DE3500255A1

DE3500255A1 - Verfahren und vorrichtung zur freilegung faseriger verstaerkungen von faserverstaerkten harzkoerpern

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Publication number: DE3500255A1
Application number: DE19853500255
Authority: DE
Inventors: Kazuo Osaka Kondo; Kiyoshi Kondo; Yutaka Kondo; Yoshinori Nishino; Tadayoshi Uda; Masahiko Yamamoto
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1984-08-06
Filing date: 1985-01-05
Publication date: 1986-02-06
Also published as: IT1182140B; GB2162791B; IT8547581A0; IT8547581A1; FR2568512A1; FR2568512B1; GB8500560D0; DE3500255C2; GB2162791A; US4709714A

Description

PAILNiANWALl

DIPL-PHYS. HANS-J. NEUBAUER

EUROPEAN PATENTATTORNEY

Hitachi Zosen Corporation Kiuststußo 30

D-Ö07Ü Ingolstddt 6—1^1, Edobori 1-chome, Nishi-ku

Osaka Telefon (03 41) 7 24

Telegramm neupat Ingoistadt ^Japan Telex 5 5809 nepa d

P 62HZ 85/1

Verfahren und Vorrichtung_^u_r_JPr^>e^ij.egung faseriger Verstärkungen von fascrverstärkten_ Ji/H'z körpern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Freilegung der faserigen Verstärkungen eines faserverstärkten Harzkörpers (im folgenden abgekürzt "RP-Körper" genannt) durch das Abtragen der Harzmatrix (resin matrix) bzw. Kunstharzmatrix von einem Teil des RP-Körpers.

RP-Körper enthalten eine Kunstharzmatrix, beispielsweise von Polyester oder Epoxy, und faserige Verstärkungen wie Stränge oder Gewebe von Glasfasern, Kohlestoff asern oder Aramidfasern, so daß eine hohe mechanische Stärke erreicht wird.

Wenn zwei RP-Körper, beispielsweise RP-Platten, miteinander verbunden werden, so werden beide Platten üblicherweise mit zwei Enden aneinandergelegt und eine RP-verbindende Brücke über die Oberflächen der beiden Platten geformt, um dazwischen eine Verbindung zu erhalten. Da jedoch keine faserigen Verstärkungen durch die Verbindung zwischen den beiden Platten und der Brücke zwischen den beiden Platten gehen, kann die Stärke der

Verbindung offensichtlich nicht so hoch sein als die Stärke der Platten.

Um eine stärkere Verbindung zu schaffen, ist es denkbar, die faserigen Verstärkungen an den Verbindungsenden von zwei RP-Platten durch teilweises Entfernen der Kunstharzmatrix freizulegen und die freigelegten, faserigen Verstärkungen der beiden Platten zu überlappen oder zu verwickeln, wobei die überlappten, faserigen Verstärkungen anschließend mit Kunstharz getränkt und umhüllt werden, um eine Verbindung zwischen den Platten nach dem Aushärten des Kunststoffs herzustellen. Da jedoch Kunstharze, die für RP-Körper bestimmt sind, einen großen Widerstand gegen Korrosion (Ätzen, Abzehrung) aufweisen, ist herkömmlich angenommen worden, daß es keine Verfahren gibt, die Kunstharzmatrix von HP-Körpern zu entfernen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur teilweisen Entfernung der Harzmatrix eines RP-Körpers zu schaffen, um die inneren fasrigen Verstärkungen freizulegen, so daß eine nachfolgende Verarbeitung des Körpers vorteilhaft durchgeführt werden kann.

Nach einem Gesichtspunkt liefert die Erfindung ein Verfahren zum Freilegen der faserigen Verstärkungen eines RP-Körpers, das wenigstens ein Stadium umfaßt, in dem ein Teil des RP-Körpers in Kontakt mit einer erhitzten, harzentfernenden Flüssigkeit gebracht wird, während der RP-Körper in Schwingungen versetzt ist.

Nach einem anderen Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Freilegung der faserigen Verstärkungen eines RP-Körpers zur Verfügung, die wenigstens eine Bearbeitungseinheit umfaßt, in der ein Teil des Kunstharzkörpers in Kontakt mit einer harzentfernenden Flüssigkeit gebracht wird, während der Harzkörper in Schwingungen versetzt ist.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung mit weiteren Einzelheiten, Merkmalen und Vorteilen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Freilegung von Verstärkungen in einer Seitenansicht,

Fig. 2 eine Schnittansicht der vorstehenden Vorrichtung entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Ansicht der Schaltvorrichtung, die in der Vorrichtung nach Fig. 1 enthalten ist,

Fig. 4 eine RP-Platte, für die die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 geeignet ist,

Fig. 5 die RP-Platte der Fig. 4 mit teilweise freigelegten, faserigen Verstärkungen,

Fig. 6 und 7 Methoden zur Verbindung der freigelegten Platte nach Fig. 5 mit einer ähnlich behandelten RP-Platte,

Fig. 8 eine weitere RP-Platte, auf die die Vorrichtungen nach Fig. 1 bis 3 vorteilhaft angewendet werden können,
30

Fig. 9 eine weitere RP-Platte, auf die die Vorrichtungen nach Fig. 1 bis 3 mit einigen Abwandlungen angewendet werden können,

Fig. 10 die RP-Platte nach Fig. 9 mit teilweise freigelegten, faserigen Verstärkungen,

Fig.11 die RP-Platte von Fig. 10, verbunden mit einer

weiteren RP-Platte ähnlich der Pig. 5 in einer T-Verbindung,

Pig. 12 und 13 eine Methode zum Biegen einer RP-Platte unter Anwendung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 14 eine weitere bevorzugte Art der Endverbindung zwischen zwei RP-Platten,

Fig. 15 eine bevorzugte Muffenverbindung zwischen zwei RP-Rohren,

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht, die die Gesamtansicht einer weiteren Ausführung einer Vorrichtung zur Freilegung der Verstärkungen gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 17 eine schematische Ansicht, die den Prozeßablauf

der Freilegungsvorrichtung der Fig. 16 darstellt, 20

Fig. 18 eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer ersten Bearbeitungseinheit in der Vorrichtung nach Fig. 16 darstellt,

Fig. 19 eine schematische Ansicht eines anderen Beispiels einer ersten Bearbeitungseinrichtung,

Fig. 20 eine schematische Ansicht eines weiteren Beispiels einer ersten Bearbeitungseinheit, 30

Fig. 21 eine schematische Ansicht eines Beispiels einer zweiten Bearbeitungseinheit, die in der Vorrichtung nach Fig. 16 enthalten ist,

Fig. 22 eine schematische Ansicht eines weiteren Beispiels einer zweiten Bearbeitungseinheit,

Fig. 23 eine Ansicht einer RP-Platte, die roh oder grob

._λ0.

in der zweiten Bearbeitungseinheit aufgebrochen ist,

Fig. 24 eine Ansicht einer dritten Bearbeitungseinheit, die in der Vorrichtung nach Fig. 16 enthalten ist,

Fig. 25 eine Ansicht der RP-Platte nach Fig. 24, nachdem sie in der dritten Bearbeitungseinheit klein oder fein zerbrochen wurde,

Fig. 26 eine schematische Ansicht eines Beispiels einer vierten Bearbeitungseinheit, die in der Vorrichtung der Fig. 16 enthalten ist,

Fig. 27 eine Ansicht der RP-Platte der Fig. 25, nachdem sie der Ultraschallreinigung in der vierten Prozeßeinheit ausgesetzt wurde,

Fig. 28 eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer fünften Bearbeitungseinheit darstellt, die in der Vorrichtung nach Fig. 16 enthalten ist,

Fig. 29 eine schematische Ansicht, die die sechste Bearbeitungseinheit darstellt, die in der Vorrichtung der Fig. 16 enthalten ist,

Fig. 30 eine schematische Ansicht, die die siebente Bearbeitungseinheit darstellt, die in der Vorrichtung nach Fig. 16 enthalten ist, 30

Fig. 31 eine teilweise Ansicht, die eine faserige Verstärkung der RP-Platte darstellt, die mit einem die Haftung vereinfachenden Mittel in der siebten Bearbeitungseinheit überzogen ist. 35

Eine Vorrichtung (Gerät) für die Freilegung von Verstärkungen umfaßt mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 einen

U-förmigen Hauptkörper 1 und einen Handgriff 2. Der Hauptkörper 1 enthält ein offenes Vorderende und offene Seiten, um einer RP-Platte 3 einen seitlichen Durchtritt zu erlauben. Die RP-Platte 3 besteht aus einer Harzmatrix 3a (z. B. Polyesterharz oder Epoxyharz) und fasrigen Verstärkungen 3b (z. B. Stränge oder Gewebe von Glasfasern, Kohlenstoffasern oder Aramidfasern), die in die Matrix 3a in Schichten eingebettet sind. Das offene Ende des Hauptkörpers 1 ist mit einem Paar von rechtwinkeligen Haltevorsprüngen 4 versehen, die ein Paar von gegenüberliegenden Luftstromdichtungen 5 enthalten. Jede Dichtung 5 hat eine gewellte Oberfläche, die geeignet ist für einen gleitenden Kontakt mit der Platte 3 an den Wellenrücken 3a und die in den Furchen mit Luftstrahlöffnungen 5b ausgestattet ist. Die öffnungen 5b jeder Dichtung 5 haben Verbindung mit einer Luftkammer 6, die in den entsprechenden rechtwinkligen Vorsprüngen 4 enthalten ist. Beide Luftkammern 6 haben Verbindung mit einer Luftpumpe 9 über Leitungen 7, 8 im Hauptkörper 1 und im Handgriff 2 und über Röhren 10.

Im Hauptkörper 1 innerhalb der Luftstromdichtungen 5 ist ein Paar von gegenüberliegenden Plüssigkeitsaufbringern angebracht. Jeder Aufbringer 11 hat eine gewellte Oberfläche, die für den gleitenden Kontakt mit der Platte 3 an den Wellenrücken 11a geeignet ist, wobei Flüssigkeitsöffnungen 11b in den Furchen vorgesehen sind und die Öffnungen lib mit einer Flüssigkeitskammer lic in Verbindung stehen, die innerhalb des Aufbringers 11 geformt ist. Die Flüssigkeitskammern lic beider Aufbringer 11 sind mit einer Schalteinheit 12 über Leitungen 13a und 13b verbunden, die sich durch den Handgriff 2 erstrecken. Die Schalteinheit 12 ist durch Röhren 13 mit einer Pumpe I¹J verbunden, die eine harzentfernende Flüssigkeit 15 unter Druck aus einem Flüssigkeitskessel 16 liefert. Die Flüssigkeit 15 im Kessel 16 ist durch eine Heizeinrichtung 17 aufgeheizt.

Wie am besten aus Fig. 3 zu ersehen ist, umfaßt die Schalteinrichtung 12 einen Zylinder 18, der mit den Leitungen 13a und 13b verbunden ist. Ein Kolben 19 mit einer Kolbenstange 20 ist im Zylinder 19 geführt und die Kolbenstange 20 ist drehbar mit einem Verbindungsstück verbunden, das ihrerseits drehbar mit einem Antriebsrad 22 verbunden ist. Wenn das Antriebsrad 22, wie mit dem Pfeil A angezeigt, rotiert, bewegt sich der Kolben 19 im Zylinder 18 auf und ab, wobei er wechselweise die Leitungen 13a und 13b öffnet.

Jede offene Seite des Hauptkörpers 1 ist mit einer U-förmigen, aufblasbaren Dichtung 23 versehen, die mit nicht dargestellten Luftzufuhr- und Abschaltmitteln verbunden ist.

Der Hauptkörper 1 ist weiter mit einer Abflußöffnung 24 versehen, die mit einer Abflußleitung 25 verbunden ist, welche sich durch den Handgriff 2 erstreckt. Die Leitung 25 ist mit einem Rohr 26 verbunden, das zum Flüssigkeitsgefäß 16 führt und das mit einer Druckreduzierpumpe 27 und einem Filter 28 ausgerüstet ist.

Die Vorrichtung zur Freilegung der Verstärkung gemäß der vorstehend beschriebenen Konstruktion arbeitet folgendermaßen:

Bei von Hand oder mechanisch gehaltenem Handgriff wird die Vorrichtung seitlich relativ zu der RP-Platte 3 bewegt, wobei die Platte 3 teilweise in den U-förmigen Hauptkörper 1 hineinragt. Die harzentfernende Flüssigkeit 15, die von der Heizvorrichtung 17 aufgeheizt ist, wird durch die Röhre 13 zur Schalteinrichtung 12 gepumpt. Die Schalteinrichtung 12 liefert wechselweise die aufgeheizte Flüssigkeit zu den Flüssigkeitskammern lic durch die entsprechenden Leitungen 13 a und 13b. Im Ergebnis strömt die aufgeheizte Flüssigkeit aus auf die gegen-

überliegenden Oberflächen der Platte 3 durch die Flüssigkeitsausströmöffnungen 11b, so daß, während die Platte durch die wechselweise gegenüberliegenden Flüssigkeitsströme in Schwingungen versetzt wird, die Harzmatrix 3a der Platte 3 schnell im Bereich zwischen den Flüssigkeitsaufbringern 11 entfernt wird, hauptsächlich durch die Auflösungstätigkeit der harzentfernenden Flüssigkeit. Während dieses Vorgangs ist der Hauptkörper 1 frontseitig durch die Luftströme durch die Öffnungen 5b der Luft-

¹^ Stromdichtungen 5 abgedichtet und seitlich durch die aufblasbaren Dichtungen 23- Die harzauflösende Flüssigkeit enthält aufgelöstes Matrixharz und kleine Harzfestkörper (Teile, die ungelöst sind) und wird durch das Rohr 26 durch die Tätigkeit der Druckreduzierpumpe 27 abgeleitet

¹^ und in das Gefäß 16 zurückbefördert, nachdem sie im Filter 28 gereinigt wurde.

Die harzentfernende Flüssigkeit enthält eine Lösung oder Mischung eines Lösungs- und eines Abtragungs- (Erosions-)

^^u mittels. Beispiele eines Lösungsmittels enthalten Chlorine mit Kohlenwasserstoffen (Methylenchloride, Chloroform, etc.), aromatische Verbindungen (Benzene, Toluene, etc.), nicht-protronische polare (non-protronic polar) Verbindungen (Dimethy!formamide, Dimethylsulfoxide, etc.), Ketone (Methyläthylketone, Acetone, etc.), und Ester (Methylacetate, etc.), Äther (Äthyläther, etc.). Beispiele von Abtragungsmitteln enthalten nicht-ionische Verbindungen (Polyoxyäthylenalkylather, Polyoxyäthylenalkylphenoläther, etc.), anionische Verbindungen (Alkylschwefelestersalze, Alkylnaphtalensulfonate, etc.) und kationische Verbindungen (quartäre Ammoniumsalze, etc.).

Die Vorrichtung zur Freilegung der Verstärkungen nach Fig. 1 bis 3 ist insbesondere geeignet für die Behandlung einer RP-Platte, der in Fig. 4 dargestellten Art. Die dargestellte RP-Platte 3 enthält einen nichtabgebundenen oder nicht vollständig abgebundenen Endbereich (weiterhin

als UI-Bereich bezeichnet) 3X mit einer vorbestimmten Länge, wobei der verbleibende Bereich völlig abgebunden ist.

Nach dem dargestellten Beispiel enthält die Platte 3 ein Paar von eingebetteten Streifen 30, die mit einem Abbindeverhinderer getränkt sind. Die Streifen 30 können in die Platte eingebracht werden, während die Platte schichtweise geformt wird. Der UI-Bereich 3X wird durch die Verhinderung des Polymerisationsvorgangs mit dem Abbindeverhinderer geformt.

Jeder Streifen 30 kann aus einem faserförmigen Gewebe (Baumwollfasern, Acrylfasern, etc.) bestehen oder aus einem polymeren Film (Polyvinylalkohol, Polyamide, Polyester, Cellophane, etc.) oder aus einem Blatt Papier.

Alternativ kann der Abbindeverhinderer in die Platte durch direktes Sprühen während des schichtweisen Aufbaus der Platte 3 gebracht werden.

Für den Fall, daß ein Polyester genommen wird, um die Harzmatrix eines RP-Körpers herzustellen, dient der Abbindeverhinderer als ein Reaktionshemmer und/oder Reaktionsverzögerer und/oder ein Radikal Verflüchtiger (radical scavenger). Beispiele enthalten Chinone (Hydrochinone, Benzochinone, Chloranil, etc.), Nitro-Verbindungen (Trinitrotoluene, 2,2-diphenyl-l-picrylhydrazyl, etc.), anionische Oxide, Diphenylpicryl, Hydrazyl, Eisenchloride und Jod.

Wenn andererseits für den Fall, daß ein Epoxyharz verwendet wird, das durch Kreuzverbindungsreaktionen eines Härtemittels aushärtbar ist, um die Matrix eines RP-Körpers zu formen, kann der Abbindeverhinderer eine Verbindung einer ersten Art enthalten, die eine einzige funktioneile Gruppe aufweist, die mit den Epoxygruppen

(Epoxide) des Epoxyharzes in höherem Maße und mit größerem Ertrag als die Reaktion zwischen dem Epoxyharz und dem Härtemittel ist. Oder der Abbindeverhinderer enthält eine Verbindung einer zweiten Art, die eine einzige funktionelle Gruppe aufweist, die mit den kreuz-verbindenden funktionalen Gruppen (Aminogruppen) des Härtemittels in einem höheren Maße und höheren Ertrag reagiert als die Reaktion zwischen dem Epoxyharz und dem Härtemittel. Beispiele für die erste Art enthalten alphatische Dialkylamine, Alkoxy Anionen (alkoxy anions), Thioalkoxy Anionen (thioalkoxy anions). Beispiele für die zweite Art enthalten mono-funktionale Epoxyverbindungen (Glycidyl Äther, Glycidil Ester, Epichlorohydrine, Glycidol, etc.), monofunktionale Thioepoxy-Verbindungen und mono-funktionale Karbonsäuren.

Es wird festgestellt, daß das Abbinden oder Aushärten eines RP-Körpers auch dadurch verhindert werden kann, daß örtlich ein Bereich des RP-Körpers unterhalb der Polymerisationstemperatur gehalten wird, oder daß andere, für die Polymerisation erforderliche Bedingungen geregelt werden.

Die RP-Platte nach Fig. 4, die einen UI-Bereich 3X aufweist, ist besonders geeignet für die Behandlung zur Freilegung der Verstärkung durch die Vorrichtungen gemäß der Fig. 1 bis 3. Im besonderen ist die Harzmatrix 3a in dem UI-Bereich ungehärtet oder unvollständig gehärtet und so rasch durch eine harzentfernende Flüssigkeit entfernbar.

Die Fig. 5 zeigt die RP-Platte 3, nachdem die faserigen Verstärkungen 3b freigelegt sind.

Wie in Fig. 6 gezeigt, überlappen die freigelegten Verstärkungen 3b der RP-Platte 3 mit ähnlich freigelegten Verstärkungsfasern 3b¹ einer anderen RP-Platte 3'· Nachfolgend ist ein Harzverbinder 31 geformt, der die überlappenden Verstärkungsfasern 3a und 3b umgibt, wie in Fig. 7 gezeigt. Tm Ergebnis ist eine Verbindung zwischen den

beiden Platten 3 und 3' hergestellt durch Härtung des Harzverbinders 3I₅ wobei die Verbindung genauso stark ist wie die Platten 3 und 3' für sich.

Fig. 8 zeigt eine RP-Platte 32 mit einem UI-Bereich 32X, der dadurch hergestellt ist, daß ein Paar von Abbindeverhinderungsstreifen 33 an beiden Seiten der Platte unmittelbar nach der Herstellung angebracht sind.

-^q Wenn ein Abbindeverhinderungsstreifen 35 an einer Seite einer RP-Platte 34 angebracht ist, wie in Fig. 9 dargestellt, wird ein UI-Bereich 34X gebildet, der sich bis zur Hälfte der Plattendicke der Platte 34 erstreckt. Die Harzmatrix 34a am UI-Bereich 34X kann durch Anwendung von

IQ Strömen einer erhitzten Harzentfernungsflüssigkeit entfernt werden, um örtlich die Faserverstärkungen 34b freizulegen. In diesem Zusammenhang wird herausgestellt, daß Ströme einer erhitzten, harzentfernenden Flüssigkeit in einer Richtung Vibrationen der Platte 34 verursachen könⁿen entsprechend dem starken Stoß der Flüssigkeitsströme auf die Platte 34.

Fig. 10 zeigt die RP-Platte 34 mit örtlich freigelegten Verstärkungsfasern 34b. Die freigelegten Verstärkungsfasern 3^b werden in der Mitte abgeschnitten und mit den freigelegten Verstärkungsfasern 36b einer zweiten RP-Platte 36 überlappt. Anschließend wird eine Harzverbindung 37 durch Aufbringen von flüssigem Harz auf die überlappenden Verstärkungsfasern 34b und 36b geformt. Im Ergebnis wird dadurch eine starke T-förmige Verbindung zwischen den zwei Platten 34 und 36 gebildet.

Die Fig. 12 und 13 zeigen, in welcher Art eine Biegung in einer geraden RP-Platte geformt werden kann. Im einzelnen ist ein mittlerer Bereich einer geraden Platte 37 als erstes einer Matrixentfernung durch die gesamte Dicke unterzogen, so daß die Verstärkungsfasern 37b in diesem

mittleren Bereich freigelegt sind. Anschließend wird der mittlere Bereich der Platte 37 gebogen und mit flüssigem Harz gefüllt, um eine gebogene Harzverbindung 38 herzustellen.
5

Gemäß Fig. 14 haben zwei RP-Platten 39 und 39' freigelegte Verstärkungsfasern 39b und 39b' an je einem Ende und je einer Seite und liegen endseitig aneinander. Danach ist eine RP-Brücke 40 über diese Enden der zwei Platten und 39' geformt durch Auflegen zusätzlicher Verstärkungsfasern 40b und von flüssigem Harz unter Benutzung der freigelegten Verstärkungsfasern 39b und 39b'. Die RP-Brücke 40, die die Verstärkungsfasern 39b und 39b¹ der zwei Platten 39 und 39' enthält, stellt eine starke Verbindung zwischen den zwei Platten 39 und 39' dar.

Wie in Fig. 15 gezeigt, kann die vorliegende Erfindung auch zur Verbindung eines ersten RP-Rohres 41, das einen Schaft 42 aufweist, und eines zweiten RP-Rohres 43, das eine Muffe 44 aufweist, verwendet werden. Dazu wird ein Harzverbinder 45 hergestellt, der die Verstärkungsfasern am äußeren Ende des Rohrschafts 42 und am inneren Ende der Rohrmuffe 44 enthält.

Die Fig. 16 und 17 zeigen eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Freilegung der Verstärkungen, die besonders für die Behandlung einer RP-Platte geeignet ist, die in ihrem ganzen Umfang völlig abgebunden oder ausgehärtet ist. Die Vorrichtung umfaßt ein Gehäuse 50 mit einem Eingang 51 und einer Ausgangsführung 52. Die RP-Platten 53 werden in die Eingangsaufnahme 51 nacheinander durch nicht dargestellte Arbeitsmittel eingesetzt. Jede RP-Platte 53 wird aufeinanderfolgend durch ein Paar von Förderbändern 54 durch eine erste bis siebte Bearbeitungseinheit I bis VII bewegt, wobei sie verschiedenen Behandlungen unterzogen wird. Nach all diesen Behandlungen wird die Platte 53 durch zwei Förderbänder 74 aus der Ausgangsführung 52 herausgenommen.

Eine gereinigte, harzentfernende Flüssigkeit 55, die in einem Vorratstank 56 enthalten ist, wird mit Hilfe einer Pumpe 57 in die fünfte Bearbeitungseinheit V durch einen Heizer 58 gepumpt. Die Flüssigkeit, die aus der fünften Bearbeitungseinheit V abströmt, wird mit Hilfe einer Pumpe 59 der vierten Bearbeitungseinheit IV durch einen Heizer 60 zugeführt. Die Flüssigkeit, die von der vierten Bearbeitungseinheit IV abströmt, wird mit Hilfe • einer Pumpe 61 der dritten Bearbeitungseinheit III durch einen Heizer 62 zugeführt. Die Flüssigkeit, die von der dritten Bearbeitungseinheit III abströmt, wird der zweiten Bearbeitungseinheit II durch eine Pumpe 63 zugeführt. Die Flüssigkeit in der zweiten Bearbeitungseinheit II strömt in einen Auffangtank 64 ab. Die Flüssigkeit im Tank 64, die gelöstes Harz und kleine, ungelöste, feste Harzteilchen enthält, wird mit einer Pumpe 65 einem Reinigungstank 67 zugeführt, nachdem sie durch einen Verdampfer 66 verdampft wurde, so daß die Harzanteile, wie bei 70 gezeigt, abgetrennt werden. Der Dampf aus dem Tank 67 wird in den flüssigen Zustand in einem Wärmetauscher 68 zurückgeführt und mit einer Pumpe 69 in den Vorratstank 56 zurückgeführt .

Ein Teil des entfernten Harzes, das als Ergebnis der Behandlung der zweiten bis sechsten Bearbeitungseinheit II bis VI verdampft, wird durch ein Rohr 71 abgezogen und in einem Brenner 72 verbrannt. Mit 73 ist ein Schornstein bezeichnet.

Als nächstes werden die spezielle Anordnung und Funktion jeder Bearbeitungseinheit im einzelnen beschrieben.

Wie in Fig. l8 gezeigt, umfaßt die erste Bearbeitungseinheit I ein Paar von gegenüberliegenden Heizern 75, zwisehen denen jede RP-Platte 53 durch ein Paar von Förderbändern 54 hindurchgeführt wird. Die Förderbänder 54 werden gegen einen oberen Bereich der Platte 53 durch ein

Paar von Andruckplatten 76 gepreßt, die durch Federn 77 vorgespannt sind (diese Druck-Halteeinrichtung wird auch in den folgenden Bearbeitungseinheiten II - VII verwendet) . Ein unterer Bereich der RP-Platte 43 wird durch die Heizer aufgeheizt, so daß der untere Bereich weicher wird und eine thermische Spannung im unteren Bereich erzeugt wird.

Alternativ kann die erste Bearbeitungseinheit eine Kombination eines Ultraschallgenerators 78 und eines Richthorns 79 umfassen, wie in Fig. 19 dargestellt. In diesem Fall wird der untere Bereich der Platte 53 durch Ultraschall über einen flüssigen Wärmeträger 80 (öle, geschmolzenes Lötmittel, geschmolzener Wismut, etc.) aufgeheizt. 15

Fig. 20 zeigt eine weitere alternative Anordnung für die erste Bearbeitungseinheit I. Gemäß dieser Anordnung wird der untere Bereich der Platte 53 durch heiße Luft erhitzt, die mit Hilfe eines Lüfters 8l durch einen Heizer 82 getrieben wird.

Die zweite Bearbeitungseinheit II gemäß Fig. 21 umfaßt einen Tank 83, in den die harzentfernende Flüssigkeit durch die Pumpe 63 (siehe Fig. 17) von der nachfolgenden Bearbeitungseinheit 3 geliefert wird. Der untere Bereich der Platte 53 ist in die Flüssigkeit im Tank 83 eingetaucht. Ein Paar Druckrollen 8¹I mit Eingriffvorsprüngen auf der Umfangsoberflache greifen in beide Seiten des unteren Plattenbereichs ein. Jede Druckrolle 84 wird durch einen hydraulischen Vibrator 85 in Schwingungen versetzt. Die Druckrollen 54 können auch durch ein Paar von Druckplatten 86 ersetzt werden, wie in Fig. 22 gezeigt. Der untere Plattenbereich, der in der ersten Bearbeitungseinheit I erweicht und thermisch unter Spannung versetzt wurde, wird roh oder grob in dieser zweiten Bearbeitungseinheit Il gebrochen durch den Eingriff der Druckvorsprünge in die Platte 53 und durch die Vibrationsenergie,

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die von dem hydraulischen Vibrator 85 aufgebracht wurde, wie in Fig. 23 dargestellt.

Die dritte Bearbeitungseinheit III, die in Fig. 24 dargestellt ist, umfaßt zwei, in einem Tank 87 angeordnete Druckplatten 88, zwischen denen der grob gebrochene, untere Teil der Platte 53 gehalten wird. Jede Druckplatte 88 hat Flüssigkeitsdurchströmöffnungen 89, die mit -einer Flüssigkeitskammer 90 in Verbindung stehen, die wiederum innerhalb der Druckplatte 88 geformt ist und durch einen Vibrator 91 in Schwingungen versetzt ist. Die harzentfernende Flüssigkeit von der nachfolgenden Bearbeitungseinheit IV wird unter hohem Druck durch die Pumpe 6l (siehe Fig. 17) der Flüssigkeitskammer 90 der entsprechenden Druckplatte zugeführt, nachdem sie durch den Heizer (siehe Fig. 17) aufgeheizt wurde. In dieser dritten Bearbeitungseinheit III wird der untere Bereich der Platte fein oder klein zerbrochen durch die Vibrationsenergie, die durch den Vibrator 91 aufgebracht wird, und durch die Hochdruckströme der erhitzten harzentfernenden Flüssigkeit durch die öffnungen 89, wie in Fig. 25 dargestellt.

Der fein zerbrochene untere Bereich der Platte 53 wird in der vierten Bearbeitungseinheit IV mit Ultraschall gereinigt, wie in Fig. 26 gezeigt. Die vierte Bearbeitungseinheit IV umfaßt eine Kombination eines Ultraschallgenerators 92 und eines Richthorns 93. Die Ultraschallenergie, die vom Generator 92 abgegeben wird, wird auf den unteren Teil der Platte über die Flüssigkeit übertragen, die mit der Pumpe 59 (siehe Fig. 17) von der nachfolgenden Bearbeitungseinheit V in einen Tank 92 gepumpt wird, nachdem sie vom Heizer 60 (siehe Fig. I7) aufgeheizt wurde. Natürlich hat die harzentfernende Flüssigkeit auch Anteil beim Waschen des unteren Plattenbereichs gemäß ihrer Auflösungswirkung. Im Ergebnis sind die Verstärkungsfasern 53b der Platte 53 im wesentlichen an dem unteren Bereich freigelegt, wie in Fig. 27 gezeigt.

Die fünfte Reinigungseinheit V umfaßt, wie in Fig. 28 dargestellt, zwei Sprühdüsen 96, die an einem Tank 95 angeordnet sind und die dazu bestimmt sind, die gereinigte, harzentfernende Flüssigkeit auf den unteren Bereich der Platte 53 zu sprühen, wobei die Flüssigkeit durch die Pumpe 57 (siehe Fig. 17) aus dem Vorratstank 56 (siehe Fig. 17) gefördert wird, nachdem diese durch den Heizer (siehe Fig. 17) aufgeheizt wurde. Nach der Duschreinigung in dieser Bearbeitungseinheit V sind alle kleinen Harz-Festkörperteilchen auf oder zwischen den freigelegten Verstärkungsfasern 53t> völlig weggewaschen.

Die sechste Bearbeitungseinheit VI, die in Fig. 29 dargestellt ist, umfaßt eine Kombination aus einem Lüfter 97 und einem Heizer 98. Die Luft, die vom Lüfter 97 geliefert wird, wird vom Heizer 98 aufgeheizt. Die so hergestellte heiße Luft wird auf die freigelegten Verstärkungsfasern 53b der Platte 53 gerichtet, um die harzentfernende Flüssigkeit, die auf den Verstärkungsfasern 53b verblieben ist, innerhalb eines Behälters 99 zu verdampfen. Die dampfbeladene heiße Luft wird durch eine Führung 100 dem Rohr 71 (siehe Fig. 17) zugeleitet.

In der letzten Bearbeitungseinheit VII, die in Fig. 30 dargestellt ist, wird mit einer Pumpe 10M ein flüssiges Verbindungsmaterial 101 (z. B. Siliziumwasserstoffe), das in einem Tank 102 enthalten ist, Sieben oder Schirmen 103 zugeführt. Die Siebe 103 werden mit Ultraschall in Schwingungen versetzt über eine Kombination eines Ultraschallgenerators 105 und eines Richthorns 106. So wird das zugeführte Verbindungsmaterial in einen Behälter 107 zerstäubt, während es die Siebe 103 durchläuft und an jeder freigelegten Verstärkungsfaser 53b abgelagert, so daß ein Überzug 108 gebildet wird, wie in Fig. 31 dargestellt. Dieser Überzug 108 erhöht die Bindefähigkeit oder Affinität zu einem Harzmaterial, das für die Bildung einer Harzverbindung zwischen der RP-Platte 53 und einer anderen PR-Platte benutzt wird.

Obwohl die Vorrichtung zur Freilegung der Verstärkungen nach Fig. 16 und 17 als besonders geeignet für RP-Platten, die völlig abgebunden oder ausgehärtet sind, beschrieben wurde, ist die Vorrichtung auch für RP-Platten anwendbar, die örtlich nicht ausgehärtet oder unvollkommen ausgehärtet sind. Ähnlich ist die Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 3 auch anwendbar auf RP-Platten, die völlig ausgehärtet oder abgebunden sind, vorausgesetzt, daß eine längere Zeit für die Entfernung der Harzmatrix zur Verfügung gestellt XO wird.

Die vorliegende Erfindung kann besonders vorteilhaft zur Konstruktion großer oder kleiner Strukturen (Schiffe, Flugzeuge, etc.) verwendet werden, die komplizierte Gestalten erfordern, z. B. viele Verbindungen und Biegungen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in verschiedener Weise innerhalb des durch die anhängenden Ansprüche definierten Schutzumfangs von einem Fachmann modifiziert werden.

- Leersei te -

Claims

PATENTANWALT

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Hitachi Zosen Corporation

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Telegramm neupat Ingolstadt Telex 5 5809 nepa d

P 62HZ 85/1

Patentansprüche

Verfahren zur Freilegung von Verstärkungsfasern (3b; 53b) eines faserverstärkten Harzkörpers (3; 53), gekennzeichnet durch wenigstens ein Verfahrensstadium, in dem ein Teil des Harzkörpers (3; 53) in Verbindung "v, mit einer erhitzten, harzentfernenden Flüssigkeit (15; .£,' 55) gebracht wird, während der Harzkörper (3; 53) in ^

Vibrationen versetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Harzkörper (53b), bevor er dem Verfahren ausgesetzt wird, in seiner Gesamtheit völlig abgebunden oder ausgehärtet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Harzkörper (3), bevor er dem Verfahren ausgesetzt wird, einen völlig abgebundenen oder ausgehärteten ersten Bereich und einen ungehärteten oder unvollständig gehärteten zweiten Bereich (3X). aufweist, und der zweite Bereich (3X) des Harzkörpers (3) in Kontakt mit der erhitzten, harzentfernenden Flüssigkeit (15) gebracht wird.

ORIGINAL INSPECTED f
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich (3X) des Harzkörpers (3) dadurch gebildet wird, daß darin oder darauf Schichtmittel (30) vorgesehen sind, wenn der Harzkörper gemacht wird,und die Abbindeverhinderer oder Aushärteverhinderer enthalten.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die harzentfernende Flüssigkeit (15; 55) eine Lösung oder Mischung eines Lösungs- und eines Abtragungsmittels enthält.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Harzkörper (3) in Schwingungen versetzt wird durch das Anströmen der erhitzten, harzentfernenden Flüssigkeit (15), wechselweise von gegenüberliegenden Richtungen auf den freizulegenden Bereich (3X) des Harzkörpers (3).
7- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Harzkörper (53) einer Vielzahl von Bearbeitungsprozessen (I - V) während eines Transports ausgesetzt ist, wobei die Bearbeitungsprozesse ein erstes Stadium zum Aufweichen des freizulegenden Bereichs des Harzkörpers (53) und zum Verursachen von thermischen Spannungen in diesem Bereich durch Hitzeanwendung enthalten, ein zweites Stadium zum rohen oder groben Aufbrechen dieses Bereichs des Harzkörpers (3) enthalten, durch das Durchbewegen dieses Bereiches des Harzkörpers durch Vibrationspreßmittel (84, 86) in einer harzentfernenden Flüssigkeit (55), ein drittes Stadium für das kleine oder feine Brechen dieses Bereichs des Harzkörpers enthalten, durch das Durchbewegen dieses Bereichs des Harzkörpers durch Viprationspreßmittel (88), während eine erhitzte, harzentfernende Flüssigkeit (55) auf diesen Bereich des Harzkörpers (3) geströmt wird, ein viertes Stadium IV

für das rohe Abwaschen der zerbrochenen Harzmatrix von diesem Bereich des Harzkörpers (3) enthalten, durch Ultraschallreinigung in einer erhitzten, harzentfernenden Flüssigkeit (55) , und ein fünftes Stadium V für das vollständige Abwaschen der verbleibenden zerbrochenen Harzmatrix enthalten, durch eine Schauerreinigung mit erhitzter, gereinigter, harzentfernender Flüssigkeit (55).
8. Vorrichtung zur Freilegung der Verstärkungsfasern (3b; 53b) eines faserverstärkten Harzkörpers (3; 53)» dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Bearbeitungseinheit vorgesehen ist, in der ein Bereich (3X) des Harzkörpers (3; 53) in Kontakt mit einer erhitzten, harzentfernenden Flüssigkeit (15; 55) gebracht wird, während der Harzkörper (3; 53) in Vibrationen versetzt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit ein Paar von gegenüberliegenden Flüssigkeitsaufbringern (11) enthält, die für einen gleitenden Kontakt auf beiden Seiten des freizulegenden Bereichs des Harzkörpers (3) bestimmt sind/ und jeder Flüssigkeitsdurchströmöffnungen (lib) auf der Seite gegenüber dem anderen Flüssigkeitsaufbringer enthält, sowie Mittel (12) zur wechselweisen Förderung der erhitzten, harzentfernenden Flüssigkeit (15) zu den Flüssigkeitsaufbringern (11), so daß die Flüssigkeit (15) alternierend auf den freizulegenden Bereich durch die öffnungen (lib) aus dem entsprechenden Flüssigkeitsaufbringer (11) strömt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsaufbringer in einem etwa U-förmigen Hauptkörper (1) mit einem offenen Vorderende und offenen Seiten angebracht sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das offene Vorderende des Hauptkörpers (1) mit einem Paar von Luftstromdichtungen (5) versehen ist, die für einen gleitenden Kontakt auf beiden Seiten des Harzkörpers bestimmt sind, und die Luftaustrittsöffnungen (5b) enthalten, die mit einer Druckluftquelle in Verbindung stehen, und daß jede offene Seite des Hauptkörpers (1) mit einer U-förmigen, ausblasbaren Dichtung (23) versehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit weiter Mittel (27) für die Ableitung der harzentfernenden Flüssigkeit (15) aus dem Inneren des Hauptkörpers (1) enthält.

13- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch eine erste Bearbeitungseinheit (I), die Mittel (75; 78, 79; 81, 82) zum Aufheizen des freizulegenden Bereichs des Harzkörpers (53) enthält, durch eine zweite Bearbeitungseinheit (II), die Vibrator-Preß-Mittel (84; 86) zum rohen oder groben Brechen des freizulegenden Bereichs des Harzkörpers (53) in einer harzentfernenden Flüssigkeit (55) enthält, durch eine dritte Bearbeitungseinheit (III), die Vibrator-Preß-Mittel (88) und Mittel (89, 90, 91) zum Ausströmen einer erhitzten, harzentfernenden Flüssigkeit auf den freizulegenden Bereich des Harzkörpers (53) enthält, so daß dieser Bereich klein oder fein aufgebrochen wird, durch eine vierte Bearbeitungseinheit (IV), die Ultraschallreinigungsmittel (92, 93) für das rohe Abwaschen der aufgebrochenen Harzmatrix vom freizulegenden Bereich des Harzkörpers (53) in einer erhitzten, harzentfernenden Flüssigkeit (55) enthält, durch eine fünfte Bearbeitungseinheit (V), die Mittel (96) zur Aufbringung einer Dusche aus erhitzter, gereinigter, harzentfernender Flüssigkeit auf den freizulegenden Bereich des Harzkörpers (53) enthält, für

das vollständige Abwaschen der verbleibenden, aufgebrochenen Harzmatrix, und durch Mittel (5*0 für den Transport des Harzkörpers (53) durch die vorstehenden Bearbeitungseinheiten.