DE19512521A1 - Verfahren für die kontinuierliche Herstellung von verstärkten nichtmetallischen Stützelementen - Google Patents

Verfahren für die kontinuierliche Herstellung von verstärkten nichtmetallischen Stützelementen

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    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
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    • B29C70/52—Pultrusion, i.e. forming and compressing by continuously pulling through a die
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    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Pultrusion von verschiedenartigen, vorbehandelten Fasern in einem kontinuierlich laufenden Prozeß.
Nach der umfangreichen Modifizierung einer vorhandenen Anlage zum Beschichten von Lichtwellenleitern (LWL), hat sich die Möglichkeit zur Anwendung verschiedener Methoden zur Herstellung von verstärkten, nichtmetallischen Stützelementen ergeben. Durch die Anwendung einer vom Erfinder gebauten Vorrichtung, ist das Vernetzen einer oder mehrerer Fasern zu einem Faserverbund möglich.
Die so entstehenden Stützelemente dienen zur Aufnahme von einwirkenden Kräften bei den verschiedensten Anwendungen.
Der Einsatz erfolgt unter anderem in der Kabelfertigung als Zugentlastungselemente, Bauindustrie als Armierungen, im Schiffs-, Flugzeug- und Fahrzeugbau, im Sportgerätebau, als Koffer- und Polsterverstärkung u.v.a.
Die zur Herstellung verwendeten Fasersorten, verschiedener Größen und Gewichte, sind vorbehandelte Filamente wie Glasfasern und andere Fasern und/oder auch gesponnene Filamente in unterschiedlichen Größen und Gewichten.
In einer Spulenaufnahme lagernd, werden je nach vorgesehener Verwendung, Dimension und Beanspruchung, 1 bis n Fasern abgezogen.
Sie werden in einem Bad kontinuierlich auf ganzer Länge mit fluidem Matrixmaterial getränkt und mittels spezieller Formgebungseinheiten in ein, durch die Anwendung bedingtes Profil gebracht.
Es ist möglich, durch Variation der Temperatur des Matrixmaterials, die für den Herstellungsprozeß optimale Viskosität des Matrixmaterials einzustellen. In einem weiteren Prozeßsegment erfolgt die nahezu vollständige Aushärtung des noch instabilen Verbundes unter Verwendung von Stickstoff mit mehreren Ultraviolett (UV)- oder mehreren UV- und einer Elektronenstrahl (EB)-Härteeinrichtung.
Diese Härtungseinrichtung sind gekennzeichnet durch ihre verschiedenen Strahlerleistungen, Strahlerarten und Strahlerdimensionen. Das Bündel durchläuft in gesamter genannter Faserlänge horizontal die Anlage.
Die Härtungskammern sind permanent mit UV- oder EB-Licht durchstrahlt, wobei der Faserverbund innerhalb kürzester Zeit besonders hochgradig aushärtet.
Je nach Matrixmaterial, Ziehgeschwindigkeit, Anzahl und Art der Fasern können, in unterschiedlichen Variationen, mehrere unterschiedliche Härtungseinrichtungen programmgesteuert kombiniert werden.
Durch die Anordnung von weiteren Vorrichtungen, die ein Beschichten des Stranges erlauben, kann eine weitere Ummantelung aufgebracht werden.
Dabei ist auch eine Ummantelung in verschiedenen, strahlungshärtbaren Farben möglich. Im Anschluß daran kann, je nach hergestelltem Profil, mit Hilfe von 2-achsigen-Laser- Meßeinrichtungen der Durchmesser des bearbeiteten Bündels gemessen werden.
Die Ziehgeschwindigkeit des Stützelements wird in Abhängigkeit der Viskosität des Matrixmaterials, des Matrixaufbaus, der Matrixgröße und der Anzahl der Härtungseinrichtungen gewählt.
Zeitlich parallel erfolgt eine kontinuierliche Protokollierung folgender Daten: Datum, Uhrzeit, Durchmesser des Stützelements, Mittelwert, Standardabweichung, Produktionslänge und Bearbeitungsnummer.
Die Protokollierung erfolgt im On-Line Betrieb und kann nach Belieben über einen angeschlossenen Drucker als Produktionsprotokoll ausgedruckt werden.
Erzielt wird eine ständige Kontrolle der Fertigungsqualität und der wichtigsten Produktparameter, sowie die größtmögliche Fertigungstransparenz für den Kunden.

Claims (7)

1. Verfahren für die kontinuierliche Herstellung von verstärkten nichtmetallischen Stützelementen.
2. Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hauptbestandteile vorbehandelte Faserfilamente verwendet werden können. Die Faserfilamente können gesponnen und ungesponnen sein und beide Arten nebeneinander im Stützelement eingesetzt werden.
3. Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente aus nichtmetallischem, dielektrischem Material bestehen und mit einer zusätzlichen gefärbten oder ungefärbten Schutzschicht versehen sein können.
4. Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmaterial strahlungs­ härtbar ist (Ultraviolett, Elektronenstrahl) und die Viskosität des Materials entsprechend den Anwendungsanforderungen durch Veränderung der Temperatur im Fertigungsprozeß einstellbar ist.
5. Anspruch nach 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verwendung einer Elektronenstrahl Härteeinrichtung, eine besonders hochgradige Aushärtung erreicht wird.
6. Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung in horizontaler Richtung erfolgt. Die Parameter Produktionsgeschwindigkeit, Produktdurchmesser, Zugspannung und Harztemperatur werden überwacht.
7. Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwendungsmöglichkeiten für Glasfaserkabel, Kofferverstärkung, Bauindustrie, Schiffs-, Fahrzeug-, Flugzeug- und Modellbau und Sportgeräten besteht.
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