DE4100925A1

DE4100925A1 - Verfahren zum herstellen von faserstuecken, insbesondere von langfasern, kurzfasern o. dgl.

Info

Publication number: DE4100925A1
Application number: DE4100925A
Authority: DE
Inventors: Peter Prof Dr Ing Eyerer; Peter Dr Ing Stockmayer; Rolf Dipl Ing Weigele
Original assignee: Poly ID AG
Current assignee: EYERER, PETER, PROF. DR.-ING., 76228 KARLSRUHE, DE
Priority date: 1991-01-15
Filing date: 1991-01-15
Publication date: 1992-07-16
Anticipated expiration: 2011-01-16
Also published as: DE4100925C2; WO1992013124A1; US5395412A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Langfasern, Kurzfasern od. dgl., der im Oberbegriff des Anspruch 1 genannten Art.

Es ist bekannt, Verbundwerkstoffe, insbesondere faserverstärkte Werkstoffe, herzustellen, die aus einer Matrix und in dieser eingebettetem Verstärkungsmaterial bestehen. Bei derartigen Ver bundwerkstoffen kann das eingelagerte Material aus solchen Faserstücken bestehen, die an ihren Enden abgerundet und ver dickt sind. Ein derartiger Verbundwerkstoff hat höhere mechanische Gütewerte. Bei abgerundeten Enden ist die Kerbwirkung am Ende der Faserstücke nicht mehr vorhanden oder zumindest sehr klein, so daß ein Rißbeginn erst bei höheren Belastungen auftreten kann. Selbst dann wird die Ausbreitung eines Risses im Material gehemmt, weil der Riß an der Rundung bzw. Verdickung in einen Druckbereich umgeleitet wird, so daß die Rißspitze geschlossen und der Riß gestoppt ist. Diese Wirkung ist darauf zurückzu führen, daß eingelagerte Fasern mit gerundeten und/oder ver dickten Enden - statt scharfkantiger Enden, die durch Brechen, Schneiden od. dgl. verursacht werden - geringere Spannungsspitzen in der sie umgebenden Matrix im Bereich dieser Enden und somit eine geringere Kerbwirkung zur Folge haben. Obwohl diese Vorteile bekannt sind, ist es bisher nicht möglich gewesen, Faserstücke, insbesondere Langfasern, Kurzfasern od. dgl., und insbesondere solche aus Glasfasermaterial, die die gewünschten gerundeten und/oder verdickten Enden haben, auf wirtschaftliche Weise großserienmäßig herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu finden, das die Herstellung von Faserstücken, insbesondere von Langfasern, Kurzfasern od. dgl., die zumindest an einem Ende gerundet und/oder verdickt sind, auf wirtschaftliche Weise möglich macht.

Die Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeich nungsteil des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß man die gerundeten und/oder verdickten Enden der Faserstücke durch Anschmelzen erzeugt, lassen sich so gestaltete Faserstücke in wirtschaftlicher Weise und großserienmäßig kostengünstig und in reproduzierbarer Qualität herstellen. Die Erfindung ermöglicht die Herstellung im Tausend-Tonnen- Maßstab zu kostengünstigen Konditionen, wodurch erst Faserstücke mit gerundeten und/oder verdickten Enden zu wirtschaftlichen Bedingungen für die Herstellung von Ver bundwerkstoffen und Bauteilen daraus mit erheblich ver besserten mechanischen Gütewerten und somit Eigenschaften möglich sind.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie vorteilhafte Ausgestaltungen dieses ergeben sich aus den Ansprüchen 2-42. Hinsichtlich der damit verbundenen Be sonderheiten und Einzelheiten der Erfindung sowie hinsicht lich weiterer Einzelheiten und Vorteile der Erfindung wird auf die Offenbarung in der nachfolgenden Beschreibung verwiesen, um an dieser Stelle Wiederholungen zu vermeiden.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen wird lediglich durch Nennung der Anspruchsnummern darauf Bezug genommen, wo durch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 jeweils eine schematische, teilweise ge schnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zum Herstellen von an ihren Enden gerundeten und/oder verdickten Faserstücken gemäß einem ersten bzw. zweiten Ausführungsbeispiel.

Die in Fig. 1 nur schematisch dargestellte Vor richtung 10 hat eine Zuführstrecke 11, die in eine Vorwärm zone 12 einmündet. Die Zuführstrecke 11 befindet sich z. B. oberhalb der Vorwärmzone 12 und verengt sich hinsichtlich ihres Zuführquerschnittes z. B. durch eine Schräge 13 vor der Einmündung in die Vorwärmzone 12. An die Vorwärmzone 12 schließt sich z. B. horizontal eine Erwärmungszone 14 an, auf die eine Abkühlzone 15 folgt. Im Bereich der Abkühlzone 15 kann noch eine Beschichtungsvorrichtung 16 wirksam sein, die in der Abkühlzone 15 eine Beschichtung, z. B. eine Beaufschlagung mit einem Schlichtenebel, durchführt, was in der Zeichnung schematisch mit 17 angedeutet ist. An die Abkühlzone 15 ist eine schematisch angedeutete Reini gungsvorrichtung 18 angeschlossen, die eine Filtereinrichtung enthalten kann, durch die die Abluft der Abkühlzone 15 hindurchgeführt wird, wobei die Filtereinrichtung Fremdstoffe in der Abluft abfiltert und die Abluft reinigt, bevor diese z. B. zurückgeführt oder an die Umgebung abgegeben wird. Im unteren Bereich schließt sich an die Abkühlzone 15 eine Auffangstation 19 an, die mit dem unteren Bereich der Abkühlzone 15 in Verbindung steht.

Zumindest die Erwärmungszone 14 ist gegenüber ihren Nachbarbereichen, insbesondere gegenüber der Vorwärmzone 12 und der Abkühlzone 15, durch schematisch angedeutete Isolierwände 20, 21 thermisch abgeschottet, so daß Energie verluste im Bereich der Erwärmungszone 14 vermieden sind oder zumindest soweit wie möglich reduziert sind. Die Vorwärmzone 12 mit anschließender Erwärmungszone 14 und anschließender Abkühlzone 15 kann z. B. als Ofenstrecke gestaltet sein. Der Vorwärmzone 12 ist ein außerhalb dieser angeordnetes, schematisch angedeutetes Gebläse 22 zugeordnet, das mit dem Inneren der Vorwärmzone 12 verbunden ist und z. B. einen Gasstrom in Richtung des Pfeiles 23 erzeugt.

Mittels der Vorrichtung 10 können solche Faserstücke 24 insbesondere Langfasern, Kurzfasern od. dgl., hergestellt werden, die zumindest an einem Ende mit einer Abrundung und/oder Verdickung versehen sind, die schematisch mit 25 bezeichnet ist. Die Vorrichtung 10 macht es möglich, bei den zugeführten Faserstücken 24 die gerundeten und/oder verdickten Enden 25 durch Anschmelzen zu erzeugen. Dabei liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, daß beim An schmelzen oder Aufschmelzen der Enden der Faserstücke 24 sich diese Enden aufgrund der hohen Oberflächenspannung des Materials der Faserstücke 24, vor allem von Glas, von selbst abrunden und/oder verdicken. Die endseitigen Abrundungen und/oder Verdickungen 25 der Faserstücke 24 machen solche Faserstücke 24 besonders gut für die Her stellung von faserverstärkten Werkstoffen und Bauteilen geeignet, deren mechanische Gütewerte, z. B. Elastizitäts modul und Kerbschlagzähigkeit, um etwa 70% aufgrund solcher Faserstücke 24, deren Enden mit Abrundungen und/oder Ver dickungen 25 versehen sind, verbessert werden. Dies liegt daran, daß Faserstücke 24 mit abgerundeten und/oder ver dickten Enden 25, anstelle scharfkantiger Enden, die z. B. beim Brechen oder Schneiden erzeugt werden, geringere Spannungsspitzen an ihren Enden in der sie umgebenden Matrix und somit eine geringere Kerbwirkung verursachen.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel und einer Methode zur Herstellung genannter Faserstücke 24 mit Abrundungen und/oder Verdickungen 25 an ihren Enden werden nicht ge zeigte Einzelfasern oder Faserstränge zunächst zu Faser stücken 24 vorgegebener Länge zerschnitten. Dieses Zer schneiden kann auf irgend eine geeignete Weise geschehen, z. B. berührend. Statt dessen ist aber auch ein berührungs loses Zerschneiden möglich. Die Faserstücke 24 sind zu Längen im Bereich von etwa 0,1 bis 50 mm, vorzugsweise 0,1 bis 5 mm oder auch kleiner, zerschnitten. Diese bereits geschnittenen Faserstücke 24, insbesondere Lang fasern, Kurzfasern od. dgl., werden über die Zufuhrstrecke 11 entweder direkt der Erwärmungszone 14 oder zunächst der vorgeschalteten Vorwärmzone 12 zugeführt, von der die Faserstücke 24 dann in die Erwärmungszone 14 gelangen. Beim Hindurchführen der Faserstücke 24 durch die Erwärmungs zone 14 werden die Faserstücke 24 an den Enden, zumindest aber an einem Ende, angeschmolzen, so daß sich endseitig Abrundungen und/oder Verdickungen 25 ergeben. Dabei ist es vorteilhaft, wenn man die Faserstücke 24 in vorgegebener Menge pro Zeiteinheit dosiert zuführt, und zwar entweder direkt in die Erwärmungszone 14 oder bei gezeigter vorge schalteten Vorwärmzone 12 dosiert der Vorwärmzone zuführt. Diese Dosierung der Zufuhrmenge pro Zeiteinheit gewähr leistet mit, daß die zugeführten Faserstücke 24 später beim Hindurchführen durch die Vorrichtung 10 nicht in irgend einer Zone miteinander verkleben. Aus dem gleichen Grunde ist es vorteilhaft, wenn man auch die Hindurchführung der Faserstücke 24 durch die Vorwärmzone 12 und/oder Er wärmungszone 14 hinsichtlich des Mengenstromes pro Zeitein heit dosiert.

Zumindest in der Erwärmungszone 14, evtl. aber auch in einer vorgeschalteten Vorwärmezone 12, wenn vorhanden, werden die zuge führten und hindurchgeleiteten Faserstücke 24 auf eine solche Temperatur erwärmt, die zumindest nahe oder gleich der Schmelztemperatur des Materials, aus dem die Faserstücke 24 be stehen, ist, oder darüber liegt. In vorteilhafter Weise bestehen die Faserstücke 24 z. B. aus Glasfasern. Bei diesem Material erzeugt man in der Erwärmungszone 14 zumindest an den beaufschlagten Faserstücken 24, also im Bereich des hindurchgeführten Stromes dieser Faserstücke 24, eine Tempera tur im Bereich von etwa 1200°C bis 1400°C oder höher, wobei bei aus Glasfaser bestehenden Faserstücken 24 aufgrund der Schmelztemperatur etwa in der Größenordnung von 1250°C eine Temperatur in dieser Größenordnung ausreichend ist. In vorteilhafter Weise hält man die gewählte Temperatur in der Erwärmungszone 14 in engen Toleranzen konstant, was ebenfalls einem etwaigen Verkleben der einzelnen Faser stücke 24 entgegenwirkt. Vorteilhaft im Sinne einer wirt schaftlichen Großserienfertigung kann es sein, wenn man die Umgebungstemperatur in der Erwärmungszone 14 und/oder die Oberflächentemperatur an den Enden und/oder an der Ober fläche der Faserstücke 24 deutlich über der Schmelztempera tur des Materials der Faserstücke 24, z. B. von Glas, legt. Dadurch kommt es zu bevorzugt örtlichen, oberflächennahen Anschmelzvorgängen insbesondere im Bereich der scharfkanti gen Faserenden. Das Innere der Faserstücke 24 ist deutlich kälter, so daß Wärme gut abgeleitet wird und ein Verkleben der Faserstücke 24 infolge rascher Abkühlung vermieden wird.

Es versteht sich gleichwohl, daß statt aus Glasfasern be stehenden Faserstücken 24 auch solche aus anderen Materia lien in entsprechender Weise behandelt und hergestellt werden können, z. B. solche aus vernetzten nicht schmelz baren Kunststoffen oder aus schmelzbaren Kunst stoffen. Hierbei können solche Faserstücke 24 z. B. aus Polyamid, Aramid, Polyester, Polyethylen od. dgl. bestehen. Es ist von Vorteil, wenn man als Faserstücke 24 solche verwendet, die einen Durchmesser etwa im Bereich von 5 bis 50 µm, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 15 µm, haben.

Die Erwärmung auf die gewünschte Temperatur, die in der Erwärmungszone 14 vorgenommen wird, kann auf vielfältige Weise und mittels der verschiedensten geeigneten Wärme quellen erfolgen. So ist z. B. eine Erwärmung mittels Heiß gases, mittels offener Flamme, mittels Laserstrahlen, mittels Plasmastrahlen, mittels Lichtbogen, mittels Infra rot-Wärmequellen od. dgl. geeignet. Da zumindest die Er wärmungszone 14 gegenüber den Nachbarbereichen thermisch abgeschottet ist, sind vor allem bei großen Temperatur gefällen zu den Nachbarbereichen hin etwaige Wärmeverluste ausgeschaltet oder zumindest stark reduziert.

Nachdem sich im Bereich der Erwärmungszone 14 durch An schmelzen der Enden der Faserstücke 24 dort Abrundungen und/oder Verdickungen 25 ergeben haben, ohne daß dabei die Faserstücke 24 miteinander verkleben, werden die so gestalteten Faserstücke 24 aus der Erwärmungszone 14 heraus- und nun durch die nachgeschaltete Abkühlzone 15 hindurchgeleitet, in der eine Abkühlung geschieht. Gleich zeitig können die so gestalteten Faserstücke 24 in der Abkühlzone 15 mittels einer oder mehreren Beschichtungs vorrichtungen 16 mit einer Oberflächenbeschichtung ver sehen werden, z. B. mit einem Schlichtenebel, was durch die Pfeile 17 der in der Zeichnung links unten und rechts oben angedeuteten Beschichtungsvorrichtung 16 im Bereich der Abkühlzone 15 verdeutlicht ist. Nach Durchlaufen der Abkühlzone 15 oder bei fehlender Abkühlzone 15 unmittelbar nach Verlassen der Erwärmungszone 14 werden die Faser stücke 24, die an den Enden 25 gerundet und/oder verdickt sind, der Auffangstation 19 zugeführt, wo sie gesammelt und dann abtransportiert werden.

Es versteht sich, daß auch im Bereich der Vorwärmzone 12 eine Erwärmung mittels geeigneter Wärmequellen, z. B. solcher, die für den Bereich der Erwärmungszone 14 vor stehend aufgelistet worden sind, erfolgen kann.

Die Faserstücke 24 können auf vielfältige Weise zugeführt und durch die Vorwärmzone 12 bzw. Erwärmungszone 14 bzw. Abkühlzone 15 und bis hin zur Auffangstation 19 transportiert werden. So sind z. B. als Transportmittel Rütteleinrichtungen, die hier nicht gezeigt sind, möglich. Statt dessen kann auch ein Transport mittels eines geeigneten Gasstromes erfolgen, z. B. in Richtung des angedeuteten Pfeiles 23. In diesem Fall wird der Gasstrom 23 vom Gebläse 22 erzeugt und aufrechterhalten. Mittels des Gasstromes 23 werden somit die zugeführten, zerschnittenen Faserstücke 24 durch die Vorwärmzone 12 bzw. Erwärmungszone 14 bzw. Abkühlzone 15 hindurchgeblasen. Dabei ist es von Vorteil, wenn man den Durchsatz des Gasstromes 23 in engen Toleranzen konstant hält. Insgesamt ist eine engtolerierte Temperatur strecke bei exakt gewähltem Gasstrom 23 vorteilhaft, um zu vermeiden, daß die hindurchgeführten Faserstücke 24 miteinander verkleben.

Von Vorteil kann es auch sein, wenn der Gasstrom 23 selbst bereits zumindest im Bereich der Erwärmungszone 14 die für das Anschmelzen der Enden der Faserstücke 24 und die Bildung der endseitigen Abrundungen und/oder Verdickungen 25 geeignete Temperatur hat.

Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß man geschnittene Faserstücke 24, vorzugsweise solche mit einer Länge kleiner als 0,1 mm, insbesondere Glasmehl, zu im wesentlichen kugelförmigen Teilen, z. B. Kugeln, umschmilzt, was z. B. beim Durchblasen der Faserstücke 24 durch eine Erwärmungszone 14 erfolgen kann, in der eine die Umschmelzung bewirkende Temperatur herrscht. Kugelförmig gestaltete Teile in einer Matrix eines Faserverbundwerkstoffes haben den Vorteil, daß da durch die Kerbwirkung im Verbundwerkstoff, insbesondere im daraus hergestellten Bauteil, noch weiter reduziert wird.

Es versteht sich, daß auch auf verschiedene andere Arten und/oder mittels der verschiedensten anders gestalteten Vorrichtungen das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Faserstücken, insbesondere von Langfasern, Kurzfasern od. dgl., die zumindest an einem Ende gerundet und/oder verdickt sind, durchgeführt werden kann, bei dem man die gerundeten und/oder verdickten Enden durch Anschmelzen unter Bildung der Abrundungen und/oder Verdickungen 25 der Faserstücke 24 erzeugt. Insofern dient die beschriebene Vorrichtung 10 und das anhand dieser erläuterte Verfahren allein dem besseren Verständnis der Erfindung, ohne daß eine Einschränkung darauf gegeben sein soll.

Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es auch sein, daß man Einzelfasern oder Faserstränge zu Faser stücken 24 vorgegebener Länge berührungslos oder berührend zerschneidet und daß man in vorteilhafter Weise bereits beim Zerschneiden zugleich die Anschmelzungen zumindest an einem Ende vornimmt und dadurch die Abrundungen und/ oder Verdickungen 25 bei den Faserstücken 24 erzeugt.

So kann man die Einzelfasern oder Faserstränge z. B. einem berührend arbeitenden Trennwerkzeug zuführen und dabei zugleich im Arbeitsbereich des Trennwerkzeuges eine Er wärmung auf eine Temperatur vornehmen, die zumindest nahe oder gleich der Schmelztemperatur der Faserstücke 24 ist oder darüber liegt. Diese Temperatur kann bei aus Glas bestehenden Faserstücken 24 z. B. etwa 1250°C betragen. Hierbei kann man im übrigen so vorgehen, daß man die Erwärmung mittels des Trennwerkzeuges selbst vornimmt. Man kann z. B. die Einzelfasern oder Faser stränge einem solchen Trennwerkzeug zuführen, das sich auf einer Temperatur befindet, die nahe oder gleich der Schmelztemperatur ist. In diesem Fall kann man durch An stoßen der Einzelfasern bzw. Faserstränge an diesem Trenn werkzeug und/oder durch Zerschneiden der Faserstücke 24 mittels dieses Trennwerkzeuges die Anschmelzung vornehmen. Ist das Trennwerkzeug z. B. auf die gewünschte Temperatur erhitzt, so führt ein Zerschneiden im Bereich der Schnitt stelle zu örtlicher Anschmelzung und damit zur Entstehung der Abrundungen und/oder Verdickungen 25 an den Enden der so geschnittenen Faserstücke 24.

Statt die Faserstücke 24 durch berührendes Zerschneiden von Einzelfasern oder Fasersträngen zu erzeugen, kann es von Vorteil sein, Einzelfasern oder Faserstränge statt dessen berührungslos zu zerschneiden und auf diese Weise Faserstücke 24 zu gewinnen. Das berührungslose Zerschneiden kann z. B. mittels Energiestrahlen erfolgen, wobei man in vorteilhafter Weise den Prozeß so einstellt, daß im Wir kungsbereich der Energiestrahlen eine Erwärmung der Einzel fasern oder Faserstränge oder auch der bereits zer schnittenen einzelnen Faserstücke 24 auf eine solche Temperatur erfolgt, die etwa nahe oder gleich der Schmelz temperatur ist oder darüber liegt.

Von besonderem Vorteil kann es sein, wenn man mittels der Energiestrahlen die Erwärmung zugleich mit dem Zer schneiden von Einzelfasern oder Fasersträngen vornimmt. Auf diese Weise werden beim Zerschneiden solche Faser stücke 24 gewonnen, die aufgrund der gleichzeitigen Er wärmung an zumindest einem Ende mit Abrundungen und/oder Verdickungen 25 versehen sind. In vorteilhafter Weise kann man die Einzelfasern oder Faserstränge z. B. mit Laser strahlen oder Plasmastrahlen zerschneiden und vorzugsweise zugleich auf die gewünschte Temperatur erhitzen. Statt dessen kann man zum Zerschneiden und/oder Erhitzen auf die gewünschte Temperatur auch ein Heißgas, einen Licht bogen, eine Infrarot-Heizquelle, eine offene Flamme od. dgl. einsetzen. Den Transport der Einzelfasern oder Faser stränge oder der bereits zerschnittenen Faserstücke 24 mit endseitigen Abrundungen und/oder Verdickungen 25 kann man mittels geeigneter Transporteinrichtungen, z. B. mittels Rütteleinrichtungen, mittels eines Gasstromes od. dgl. bewerkstelligen.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung machen es insgesamt möglich, großserienmäßig und auf wirtschaftliche Weise Faserstücke 24 mit endseitigen Abrundungen und/oder Verdickungen 25 herzustellen und eine Herstellung im Tausend-Tonnen-Maßstab zu realisieren. Dabei lassen sich die Faserstücke 24 mit den endseitigen Abrundungen und/oder Verdickungen 25 in reproduzierbarer Qualität und Güte kostengünstig in enormen Mengen pro Zeiteinheit herstellen.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel sind für die Teile, die dem ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 entsprechen, um 100 größere Bezugszeichen verwendet, so daß dadurch zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispieles Bezug ge nommen ist.

In Fig. 2 ist verdeutlicht, daß man die Faserstücke 124 z. B. vertikal durch eine entsprechend angeordnete, also etwa vertikale, Erwärmungszone 114 hindurchführen kann. In dieser hier vertikalen, aufrechtstehenden Erwärmungszone 114 wird ein rotierender Heißgasstrom 123 in einer zylindri schen Erwärmungszone 114 erzeugt, was durch Pfeile 123 ver deutlicht ist. Diese hier vertikal gerichtete zylindrische Erwärmungszone 114 ist aus einem Zylinder mit isolierten Wänden gebildet und durch diesen begrenzt. Der rotierende Heißgasstrom 123 wird dadurch erzeugt, daß ein Heißgas durch einen angedeuteten Stutzen mit tangentialer Geschwin digkeitskomponente in die Erwärmungszone 114 eingeführt, z. B. eingeblasen wird. Das Heißgas hat im Inneren der Er wärmungszone 114 die gewünschte Temperatur. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Faserstücke 124 etwa in Richtung der Achse des rotierenden Heißgasstromes 123 und/ oder parallel dazu und/oder im rotierenden Heißgasstrom 123 durch die Erwärmungszone 114 hindurchgeführt. Da die Erwärmungszone 114 hier aufrecht steht, also etwa vertikal verläuft, geschieht die Hindurchführung der Faserstücke 124 in etwa vertikaler Richtung.

Es versteht sich gleichwohl, daß man bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel den rotierenden Heißgas strom 123 auch innerhalb einer horizontalen oder schräg verlaufenden Erwärmungszone erzeugen und dann die Faser stücke in dieser Richtung durch diese Erwärmungszone hin durchführen kann.

Beim Beispiel gemäß Fig. 2 werden die Faserstücke 124 etwa in Richtung des rotierenden Heißgasstromes 123 von oben her der Erwärmungszone 114 zugeführt und in der gleichen Rich tung, also in etwa vertikaler Richtung, aus der Erwärmungs zone 114 unten abgeführt. Durch die aufrechtstehende Anord nung der Erwärmungszone 114 und den darin erzeugten, auf rechtstehen rotierenden Heißgasstrom 123, der um eine etwa aufrechte Achse rotiert, kann man somit die Faserstücke 124 von oben her, z. B. durch Schwerkraft, der Erwärmungs zone 114 zuführen. Die Faserstücke 124 können z. B. durch Schwerkraft von oben her in die Erwärmungszone 114 hinein fallen. Dann werden die Faserstücke 124 mehr oder weniger lang und intensiv vom rotierenden Heißgasstrom 123 in Rota tionsrichtung und/oder vertikaler Richtung mitgenommen. Die Faserstücke 124 bewegen sich z. B. aufgrund der Schwerkraft somit durch den rotierenden Heißgasstrom 123, und dabei von oben nach unten, hindurch. Während dieser Phase werden an den Enden der Faserstücke 124 Rundungen und/oder Verdickun gen 125 erzeugt. Die mit diesen verdickten und/oder abge rundeten Enden 125 versehenen Faserstücke 124 werden dann am unteren Ende aus der Erwärmungszone 114 abgeführt, z. B. in vertikaler Richtung und beispielsweise ebenfalls durch Schwerkraft. Dann können die Faserstücke 124 in einer z. B. darunter befindlichen Auffangstation 119 gesammelt werden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Faserstücken, insbesondere von Langfasern, Kurzfasern od. dgl., die zumindest an einem Ende gerundet und/oder verdickt sind, dadurch gekennzeichnet, daß man die gerundeten und/oder verdickten Enden durch Anschmelzen erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Einzelfasern oder Faserstränge zu Faserstücken (24) vorgegebener Länge zerschneidet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einzelfasern oder Faserstränge berührungslos zerschneidet.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einzelfasern oder Faserstränge berührend zer schneidet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Zerschneiden der Einzelfasern oder Faser stränge zugleich die Anschmelzung zumindest an einem Ende vornimmt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einzelfasern oder Faserstränge einem be rührend arbeitenden Trennwerkzeug zuführt und zugleich im Arbeitsbereich des Trennwerkzeuges eine Erwärmung auf eine Temperatur vornimmt, die zumindest nahe oder etwa gleich der Schmelztemperatur ist oder darüber liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Erwärmung mittels des Trennwerkzeuges selbst vornimmt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einzelfasern oder Faserstränge einem Trenn werkzeug zuführt, das sich auf einer Temperatur befindet, die zumindest nahe oder etwa gleich der Schmelztemperatur ist oder darüber liegt, und daß man durch Anstoßen der Einzelfasern bzw. Faserstränge an dem Trennwerkzeug und/ oder durch Zerschneiden letzterer mittels des Trennwerk zeuges die Anschmelzung vornimmt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3 oder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einzelfasern oder Faserstränge berührungslos mittels Energiestrahlen zerschneidet.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man im Wirkungsbereich der Energiestrahlen eine Erwärmung auf eine Temperatur vornimmt die zumindest nahe oder etwa gleich der Schmelztemperatur ist oder darüber liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Erwärmung mittels der Energiestrahlen zu gleich mit dem Zerschneiden vornimmt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einzelfasern oder Faserstränge mit Laser strahlen oder Plasmastrahlen zerschneidet und vorzugs weise zugleich auf die gewünschte Temperatur erhitzt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Heißgas, einen Lichtbogen, eine Infrarot- Heizquelle, eine offene Flamme od. dgl. zum Zer schneiden und/oder Erhitzen auf die gewünschte Temperatur einsetzt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einzelfasern oder Faserstränge zu Faser stücken (24) mit Längen im Bereich von etwa 0,1 bis 50 mm, vorzugsweise 0, 1 bis 5 mm oder auch kleiner, schneidet.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß man bereits geschnittene Faserstücke (24), insbe sondere Langfasern, Kurzfasern od. dgl., endseitig an schmelzen läßt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (24) durch eine Erwärmungszone (14), in der die Faserstücke (24) zumindest an einem Ende (25) anschmelzen und sich infolge dessen abrunden bzw. verdicken, hindurchführt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (24) vor der Erwärmungszone (14) zumindest durch eine Vorwärmzone (12) hindurch führt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15-17, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (24) in vorgegebener Menge pro Zeiteinheit dosiert der Vorwärmzone (12) bzw. Erwärmungszone (14) zuführt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15-18, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (24) in vorgegebener Menge pro Zeiteinheit dosiert durch die Vorwärmzone (12) bzw. Erwärmungszone (14) hindurchführt.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15-19, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Vorwärmzone (12) bzw. Erwärmungszone (14) mittels eines Heißgases, mittels offener Flamme, mittels Laserstrahlen, mittels Plasmastrahlen, mittels Licht bogens, mittels Infrarot-Wärmequelle od. dgl. eine Er wärmung auf eine Temperatur vornimmt, die zumindest nahe oder etwa gleich der Schmelztemperatur ist oder darüber liegt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15-20, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Erwärmungszone (14) zumindest an den beaufschlagten Faserstücken (24) eine Temperatur im Be reich von etwa 1200°C bis 1400°C oder darüber erzeugt.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-21, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umgebungstemperatur in der Erwärmungszone (14) und/oder die Oberflächentemperatur an den Enden und/oder an der Oberfläche der Faserstücke (24) deutlich über der Schmelztemperatur des Materials der Faserstücke (24) legt.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur in der Erwärmungszone (14) in engen Toleranzen konstant hält.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 15-23, dadurch gekennzeichnet, daß man zumindest die Erwärmungszone (14) gegenüber den Nachbarbereichen thermisch abschottet.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-24, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (24) nach dem Anschmelzen durch eine Abkühlzone (15) hindurchleitet.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (24) in der Abkühlzone (15) gleichzeitig mit einer Oberflächenbeschichtung versieht, z. B. mit einem Schlichtenebel beaufschlagt.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-26, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (24) nach dem Anschmelzen einer Auffangstation (19) zuführt.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-27, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einzelfasern oder Faserstränge bzw. die Faserstücke (24) mittels Rütteleinrichtungen transportiert.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-28, dadurch gekennzeichnet, daß man die zerschnittenen Faserstücke (24) mittels eines Gasstromes (23) transportiert.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 15-23, dadurch gekennzeichnet, daß man die zerschnittenen Faserstücke (24) mittels eines Gasstromes (23) durch die Zonen, insbesondere Vorwärmzone (12) und/oder Erwärmungszone (14) und/oder Abkühlzone (15), hindurchbläst.

31. Verfahren nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß man den Durchsatz des Gasstromes (23) in engen Toleranzen konstant hält.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-31 dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (24), vorzugsweise solche mit einer Länge kleiner als 0,1 mm, insbesondere Glasmehl, zu im wesentlichen kugelförmigen Teilen, z. B. Kugeln, umschmilzt, insbesondere mittels und/oder bei Durch blasen der Faserstücke (24) durch die Erwärmungszone (14).

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 16-32, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (24; 124) horizontal, schräg oder vertikal durch eine entsprechend angeordnete Erwärmungszone (14; 114) hindurchführt.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer Erwärmungszone (114) einen rotierenden Heißgasstrom (123) erzeugt und die Faserstücke (124) etwa in Richtung der Achse des rotierenden Heißgasstromes (123) und/oder parallel dazu und/oder im rotierenden Heißgasstrom (123) durch die Erwärmungszone (114) hin durchführt.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (124) etwa in Richtung des rotie renden Heißgasstromes (123) der Erwärmungszone (114) zuführt und/oder daraus abführt.

36. Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (124) einer aufrecht stehenden Erwärmungszone (114) von oben her zuführt, z. B. durch Schwerkraft, daß man die zugeführten Faserstücke (124) durch einen rotierenden Heißgasstrom (123) mit aufrechter Achse etwa in vertikaler Richtung hindurchführt, z. B. durch Schwerkraft, und daß man die Faserstücke (124) mit hergestellten verdickten und/oder abgerundeten Enden (125) etwa in vertikaler Richtung aus der Erwärmungszone (114) abführt, z. B. durch Schwerkraft, und vorzugsweise dann in einer darunter befindlichen Auffangstation (119) sammelt.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 33-36, dadurch gekennzeichnet, daß man einen rotierenden, horizontalen oder vertikalen Heißgasstrom (123) durch tangentiale Einleitung eines Heißgases in eine zylindrische Erwärmungszone (114) er zeugt.

38. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-37, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (24) aus Glasfasern herstellt.

39. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-37, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (24) aus vernetzten, nicht schmelzbaren Kunststoffen herstellt, die bei hohen Temperaturen sich örtlich im Bereich der Faserenden abrunden und/oder verdicken.

40. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-37, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (24) aus schmelzbaren Kunst stoffen herstellt.

41. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-37, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstücke (24) aus Polyamid, Aramid, Polyester oder Polyethylen herstellt.

42. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-41, dadurch gekennzeichnet, daß man als Faserstücke (24) solche mit einem Durch messer etwa im Bereich von 5-20 µm, vorzugsweise im Bereich von 10-15 µm, verwendet.