 be arranged so that the endless semi-finished product 1500 does not need to be stored and / or transported between these two devices 1000 and 2000 , In an advantageous embodiment, the pultrusion device 2000 however, regardless of the device 1000 for the production of the endless semi-finished product 1500 operated, which can significantly improve the process stability and thus also the quality of the manufactured products.

Der in 3a dargestellte Ausschnitt zeigt ein temperierbares Formwerkzeug 2100, durch welches das Endlos-Halbzeug 1500 mit dem Endlos-Faserschlauch 700 und dem druckbeaufschlagten Schlauch 100 stranggezogen und/oder hindurchgefördert wird und als fertiges faserverstärktes Hohlprofil 2500 aus dem Formwerkzeug 2100 austritt.The in 3a shown section shows a temperable mold 2100 through which the endless semi-finished product 1500 with the endless fiber hose 700 and the pressurized hose 100 is extruded and / or conveyed through and as a finished fiber-reinforced hollow profile 2500 from the mold 2100 exit.

Wird die Pultrusionsvorrichtung 2000 unabhängig von der Vorrichtung 1000 bzw. unabhängig von der Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 betrieben, ist das Endlos-Halbzeug 1500 zur Herstellung des Hohlprofils ähnlich bereitzustellen wie der Schlauch 100 zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500. Ebenso ist eine entsprechende, hier nicht dargestellte Druckbeaufschlagungseinrichtung vorzusehen, um den sich im Inneren des Endlos-Faserschlauchs 700 befindlichen Schlauch 100 mit dem für die Pultrusion erforderlichen Druck beaufschlagen zu können. Die Druckbeaufschlagungseinrichtung kann bevorzugt ähnlich ausgebildet sein wie die im Zusammenhang mit der Vorrichtung 1000 beschriebene Druckbeaufschlagungseinrichtung 200. Der Schlauch 100 kann ebenfalls bevorzugt nach einem ähnlichen Prinzip, wie im Zusammenhang mit der Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 beschrieben, druckdicht verschlossen werden.Will the pultrusion device 2000 regardless of the device 1000 or independently of the production of the continuous semifinished product 1500 operated, is the endless semi-finished product 1500 to provide similar to the tube for producing the hollow profile 100 for the production of the endless semi-finished product 1500 , Likewise, a corresponding, not shown here pressurizing device to provide the inside of the endless fiber tube 700 located hose 100 be able to apply the pressure required for the pultrusion. The pressurization device may preferably be designed similar to that in connection with the device 1000 described pressurizing device 200 , The hose 100 may also be preferred according to a similar principle as in connection with the production of the continuous semifinished product 1500 described, sealed pressure-tight.

Zur Herstellung des Hohlprofils aus faserverstärktem Kunststoff aus dem Endlos-Halbzeug 1500 mittels der Pultrusionsvorrichtung 2000 ist das Endlos-Halbzeug 1500 mit dem im Inneren befindlichen Schlauch 100 abzuwickeln und vor dem Eintritt in das Formwerkzeug 2100 mit einem erforderlichen Pultrusions-Arbeitsdruck p_i zu beaufschlagen, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel dem Flecht-Arbeitsdruck p_i entspricht. In manchen Anwendungsfällen kann es jedoch vorteilhaft sein, den Pultrusions-Arbeitsdruck 1 bis 2 bar oder mehr oberhalb des Flecht-Arbeitsdruckes zu wählen. Das ist besonders einfach realisierbar, wenn die Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500, insbesondere die Geflechtbildung, und das eigentliche Pultrusionsverfahren getrennt und unabhängig voneinander durchgeführt werden können.For producing the hollow profile made of fiber-reinforced plastic from the continuous semifinished product 1500 by means of the pultrusion device 2000 is the endless semi-finished product 1500 with the hose inside 100 unwind and before entering the mold 2100 to apply a required pultrusion working pressure p _i , which corresponds to the braiding working pressure p _i in the embodiment shown. In some applications, however, it may be advantageous to select the pultrusion working pressure 1 to 2 bar or more above the braiding working pressure. This is particularly easy to implement when producing the continuous semi-finished product 1500 , in particular the braiding, and the actual pultrusion process can be carried out separately and separately.

Im Formwerkzeug 2100 erfolgt die Formgebung des herzustellenden Hohlprofils 2500. Dabei dient der aufgeblasene Schlauch 100 als Endlos-Kern und zur Formgebung einer Innenkontur des Hohlprofils 2500. Für eine definierte Innenkontur und eine hohe Maßhaltigkeit des herzustellenden Hohlprofils 2500 ist es dementsprechend erforderlich den Druck p_i im Inneren des Schlauchs 100, also den Pultrusions-Arbeitsdruck p_i, ausreichend hoch zu wählen. Die Außenkontur des Hohlprofils wird durch das starre Formwerkzeug 2100 definiert. In the mold 2100 the shape of the hollow profile to be produced takes place 2500 , The inflated tube is used 100 as an endless core and for shaping an inner contour of the hollow profile 2500 , For a defined inner contour and a high dimensional stability of the hollow profile to be produced 2500 Accordingly, it is necessary the pressure p _i inside the tube 100 , So the pultrusion working pressure p _i , sufficiently high to choose. The outer contour of the hollow profile is through the rigid mold 2100 Are defined.

Durch den flexiblen bzw. etwas nachgiebigen Schlauch 100 als Endlos-Kern können jedoch auch bei hohen Pultrusions-Arbeitsdrücken p_i toleranzbedingte Schwankungen der Faserdurchmesser bzw. Dickenschwankungen des Endlos-Faserschlauchs 700 leicht ausgeglichen werden. Dadurch können zwischen Formwerkzeug 2100 und Endlos-Halbzeug 1500 auftretende Reibungskräfte gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Pultrusionsverfahren mit einem starren Kern und entsprechend konstantem Durchzugsquerschnitt deutlich reduziert werden. Als weiteren Effekt bewirkt der flexible Endlos-Kern, dass die Reibungskräfte zwischen dem Endlos-Halbzeug 1500 und dem Formwerkzeug 2100 gleichmäßig verteilt sind. Das führt dazu, dass die einzelnen Fasern des Endlos-Faserschlauchs 700 während des Ziehvorgangs durch das Formwerkzeug 2100 deutlich gleichmäßiger belastet werden können und nicht unterschiedlich stark gereckt werden, was zu einer verbesserten Homogenität der Materialeigenschaften des faserverstärkten Kunststoffprofils 2500 führt. Des weiteren erfordern geringere Reibungskräfte nicht so hohe Ziehkräfte zur Erzeugung der erforderlichen Vorschubgeschwindigkeit v_f.Through the flexible or somewhat flexible hose 100 However, as an endless core, even at high pultrusion working pressures p _i, tolerance-related fluctuations in the fiber diameter or thickness fluctuations of the endless fiber hose can occur 700 be easily compensated. This allows between molding tool 2100 and endless semi-finished products 1500 occurring frictional forces compared to the known from the prior art pultrusion process with a rigid core and correspondingly constant throat area are significantly reduced. As a further effect, the flexible endless core causes the frictional forces between the endless semi-finished product 1500 and the mold 2100 evenly distributed. This causes the individual fibers of the continuous fiber tube 700 during the drawing process by the mold 2100 can be significantly more uniform load and are not stretched differently strong, resulting in improved homogeneity of the material properties of the fiber-reinforced plastic profile 2500 leads. Furthermore, lower frictional forces do not require such high pulling forces to produce the required feed rate v _f .

Der Endlos-Faserschlauch 700 ist in diesem Ausführungsbeispiel dabei bereits mit Matrixmaterial getränkt. Es ist aber auch möglich das Matrixmaterial erst im Formwerkzeug 2100 zuzugeben oder zuzuführen. Hierfür ist ein Zuführkanal 2200 im Formwerkzeug 2100 vorgesehen, wie in 3a schematisch dargestellt ist. Eine Weiterentwicklung des Formwerkzeugs 2100 mit Zuführkanal 2200 kann die Anwendung eines Vakuumdrucks umfassen, um ein Eindringen des Harzes in den Endlos-Faserschlauch 700 zu unterstützen.The endless fiber hose 700 is in this embodiment already saturated with matrix material. But it is also possible the matrix material only in the mold 2100 to add or feed. This is a feed channel 2200 in the mold 2100 provided as in 3a is shown schematically. An evolution of the mold 2100 with feed channel 2200 may involve the application of a vacuum pressure to prevent penetration of the resin into the continuous fiber tube 700 to support.

Für eine stabile Formgebung wird im Formwerkzeug das Matrixmaterial, mit dem der Endlos-Faserschlauch 700 getränkt bzw. imprägniert ist, ausgehärtet, so dass ein faserverstärkter Kunststoff entsteht. Je nach verwendetem Matrixmaterial sind dazu unterschiedliche Temperaturen erforderlich, die in der Regel in einem Bereich von 0°C oder 20°C bis 600°C, bevorzugt von 40°C bis 200°C liegen. Um die entsprechenden erforderlichen Aushärtetemperaturen sicherzustellen, kann das Formwerkzeug 2100 temperiert werden, insbesondere beheizt werden.For a stable shaping in the mold, the matrix material with which the endless fiber tube 700 impregnated or impregnated, cured, so that a fiber-reinforced plastic is formed. Depending on the matrix material used to different temperatures are required, which are usually in a range of 0 ° C or 20 ° C to 600 ° C, preferably from 40 ° C to 200 ° C. To ensure the appropriate required curing temperatures, the mold 2100 be tempered, in particular heated.

Es ist aber auch möglich, das Matrixmaterial bereits ausreichend erwärmt bzw. erhitzt beim Tränken bzw. Imprägnieren zuzuführen. Dies kann insbesondere bei thermoplastischem Matrixmaterial vorteilhaft sein, das in der Regel bereits erwärmt auf ca. 150°C zugeführt wird. In diesem Fall kann es auch vorteilhaft sein, das Formwerkzeug zur Kühlung des Matrixmaterials oder zum Halten dieser Temperatur zu verwenden.However, it is also possible to supply the matrix material already sufficiently heated or heated during impregnation or impregnation. This can be advantageous, in particular, in the case of thermoplastic matrix material, which as a rule is already heated to about 150 ° C. In this case, it may also be advantageous to use the mold for cooling the matrix material or for holding this temperature.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur ein Formwerkzeug 2100 abgebildet, es können aber auch mehrere Formwerkzeuge hintereinander vorhanden sein. Sowohl die Formgebung als auch der Aushärtevorgang können auf mehrere Formwerkzeuge verteilt werden.In the embodiment shown here is only a mold 2100 shown, but it can also be several molds behind each other. Both the shaping and the curing process can be distributed over several molds.

Das Endlos-Halbzeug 1500 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls mit der Vorschubgeschwindigkeit v_f durch das Formwerkzeug 2100 hindurch gezogen. Werden das Verfahren zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs sowie das Pultrusionsverfahren getrennt durchgeführt, können auch unterschiedliche Vorschubgeschwindigkeiten realisiert werden, was in einigen Anwendungsfällen vorteilhaft sein kann.The endless semi-finished product 1500 is also in the illustrated embodiment with the feed rate v _f through the mold 2100 pulled through. If the method for producing the continuous semifinished product and the pultrusion process are carried out separately, different feed speeds can also be realized, which can be advantageous in some applications.

3b zeigt in einer Seitenansicht einen Ausschnitt eines festen, formstabilen Hohlprofils 2500 am vorderen Schlauchende 102, das mittels des Verschlusses 104 druckdicht verschlossen ist. 3b shows a side view of a section of a solid, dimensionally stable hollow profile 2500 at the front end of the hose 102 that by means of the lock 104 pressure sealed.

In den 3c bis 3f sind verschiedene Ausführungsbeispiele von mittels des zuvor beschriebenen Pultrusionsverfahrens hergestellten Hohlprofilen 2500, 2500', 2500'' und 2500''' aus faserverstärktem Kunststoff dargestellt, die aus einem Endlos-Halbzeug 1500 hergestellt worden sind.In the 3c to 3f are various embodiments of hollow profiles produced by means of the previously described pultrusion process 2500 . 2500 ' . 2500 '' and 2500 ''' made of fiber-reinforced plastic, which consists of an endless semi-finished product 1500 have been produced.

3c zeigt in Schnittdarstellung entlang der Schnittebene B-B' das Endlos-Halbzeug 2500 aus 3a und 3b nach dem Austritt aus dem Formwerkzeug 2100. Der faserverstärkte Kunststoff mit dem im ausgehärteten Matrixmaterial eingebetteten Endlos-Faserschlauch 700 umschließt dabei den Schlauch 100 und grenzt unmittelbar an dessen äußerste Schicht 101 an, die eine nicht haftende Oberfläche aufweist, beispielsweise aus PTFE besteht, und ein Anhaften des faserverstärkten Kunststoffs daran verhindert. Dadurch kann der Schlauch 100 bzw. der Endlos-Kern später einfach aus dem hergestellten Hohlprofil 2500 entnommen werden. 3c shows in sectional view along the section plane BB 'the endless semi-finished product 2500 out 3a and 3b after exiting the mold 2100 , The fiber-reinforced plastic with the embedded in the cured matrix material endless fiber hose 700 encloses the hose 100 and immediately adjacent to its outermost layer 101 on, which has a non-adhesive surface, for example made of PTFE, and prevents adhesion of the fiber-reinforced plastic thereto. This allows the hose 100 or the endless core later simply from the produced hollow profile 2500 be removed.

Bei dem in 3d dargestellten Ausführungsbeispiel hingegen weist der Schlauch 100' eine äußerste Schicht 101 aus thermoplastischem Matrixmaterial auf, in welche der Endlos-Faserschlauch 700 eingedrückt worden ist. In diesem Fall ist der Schlauch 100' als Endlos-Kern fest mit dem Hohlprofil 2500' verbunden und verbleibt in diesem.At the in 3d illustrated embodiment, however, the hose 100 ' an outermost layer 101 of thermoplastic matrix material into which the endless fiber tube 700 has been pressed. In this case, the hose is 100 ' as an endless core fixed to the hollow profile 2500 ' connected and remains in this.

3e zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hohlprofils 2500'', bei dem der Schlauch 100'' ebenfalls eine äußerste Schicht 101 aus Matrixmaterial aufweist, in das der Endlos-Faserschlauch 700 eingedrückt worden ist. Im Unterschied zu dem Schlauch 100' aus 3c weist dieser Schlauch 100'' als Endlos-Kern ferner innerhalb der Schicht 101 aus Matrixmaterial eine Antihaftbeschichtung aus PTFE sowie eine darunter bzw. innen liegende Schicht aus Silikon auf. 3e shows a further embodiment of a hollow profile 2500 '' in which the hose 100 '' also an outermost layer 101 made of matrix material, in which the endless fiber tube 700 has been pressed. Unlike the hose 100 ' out 3c shows this hose 100 '' as an infinite core further within the layer 101 made of matrix material, a non-stick coating made of PTFE and an underlying or inner layer of silicone.

In 3f ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hohlprofils 2500'' dargestellt, bei dem der Schlauch bereits aus dem Inneren entnommen bzw. entfernt worden ist und das eine sternförmige Querschnittskontur aufweist.In 3f is another embodiment of a hollow profile 2500 '' shown, in which the tube has already been removed or removed from the interior and having a star-shaped cross-sectional contour.

Mittels zuvor beschriebener flexibler Schläuche 100, 100' und 100'' als Endlos-Kerne können Hohlprofile aus faserverstärkten Materialien mit nahezu beliebiger Querschnittsgeometrie hergestellt werden, ohne für jede Querschnittsgeometrie einen speziellen Kern vorhalten zu müssen, da sie flexibel für unterschiedliche Geometrien einsetzbar sind. Lediglich die Formwerkzeuge sind entsprechend vorzuhalten.By means of previously described flexible hoses 100 . 100 ' and 100 '' Hollow profiles made of fiber-reinforced materials with almost any desired cross-sectional geometry can be produced as endless cores without having to hold a special core for each cross-sectional geometry since they can be flexibly used for different geometries. Only the molds are to be provided accordingly.

Bei dem anhand der 3a bis 3e erläuterten Pultrusionsverfahren zur Herstellung des Hohlprofils 2500 aus dem Endlos-Halbzeug 1500 handelt es sich bevorzugt um einen kontinuierlichen Prozess, bei dem das Endlos-Halbzeug 1500 kontinuierlich durch die Pultrusionsvorrichtung 2000 hindurch gezogen wird.In the case of the 3a to 3e explained pultrusion process for the production of the hollow profile 2500 from the endless semi-finished product 1500 it is preferably a continuous process in which the endless semi-finished 1500 continuously through the pultrusion device 2000 is pulled through.

Das Pultrusionsverfahren kann aber auch im Taktbetrieb durchgeführt werden. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn längere Verweilzeiten im Formwerkzeug zur Formgebung und/oder zum Aushärten des Matrixmaterials erforderlich sind.The pultrusion process can also be carried out in cyclic operation. This may be particularly advantageous if longer residence times in the mold for shaping and / or curing of the matrix material are required.

Um das Hohlprofil 2500 nach dem Austritt aus dem Formwerkzeug 2100 auf eine vordefinierte Länge abzulängen, kann die Pultrusionsvorrichtung 2000 auch eine Ablängeinrichtung 900 aufweisen, siehe 4a bis 4d. Wie das Ablängen erfolgen kann wird im Folgenden beispielhaft anhand dieser Figuren erläutert.To the hollow profile 2500 after exiting the mold 2100 to cut to a predefined length, the pultrusion device 2000 also a cutting device 900 see, see 4a to 4d , How the cutting can be done is explained below by way of example with reference to these figures.

Es gibt verschiedene vorteilhafte Vorgehensweisen zum Ablängen. Bei dickeren Kernmaterialien ist ein einfaches Durchschneiden des gehärteten Schlauchs möglich. Außerdem ist es möglich, das Hohlprofil 2500 schnell durchzuschneiden und dann die Öffnung mit einem elastischen Verschluss oder Gummiverschluss zu verschließen, zum Beispiel auf einem Roboterarm. Es ist auch möglich, zwei Schnitte vorzunehmen, wobei ein zweiter Endschnitt fein ist und eine hochakkurate Säge verwendet. wird. Auch hier wird die Öffnung wieder wie zuvor beschrieben verschlossen. Bei einer vierten Verfahrensweise ist es möglich, den gehärteten Schlauch am Hohlprofil 2500 fast durchzuschneiden und den Schlauch auseinander zu ziehen. Dann wird der Kern eingespannt und durchgeschnitten. Schließlich kann beim Abtrennen des letzten verbleibenden Abschnitts ein System wie ein Rohrschneider verwendet werden.There are several advantageous ways to cut to length. For thicker core materials, simple cutting of the hardened tube is possible. It is also possible, the hollow profile 2500 cut quickly and then close the opening with an elastic closure or rubber closure, for example on a robotic arm. It is also possible to make two cuts, with a second end cut being fine and using a high-accuracy saw. becomes. Again, the opening is closed again as previously described. In a fourth procedure, it is possible to use the hardened hose on the hollow profile 2500 almost cut through and pull the hose apart. Then the core is clamped and cut. Finally, when separating the last remaining section, a system such as a pipe cutter can be used.

4a zeigt eine Ablängeinrichtung 900, die in Vorschubrichtung hinter dem in dieser Figur nicht dargestellten Formwerkzeug angeordnet ist. Im Bereich der Ablängeinrichtung 900 wird das fertig gestellte Hohlprofil 2500 zwischen Führungen 930 geführt. Die Führungen 930 können in einigen Fällen auch eine Haltefunktion ausüben. Zur Vermeidung eines Druckverlustes im Inneren des hier nicht erkennbar dargestellten Schlauchs 100 bzw. des Endlos-Kerns beim Ablängen ist eine Druckkammer 910 um den Bereich mit der Ablängeinrichtung 900 und den Führungen 930 herum angeordnet. Innerhalb der Druckkammer herrscht ein Druck p_a, der größer oder gleich dem Druck p_i im Inneren des Schlauchs 100 ist. Die Druckkammer 910 ist über Dichtungen 911 nach außen hin abgedichtet. 4a shows a cutting device 900 , which is arranged in the feed direction behind the mold, not shown in this figure. In the area of the cutting device 900 becomes the finished hollow profile 2500 between guides 930 guided. The guides 930 In some cases, they can also perform a hold function. To avoid a pressure loss in the interior of the hose not shown here 100 or the endless core when cutting to length is a pressure chamber 910 around the area with the cutting device 900 and the guides 930 arranged around. Within the pressure chamber prevails a pressure p _a , which is greater than or equal to the pressure p _i inside the tube 100 is. The pressure chamber 910 is about seals 911 sealed to the outside.

4a zeigt den Zustand der Druckkammer 910, die im Bereich einer Trennstelle teleskopartig auseinander und zusammenschiebbar ist, im zusammengeschobenen Zustand. Zum Ablängen wird in einem ersten Schritt zunächst nur das Hohlprofil 2500 im zusammengeschobenen Zustand der Druckkammer 910 durchtrennt. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Ablängeinrichtung 900 dazu ein Sägeblatt 920 auf. Dabei ist darauf zu achten, dass der Schlauch 100 nicht beschädigt wird, so dass es nicht zu einem nennenswerten Druckverlust in seinem Inneren kommt. In einem weiteren Schritt werden dann die beiden voneinander getrennten Teile des Hohlprofils 2500 voneinander beabstandet. Dies erfolgt vorzugsweise, indem die teleskopierbare Druckkammer 910 auseinandergezogen wird, siehe 4b, welche die Druckkammer 910 in einem auseinandergeschobenen Zustand zeigt. 4a shows the state of the pressure chamber 910 , which is telescopically apart and zusammenschiebbar in the region of a separation point, in the collapsed state. For cutting in a first step, initially only the hollow profile 2500 in the collapsed state of the pressure chamber 910 severed. In the embodiments shown, the cutting device 900 to a saw blade 920 on. It is important to ensure that the hose 100 is not damaged, so that it does not come to a significant pressure loss in its interior. In a further step then the two separate parts of the hollow profile 2500 spaced apart. This is preferably done by the telescopic pressure chamber 910 is pulled apart, see 4b that the pressure chamber 910 in a telescoped state.

In einem weiteren Schritt kann dann der Schlauch 100 abgelängt werden. Um ihn jedoch ohne nennenswerten Druckverlust im Inneren ablängen zu können, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Pultrusionsvorrichtung 2000 im Bereich der Trennstelle eine weitere Verschlusseinrichtung 800 vorgesehen. Mit dieser kann der Schlauch auf der dem Formwerkzeug zugewandten Seite vor dem Ablängen des Schlauchs 100 mittels eines zusätzlichen Verschlusses 104' verschlossen werden, siehe 4c.In a further step, then the hose 100 be cut to length. However, in order to be able to cut it down inside without significant pressure loss, in a preferred embodiment a pultrusion device is used 2000 in the area of the separation point another closure device 800 intended. With this, the hose on the side facing the mold before the cutting of the hose 100 by means of an additional closure 104 ' be closed, see 4c ,

Ist der Schlauch 100 entsprechend verschlossen, so dass der Druck p_i in seinem Inneren als Endlos-Kern im Bereich des Formwerkzeugs aufrecht erhalten werden kann, kann er ebenfalls abgelängt werden, ohne dass es zu einem Druckverlust auf der Seite des Formwerkzeugs bzw. des Schlauchbereichs im Formwerkzeug kommt. Bevorzugt wird der Schlauch 100 an der gleichen Trennstelle wie das Hohlprofil 2500 abgelängt. Is the hose 100 closed accordingly, so that the pressure p _{i can be maintained} in its interior as an endless core in the region of the mold, it can also be cut to length, without causing a pressure drop on the side of the mold or the hose portion in the mold. The hose is preferred 100 at the same separation point as the hollow profile 2500 cut to length.

Ein Druckverlust im Inneren des Schlauchs des abgelängten Hohlprofils, also im dem Formwerkzeug abgewandten Teil des getrennten bzw. abgelängten Schlauchs, ist nicht weiter nachteilig, insbesondere nicht, wenn der Schlauch in einem weiteren Verfahrensschritt sowieso aus dem Hohlprofil 2500 entfernt werden soll. Ist der Druck durch das Ablängen bereits abgebaut, kann der Schlauch 100 in sich zusammenfallen und leicht aus dem Hohlprofil 2500 entnommen werden. Weist der Schlauch 100 eine antihaftende äußerste Schicht 101 auf, kann die Entnahme weiter erleichtert werden.A pressure loss in the interior of the hose of the cut-to-length hollow profile, that is in the part facing away from the mold of the separate or cut hose is not further disadvantageous, especially not if the hose anyway in a further process step from the hollow profile 2500 should be removed. If the pressure is already reduced by cutting to length, the hose can 100 collapse and light from the hollow profile 2500 be removed. Rejects the hose 100 an anti-adhesive outermost layer 101 on, the removal can be further facilitated.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Schlauch 100 im Bereich der Trennstelle beidseitig der Trennstelle jeweils druckdicht verschlossen, wie bei dem in 4d gezeigten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel sind dazu zwei Verschlusseinrichtungen 800a und 800b vorgesehen, die nach einem anderen Prinzip arbeiten als die zuvor beschriebene Verschlusseinrichtung 800. Bei den Verschlusseinrichtungen 800a und 800b wird statt einer Klemme 104 bzw. 104' eine Schlinge um die druckdicht zu verschließenden Schlauchbereiche angeordnet, so dass diese quasi abgeschnürt werden können. Ist der Schlauch 100 rechts und links von der Trennstelle jeweils druckdicht verschlossen bzw. durch die Schlingen 801a und 801b abgebunden, kann er mittels der Ablängeinrichtung 900 mit dem Sägeblatt 920 oder einem beliebigen anderen der oben genannten Mittel zum Abtrennen ohne nennenswerten Druckverlust an der Trennstelle abgelängt werden.In an advantageous embodiment of the hose 100 in the region of the separation point on both sides of the separation point each pressure-tight manner, as in the in 4d shown embodiment. In this embodiment, there are two closure devices 800a and 800b provided, which operate on a different principle than the closure device described above 800 , At the locking devices 800a and 800b will instead of a clamp 104 respectively. 104 ' a loop around the pressure-tight to be closed hose areas arranged so that they can be virtually pinched off. Is the hose 100 closed pressure-tight on the right and left of the separation point or through the loops 801 and 801b tied, he can by means of the lengthening device 900 with the saw blade 920 or any other of the above-mentioned means for separating without significant pressure loss at the point of separation.

In den 4c und 4d ist der Einfachheit halber keine Druckkammer dargestellt, diese kann jedoch vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, ohne eine Druckkammer mit erhöhtem Druck im Bereich der Trennstelle abzulängen.In the 4c and 4d For the sake of simplicity, no pressure chamber is shown, but this can be provided. But it is also possible to cut without a pressure chamber with increased pressure in the region of the separation point.

Erfolgt das Ablängen des Schlauches 100 ohne dass er zuvor auf der dem Formwerkzeug zugewandten Seite druckdicht verschlossen wird, kommt es zu einem Druckverlust im Bereich des Formwerkzeugs. Das bedeutet, dass der Pultrusionsprozess unterbrochen werden muss oder dass zunächst der Schlauch 100 im Bereich des Formwerkzeugs wieder mit Druck beaufschlagt werden muss, damit der eigentliche Pultrusionsprozess fortgesetzt werden kann.If the cut to length of the hose 100 without it being previously sealed pressure-tight on the side facing the mold, there is a pressure drop in the region of the mold. This means that the pultrusion process must be interrupted or that first the hose 100 In the area of the mold, pressure has to be applied again so that the actual pultrusion process can be continued.

Das zuvor beschriebene Ablängen des Hohlprofils 2500 ohne den Schlauch 100 im Inneren zu beschädigen mit anschließendem Trennen und Auseinanderschieben ist selbstverständlich nur möglich, wenn der Endlos-Faserschlauch nicht dauerhaft in die äußere Schicht 101 des Schlauches 100 eingedrückt und mit dieser fest verbunden worden ist, so dass der Schlauch 100 nicht entnommen werden kann. In diesem Fall ist es vorteilhaft, den Schlauch 100 in einem Arbeitsgang gemeinsam mit dem Hohlprofil 2500 abzulängen.The cutting of the hollow profile described above 2500 without the hose 100 It is of course only possible to damage the inside with subsequent separation and pushing apart if the endless fiber hose does not penetrate permanently into the outer layer 101 of the hose 100 pressed in and firmly connected to this, so that the hose 100 can not be removed. In this case, it is beneficial to the hose 100 in one operation together with the hollow profile 2500 cut to length.

Mögliche Verfahrensweisen zum Abtrennen und erneuten druckdichten Verschließen sind die Verwendung von dickeren Kernmaterialien und das Durchführen des Schnitts direkt durch den gehärteten Schlauch. Es ist auch möglich schnell durchzuschneiden und die Öffnung mit einem Gummiverschluss an einem Roboterarm zu verschließen. Alternativ können zwei Schnitte gemacht werden, wobei der letzte Schnitt fein ist und eine hochakkurate Säge verwendet wird, wobei nach diesem Schritt erneut ein Verschluss eingesetzt wird. Es ist auch möglich den gehärteten Schlauch fast durchzuschneiden und ihn auseinander zu ziehen. Dann wird der Kern eingespannt und durchgeschnitten. Schließlich kann beim Abtrennen des letzten verbleibenden Abschnitts ein System wie ein Rohrschneider verwendet werden.Possible ways to cut and repressurize are the use of thicker core materials and cutting directly through the hardened tubing. It is also possible to cut through quickly and to close the opening with a rubber closure on a robot arm. Alternatively, two cuts can be made with the final cut being fine and a high accuracy saw being used, after which again a seal is inserted. It is also possible to almost cut through the hardened hose and pull it apart. Then the core is clamped and cut. Finally, when separating the last remaining section, a system such as a pipe cutter can be used.

In den 5a und 5b ist ein fertiges Hohlprofil 2500 aus faserverstärktem Kunststoff dargestellt, das mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs 1500 sowie einer erfindungsgemäßen Pultrusionsvorrichtung 2000 hergestellt worden ist und auf eine vordefinierte Länge abgelängt worden ist. 5b zeigt anstatt der in 5a dargestellten Seitenansicht das Hohlprofil 2500 in Schnittdarstellung entlang der Schnittebene C-C'.In the 5a and 5b is a finished hollow profile 2500 represented by fiber-reinforced plastic, by means of a device according to the invention for producing an endless semi-finished product 1500 and a pultrusion device according to the invention 2000 has been manufactured and cut to a predefined length. 5b shows instead of in 5a illustrated side view of the hollow profile 2500 in section along the sectional plane C-C '.

In den 6a bis 6e ist zum besseren Verständnis das komplette Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofils 2500 aus faserverstärktem Kunststoff mit den einzelnen Verfahrensschritten und den zur Durchführung der Verfahrensschritte verwendbaren Vorrichtungen 1000 und 2000 dargestellt. 6a zeigt dabei die Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500, bei der zunächst die Endlos-Fasern 300 zur Geflechtbildung mit einer definierten räumlichen Orientierung um den flexiblen, elastischen und aufgeblasenen Schlauch 100 herum angeordnet werden und anschließend mit Matrixmaterial 600 getränkt werden. Das Tränken mit Matrixmaterial 600 erfolgt dabei sowohl durch Aufsprühen des Matrixmaterials 600 von außen auf den Endlos-Faserschlauch 700 mittels der Sprüheinrichtung 500 als auch durch Tauchen in ein mit Matrixmaterial 600 gefülltes Becken 400. Aus diesem Endlos-Halbzeug 1500 kann mittels des Pultrusionsverfahrens in der Pultrusionsvorrichtung 2000 mit dem Formwerkzeug 2100 aus dem Endlos-Halbzeug 1500 anschließend das gewünschte Hohlprofil 2500 aus faserverstärktem Material hergestellt werden, siehe 6c. Dieses kann mit der in 6d dargestellten in der Druckkammer 910 angeordneten Ablängeinrichtung 900 auf eine vordefinierte Länge abgelängt werden. Um einen Druckverlust im Inneren des Schlauchs 100 zu vermeiden, sind zwei Verschlusseinrichtungen 800a und 800b vorgesehen, mit denen er vor dem Ablängen beidseitig der Trennstelle jeweils druckdicht verschlossen werden kann. 6e zeigt entsprechend der Darstellung in 5b das fertig gestellte feste, formstabile Hohlprofil in Schnittdarstellung ohne den Schlauch, der bereits entnommen ist.In the 6a to 6e is for better understanding the complete process for producing a hollow profile 2500 made of fiber-reinforced plastic with the individual process steps and the devices used to carry out the method steps 1000 and 2000 shown. 6a shows the production of the endless semi-finished product 1500 , at first the endless fibers 300 for braiding with a defined spatial orientation around the flexible, elastic and inflated tube 100 be arranged around and then with matrix material 600 be soaked. The impregnation with matrix material 600 takes place both by spraying the matrix material 600 from the outside onto the endless fiber hose 700 by means of the spraying device 500 as well as by dipping in one with matrix material 600 filled basin 400 , For this endless semi-finished product 1500 can by means of the pultrusion process in the pultrusion device 2000 with the mold 2100 from the Endless semi-finished 1500 then the desired hollow profile 2500 made of fiber reinforced material, see 6c , This can with the in 6d shown in the pressure chamber 910 arranged cutting device 900 be cut to a predefined length. To a pressure loss inside the hose 100 to avoid are two closure devices 800a and 800b provided, with which it can be closed pressure-tight before cutting to both sides of the separation point. 6e shows as shown in 5b the finished firm, dimensionally stable hollow profile in a sectional view without the hose, which is already taken.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007051517 A1 [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN 60001 [0013]

Claims

A process for producing an endless semifinished product for a pultrusion process, wherein for the production of the continuous semifinished product long fibers or continuous fibers are arranged continuously around an endless core such that the fibers subsequently surround the endless core with a defined spatial orientation to one another and form a, preferably flexible, endless fiber tube, characterized in that the endless core is a flexible, tubular, inflatable hollow body.

A method according to claim 1, characterized in that the endless core is at least during the placement of the endless fibers around the endless core from the inside with pressure applied, preferably with a pressure between 1 bar and 10 bar.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the endless core is formed from an endless, elastic hose with a front and a rear hose end and the hose ends and / or a front and / or a rear hose region are pressure-tightly closed for pressurizing, preferably by squeezing or squeezing the tube.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the endless fibers are impregnated and / or impregnated during matrix formation with a matrix material.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the endless fiber tube is soaked after braiding with matrix material and / or impregnated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the endless semi-finished product for transport and / or storage is provided by the pressure in the endless core is degraded and in particular the continuous semi-finished product is rolled or folded.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the endless fiber tube is formed with at least two separate braid layers, wherein the second braiding takes place on the outside of the first braid, wherein the braiding for the first braiding and the second braiding are arranged one behind the other.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that unidirectional fibers are used to produce a triaxial braid structure for the semifinished product.

A method according to claim 3, characterized in that one or more rollers are used to hold the filled core until braiding.

Pultrusion method for producing a solid, dimensionally stable hollow profile, in particular of an endless semi-finished product, which has been produced by a method according to one of the preceding claims, characterized in that an endless fiber tube together with a located inside the endless fiber tube pressurized endless Core is conveyed or drawn through a tempered mold such that the continuous fiber tube is connected to a provided matrix material to a fiber reinforced plastic to form the hollow profile, wherein the endless core is a flexible, tubular, inflatable hollow body, from the inside is pressurized and forms a mold core.

Pultrusion method according to claim 10, characterized in that for joining the continuous fiber tube with the matrix material to the hollow profile, an outermost layer of the endless core is melted and this is pressed into the endless fiber tube, wherein the endless core to an outermost layer at least partially formed of matrix material, preferably this outermost layer is thermoplastic.

Pultrusion method according to claim 10 or 11, characterized in that the pressure in the interior of the endless core for impressing the outermost layer of the endless core in the fiber tube is increased, preferably by at least 1 bar to 10 bar, in particular up to 200 bar.

Pultrusion method according to one of claims 10 to 12, characterized in that the pultrusion process is performed clocked and pulled the endless fiber tube together with the located inside the endless fiber tube pressurized endless core in the cycle operation in the tempered mold into, through and out or is conveyed, preferably x per y meter of the continuous fiber tube and the endless core drawn or conveyed per cycle.

Pultrusion method according to one of claims 10 to 13, characterized in that the hollow profile produced is cut to a defined length after leaving the mold at a separation point, in particular by sawing.

Pultrusion method according to one of claims 10 to 14, characterized in that after the cutting of the hollow profile and the endless core is cut to length, preferably at the same separation point as the hollow profile, wherein by cutting to length of the endless core, a new front end of the endless tube Kerns is formed.

Pultrusion method according to claim 14 or 15, characterized in that the endless core is sealed pressure-tight before its cutting in the region of the separation point at least on one side facing the mold, preferably on both sides of the separation point, in particular by squeezing.

Pultrusion method according to one of claims 14 to 16, characterized in that the cutting takes place in a pressure chamber, wherein the pressure in the pressure chamber is at least as high as a pultrusion working pressure in the interior of the endless core in the region of the molding tool.

Pultrusion method according to one of claims 14 to 17, characterized in that the endless core is again acted upon after its cutting and the pressure-tight closing in the region of the separation point with the pultrusion working pressure in the region of the mold.

Endless semifinished product for processing into a solid, dimensionally stable hollow profile by means of pultrusion, with an endless core and an endless core surrounding, preferably flexible, endless fiber hose, wherein the endless core is a flexible, tubular, inflatable hollow body, which inside is pressurized, characterized in that the continuous semifinished product is produced by a method according to one of claims 1 to 9.

Endless semi-finished product according to claim 19, characterized in that the endless fiber tube comprises endless fibers with matrix material, in particular thermoplastic endless fibers, preferably with a volume fraction of 10% to 70%.

Endless semifinished product according to claim 19 or 20, characterized in that the endless core has an endless, elastic hose with a front and a rear hose end and the hose ends and / or front and / or rear hose region are pressure-tight and the hose pressurizable, preferably with a pressure up to 160 bar.

Endless semifinished product according to one of claims 19 to 21, characterized in that the endless core has a non-stick layer, which reduces or prevents adhesion of the surrounding matrix material to this layer, wherein preferably the non-stick layer silicone and / or PTFE or consists of.

Endless semi-finished product according to one of claims 19 to 22, characterized in that the endless core of silicone and / or PTFE is formed, wherein preferably the endless core is a tube made of silicone and / or PTFE.

Endless semi-finished product according to one of claims 19 to 23, characterized in that the endless core has an outermost layer which at least partially forms the matrix material, wherein preferably the outermost layer is thermoplastic.

Apparatus for producing an endless semifinished product for further processing by means of a pultrusion process, characterized in that the apparatus for carrying out a method according to one of claims 1 to 9 and / or for producing an endless semifinished product with a flexible, tubular, inflatable hollow body as endless Core according to one of claims 19 to 24 is formed.

Apparatus according to claim 25, characterized in that the device comprises a pressure applying means for pressurizing the tubular endless core with pressure, wherein preferably the pressurizing means is adapted to introduce the pressure in front of a braid forming area in the endless core and preferably the pressure up to 200 bar is.

Apparatus according to claim 25 or 26, characterized in that the device comprises at least one closure device for pressure-tight sealing of the endless core, wherein preferably the closure device is adapted to close the endless core after the braid forming region pressure-tight.

Device according to one of claims 25 to 27, characterized in that the device has a cutting device for cutting the continuous semi-finished product.

Pultrusion device for producing a hollow profile of fiber-reinforced plastic, in particular for the production of an endless semifinished product according to one of claims 19 to 24, characterized in that the device is designed for carrying out a pultrusion process according to one of claims 10 to 18.

Pultrusion device according to claim 29, characterized in that the device comprises a molding tool, in particular a temperature-controlled molding tool through which the endless fiber tube can be conveyed together with the pressurized endless core, wherein the molding tool has a corresponding corresponding inner contour of the molding tool for shaping a hollow profile outer contour.

Pultrusion device according to claim 29 or 30, characterized in that the pultrusion device comprises a pressurizing means for pressurizing the tubular endless core, wherein preferably the pressurizing means is adapted to introduce the pressure in front of the mold in the endless core and preferably the pressure up to 200 bar is.

Pultrusion device according to one of claims 29 to 31, characterized in that the pultrusion device has at least one closure device for pressure-tight sealing of the endless core, wherein preferably the at least one closure device is adapted to pressure-tightly close the endless core after the mold and / or to close again.

Pultrusion device according to one of claims 29 to 32, characterized in that the pultrusion device has a cutting device for cutting the hollow profile and / or the endless core at a separation point to a defined length after exiting the mold, wherein preferably the cutting device is a sawing device ,

Pultrusion device according to claim 33, characterized in that the lengthening device is designed to cut the hollow profile without damaging the endless core in such a way that the pressure in the interior of the endless core is substantially reduced.

Pultrusion device according to claim 33 or 34, characterized in that the pultrusion device has a pressure chamber, wherein the pressure chamber is arranged around the separation point and is adapted to apply a pressure from the outside to the endless core and / or the hollow profile, at least as is high as the pultrusion working pressure inside the endless core in the area of the mold.