DE4443616C2 - Process for the production of hybrid fiber composites - Google Patents

Process for the production of hybrid fiber composites

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Description

Die Herstellung von Faserverbundwerkstoffen erfolgt in Abhängigkeit von der Faserlänge der Verstärkungsfasern nach mehreren unterschiedlichen Verfahren. Bei Einsatz von Langfasern werden üblicherweise Schmelz-Pultrusionsverfahren angewendet.The production of fiber composite materials depends on the Fiber length of the reinforcing fibers using several different methods. When using long fibers, melt-pultrusion processes are usually used applied.

Derartige Pultrusionsverfahren sind beispielsweise beschrieben in EP 0 056 703 A1 und EP 0 579 047 A1.Such pultrusion processes are described, for example, in EP 0 056 703 A1 and EP 0 579 047 A1.

Ein solches Verfahren zur Herstellung von Faserverbundwerkstoffen enthaltend Metallfasern durch Pultrusion von Endlosmetallfasern wird beschrieben in DE 38 10 598 A1.Containing such a method for producing fiber composite materials Metal fibers by pultrusion of continuous metal fibers are described in DE 38 10 598 A1.

In DE 39 23 917 A1 werden metallfaserhaltige, elektrisch leitfähige Polyphenylensulfidharzmischungen beschrieben.DE 39 23 917 A1 describes metal fiber-containing, electrically conductive Polyphenylene sulfide resin mixtures described.

In DE 35 39 509 A1 werden Verbundfolien aus Kunststoff offenbart, die statistisch dispergierte leitende Fasern enthalten.DE 35 39 509 A1 discloses composite films made of plastic, which are statistical contain dispersed conductive fibers.

In EP 207792 A2 wird ein Verbundwerkstoff enthaltend anorganische Fasern mit einem Kohlenstoffkern beschrieben.EP 207792 A2 describes a composite material containing inorganic fibers described a carbon core.

DE 34 14 027 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Kupplungsbelägen, wobei anorganische Fasern mit einem wärmehärtbaren Harz imprägniert und mit Kautschukfolien verbunden werden. Beschrieben wird auch gelegentlich der Einsatz von Fasergemischen bei diesen Verfahren. Beim Einsatz von Metallfasern gestaltet sich jedoch ein kontinuierliches Betreiben dieser Verfahren schwierig. DE 34 14 027 discloses a method for producing clutch linings, wherein inorganic fibers impregnated with a thermosetting resin and with Rubber foils are connected. It is also described occasionally the use of fiber mixtures in these processes. When using However, metal fibers are continuously operated Procedure difficult.  

Es werden auch übliche Kabelummantelungsverfahren mit normalen Thermoplasten betrieben.There are also common cable sheathing processes with normal thermoplastics operated.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 16 29 363 A ist ein aufwendiges Verfahren beschrieben bei dem neben einer komplizierten Fadenführung, die Fäden in einen Thermoplast-Knetwulst eines Walzenpaares geführt werden. Auch diese Verfahren sind zur Herstellung von Langfaser-Verbundwerkstoffen mit Metallfasern im kontinuierlichen Betrieb wenig geeignet.In German published patent application DE 16 29 363 A is a complex one Process described in addition to a complicated thread guide, the Threads are fed into a thermoplastic kneading bead of a pair of rollers. These processes are also used to manufacture long fiber composites not suitable with metal fibers in continuous operation.

Es bestand deshalb die Aufgabe, ein geeignetes Verfahren zur Herstellung von Hybrid-Faserverbundwerkstoffen zu entwickeln. The task was therefore to find a suitable method for the production of hybrid fiber composites develop.  

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hybrid-Faserverbundwerkstoffes, der 3 bis 70 Gew.-% Metallfasern, 5 bis 70 Gew.-% Verstärkungsfasern und mittel- bis hochviskose Thermoplasten enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schmelz-Pultrusionsverfahren ein oder mehrere Endlosverstärkungsfaserbündel mit geschmolzenen mittel- bis hochviskosen Thermoplasten imprägniert, zusammen durch eine Düse 5 geführt, danach durch ein oder mehrere Flachwalzenpaare 6 zu einem Band ausgewalzt werden und nachfolgend in dieses Band vorgewärmte Metallfasern mittels eines Walzenpaares 7 eingedrückt werden und daß das mit Metallfasern versehene Band dann durch horizontal und vertikal angeordnete Profilwalzenpaare 8 und 9 so umgeformt wird, daß die Metallfasern von den mit Thermoplast imprägnierten Endlosverstärkungsfasern eingehüllt sind.This object is achieved by a process for producing a hybrid fiber composite material which contains 3 to 70% by weight of metal fibers, 5 to 70% by weight of reinforcing fibers and medium to high-viscosity thermoplastics, characterized in that in a melt-pultrusion process or several continuous reinforcement fiber bundles impregnated with melted medium to high viscosity thermoplastics, passed together through a nozzle 5 , then rolled out through one or more pairs of flat rollers 6 to form a band and subsequently preheated metal fibers are pressed into this band by means of a pair of rollers 7 and that the metal fiber provided Band is then formed by horizontally and vertically arranged profile roller pairs 8 and 9 so that the metal fibers are enveloped by the thermoplastic impregnated continuous reinforcing fibers.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Hybrid-Faserverbundwerkstoffen, die 3 bis 70 Gew.-% Metallfasern, 5 bis 70 Gew.-% Verstärkungsfasern und mittel- bis hochviskose Thermoplasten enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schmelz-Pultrusionsverfahren mehrere Endlosverstärkungsfaserbündel mit geschmolzenen mittel- bis hochviskosen Thermoplasten imprägniert, durch mehrere Düsen 5 geführt und danach durch ein oder mehrere Flachwalzenpaare 6 zu Bändern ausgewalzt werden, daß dann zwischen diese Bänder vorgewärmte Metallfasern geführt werden, die Bänder mit den dazwischen befindlichen Metallfasern mittels eines Walzenpaares 7 zusammengedrückt und durch horizontal und vertikal angeordnete Profilwalzenpaare 8 und 9 so umgeformt werden, daß die Metallfasern von den mit Thermoplast imprägnierten Endlosverstärkungsfasern umschlossen sind.This object is also achieved according to the invention by a process for producing hybrid fiber composite materials which contain 3 to 70% by weight of metal fibers, 5 to 70% by weight of reinforcing fibers and medium to highly viscous thermoplastics, characterized in that Pultrusion process impregnated several continuous reinforcement fiber bundles with melted medium to highly viscous thermoplastics, passed through several nozzles 5 and then rolled out into strips by one or more pairs of flat rollers 6 , so that preheated metal fibers were then passed between these strips, the strips with the metal fibers between them using a pair of rollers 7 compressed and formed by horizontally and vertically arranged pairs of profile rollers 8 and 9 so that the metal fibers are enclosed by the thermoplastic impregnated continuous reinforcing fibers.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das Band mit den eingedrückten Metallfasern bzw. die zusammengedrückten Bänder mit den dazwischen befindlichen Metallfasern durch einen variablen Walzenspalt gezogen wird, bzw. gezogen werden, der durch eine feste und eine achsparallel bewegliche (vertikal) beweglich angeordnete Walze eines Walzenpaares 7 gebildet wird. In an advantageous embodiment of the present invention, the band with the pressed-in metal fibers or the compressed bands with the metal fibers located therebetween is pulled or pulled through a variable nip, which is arranged by a fixed and an axially parallel (vertically) movably arranged roller a pair of rollers 7 is formed.

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung können das Eindrücken der Metallfasern bzw. das Zusammendrücken der Bänder dadurch erfolgen, daß bei dem Walzenpaar 7 eine Walze mit ebener Mantelfläche und eine Walze mit profilierter Mantelfläche ausgebildet ist oder dadurch, daß beide Walzen eines Walzenpaares 7 mit profilierter Mantelfläche ausgebildet sind.In further advantageous refinements of the present invention, the metal fibers can be pressed in or the strips pressed together in that a pair of rolls 7 has a roll with a flat lateral surface and a roll with a profiled lateral surface, or in that both rolls of a pair of rolls 7 are profiled Shell surface are formed.

Es ist weiter vorteilhaft, wenn das Band mit den eingedrückten Metallfasern bzw. die zusammengedrückten Bänder mit den dazwischen befindlichen Metallfasern zusätzlich durch einen variablen Walzenspalt gezogen werden, der durch eine fest angeordnete Walze und eine vertikal beweglich angeordnete Walze eines ineinanderkämmenden Längsprofilwalzenpaares 13 gebildet wird, und/oder
zur Umformung zunächst durch ein horizontal angeordnetes Profilwalzenpaar 8 und danach durch ein vertikal angeordnetes Profilwalzenpaar 9 geführt werden, oder
zur Umformung zunächst durch ein vertikal angeordnetes Profilwalzenpaar 9 und danach durch ein horizontal angeordnetes Profilwalzenpaar 8 geführt werden.
It is further advantageous if the strip with the pressed-in metal fibers or the compressed strips with the metal fibers located between them is additionally pulled through a variable roller gap, which is formed by a fixedly arranged roller and a vertically movably arranged roller of a pair of intermeshing longitudinal profile rollers 13 , and /or
for forming are first passed through a horizontally arranged pair of profile rollers 8 and then through a vertically arranged pair of profile rollers 9 , or
for forming are first passed through a vertically arranged pair of profile rollers 9 and then through a horizontally arranged pair of profile rollers 8 .

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Profilwalzenpaare 8 und 9 versetzt angeordnet sind.It is also advantageous if the profile roller pairs 8 and 9 are arranged offset.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Band mit den eingedrückten Metallfasern vor der Umformung durch eine Temperiervorrichtung 14 gezogen.In a further embodiment of the invention, the strip with the pressed-in metal fibers is drawn through a temperature control device 14 before the forming.

Für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Hybrid-Faserverbundwerkstoffe können als Polymermatrix Thermoplaste im weiteren Sinne eingesetzt werden, d. h. Stoffe, die sich reversibel oder intermediär thermoplastisch verhalten und ein niedrigeres Erweichungsintervall besitzen als das Material, aus dem die Verstärkungsfasern bestehen.For the hybrid fiber composite materials produced by the method according to the invention, as  Polymer matrix thermoplastics are used in a broader sense, d. H. substances which are reversible or intermediate thermoplastic and a lower one Have softening interval than the material from which the reinforcing fibers consist.

Bevorzugte Thermoplaste sind Polyethylene, Polypropylene, Polybutylene, Polypentene, Polyvinylchloride, Polymethylmethacrylate, Polyacryilnitrile, Polymethacrylnitrile, Polystyrol enthaltene Mehrphasenkunststoffe wie ABS, Polyamide, Polyurethane, Polyethylenterephthalate, Polybutylenterephthalate, Bisphenol-A-Polycarbonate, Polyphenylensulfide, Polyetherketone, Polyetheretherketone, Polyethersulfone, Polysulfone, Polyetherimide, Polyamidimide und Polyestercarbonate.Preferred thermoplastics are polyethylenes, polypropylenes, polybutylenes, Polypentenes, polyvinyl chlorides, polymethyl methacrylates, polyacrylonitriles, Polymethacrylonitrile, polystyrene containing multiphase plastics such as ABS, Polyamides, polyurethanes, polyethylene terephthalates, polybutylene terephthalates, Bisphenol A polycarbonates, polyphenylene sulfides, polyether ketones, Polyether ether ketones, polyether sulfones, polysulfones, polyether imides, Polyamide imides and polyester carbonates.

Die Thermoplaste können auch in den verschiedensten Kombinationen vorliegen, z. B. als Copolymere, Blockpolymere, Propfpolymere, Mischpolymere und Polymergemische.The thermoplastics can also be in various combinations, z. B. as copolymers, block polymers, graft polymers, copolymers and Polymer mixtures.

Die Verstärkungsfasern können von unterschiedlichster Art sein. Wesentlich ist nur, daß die Verstärkungsfasern einen höheren Erweichungs- bzw. Schmelzpunkt besitzen, als die jeweils vorliegende Thermoplastmatrix. Beispiele für Fasermaterialien sind anorganische Materialien wie silikatische und nichtsilikatische Gläser der verschiedensten Art und Kohlenstoff.The reinforcing fibers can be of various types. Is essential only that the reinforcing fibers have a higher softening or Have melting point than the respective thermoplastic matrix. Examples for fiber materials are inorganic materials such as silicate and non-silicate glasses of various types and carbon.

Als Metallfasern können Fasern unterschiedlicher Stärke und Ausführungsqualität, auch versponnene Fasern von Metallen und Metallegierungen eingesetzt werden. Endlosfasern sind nicht zwingend erforderlich. Bevorzugte Metallfasern können nicht koordinierende Stahlfasern oder Fasern aus Kupfer oder Kupferlegierungen sein.Fibers of different strengths and Execution quality, also spun fibers of metals and Metal alloys are used. Continuous fibers are not mandatory required. Preferred metal fibers can be non-coordinating steel fibers or fibers of copper or copper alloys.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch für solche Zwecke verwendet werden, bei denen die zugeführte Faser aus den gleichen Materialien wie die Verstärkungsfasern besteht bzw. ein Lichtwellenleiter ist. The method according to the invention can also be used for such purposes in which the supplied fiber is made of the same materials as the There is reinforcing fibers or is an optical waveguide.  

Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Vorteile auf. Der damit hergestellte Hybrid-Faserverbundwerkstoff erreicht eine höhere Gesamtbruchlast als seine Teilkomponeten.The method according to the invention has the following advantages. The one with it Hybrid fiber composite produced achieves a higher total breaking load as its subcomponents.

Die zugeführten Metallfasern können auf der gesamten Länge weniger zugfest sein und können Inhomogenitäten bzw. Schwachstellen aufweisen, da die Hauptzugkraft von den imprägnierten Verstärkungsfasern getragen wird. Besonders vorteilhaft wirkt sich aus, daß Verdickungen und/oder Knoten u. ä. bei den Metallfasern die Vorrichtung durchlaufen, ohne daß an Engstellen Störungen auftreten. Die Metallfasern können weiterhin auf einfache Weise dem laufenden Verfahren zugeführt werden, wenn die übliche Pultrusion und nachfolgende Verformung bereits stabil läuft.The supplied metal fibers are less tensile along the entire length and can have inhomogeneities or weaknesses, because the Main traction is carried by the impregnated reinforcing fibers. The fact that thickenings and / or knots u. at the metal fibers pass through the device without interference at narrow points occur. The metal fibers can continue to run easily Procedures are given when the usual pultrusion and subsequent Deformation is already running stable.

Auch die Verwendung von Endlosmetallfasern ist nicht zwingend erforderlich und es können Faserkombinationen verwendet werden.The use of continuous metal fibers is also not absolutely necessary and fiber combinations can be used.

Bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Hybrid-Faserverbundwerkstoffen aus Glasfasern als Verstärkungsfasern und Metallfasern wurde ein isolierende Wirkung und eine verbesserte elektrische Leitfähigkeit erreicht. Sie stellen damit wertvolle Ausgangsprodukte für spezielle Anwendungsfälle der thermoplastischen Weiterverarbeitung dar.In the hybrid fiber composite materials made of glass fibers produced by the method according to the invention Reinforcing fibers and metal fibers became an insulating effect and one improved electrical conductivity achieved. You provide valuable Starting products for special applications of thermoplastic Further processing.

Vorteilhaft kann es auch sein, mehrere Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens parallel anzuordnen.It can also be advantageous to have several devices for carrying out the Arrange the procedure in parallel.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert.In the following the invention based on exemplary embodiments in Connection with the drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens gemäß Anspruch 1. Fig. 1 shows a schematic representation of the method according to claim 1.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung von Faserquerschnitten unter Bezug auf Fig. 1. FIG. 2 shows a schematic illustration of fiber cross sections with reference to FIG. 1.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Verfahrens gemäß Anspruch 2. Fig. 3 shows a schematic representation of the method according to claim 2.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung von Querschnitten der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Hybrid-Faserverbundwerkstoffe. Fig. 4 shows a schematic illustration of cross-sections of the hybrid-fiber-reinforced composites prepared by the novel method.

Die Bezugsziffern in den Figuren werden in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.The reference numerals in the figures are given in the following Embodiments explained in more detail.

Beispiel 1example 1

Von einer Spule 1 wurden drei Teil-Rovings á 1200 tex einer handelsüblichen E-Glasfaser über eine Vorwärmung 2 einer Imprägniervorrichtung 4 zugeführt und mit Polypropylen (®HOSTALEN PPX® 4221 mit Haftvermittler), das mit einem Extruder 3 zugegeben wurde, bei 280°C imprägniert.From a spool 1 , three partial rovings of 1200 tex each of a commercially available E-glass fiber were fed via a preheater 2 to an impregnation device 4 and with polypropylene (®HOSTALEN PPX® 4221 with adhesion promoter), which was added with an extruder 3 , at 280 ° C. impregnated.

Die imprägnierten Faserstränge wurden durch eine Düse 5 geführt und mittels eines Flachwalzenpaares 6 zu einem Band ausgewalzt. Nach Aufwärmung mit einer Heizvorrichtung 14 wurde in dieses Band eine Kupferfaser mit 0,15 mm Durchmesser, die von einer Spule 10 abgewickelt, über Führungswalzen 11 und 12 geführt und in einem Vorwärmofen 16 vorgewärmt wurde, mittels eines Walzenpaares 7 eingedrückt.The impregnated fiber strands were passed through a nozzle 5 and rolled out into a strip by means of a pair of flat rollers 6 . After heating with a heating device 14 , a copper fiber with a diameter of 0.15 mm, which was unwound from a spool 10 , passed over guide rollers 11 and 12 and preheated in a preheating furnace 16 , was pressed into this band by means of a pair of rollers 7 .

Bei dem Walzenpaar 7 war eine Walze vertikal beweglich angeordnet. Nach erneuter Aufwärmung in einem Ofen 14 und Kalibrierung zwischen zwei ineinanderkämmenden Walzen 13 wurde das Band mit der eingedrückten Kupferfaser mit vertikal und horizontal angeordneten Profilwalzenpaaren 8 und 9 so umgeformt, daß die Kupferfaser von den mit Thermoplast imprägnierten Endlosglasfasern eingehüllt waren. Der Querschnitt des ausgewählten Bandes wurde so eingesetzt, daß die Einhüllung der Kupferfaser nach der Umformung gewährleistet war. Nach Durchlaufen einer üblichen, nicht dargestellten Kühlstrecke, wurde der Hybrid-Faserverbundwerkstoff mittels einer Abzugsvorrichtung 15 abgezogen. Die Geschwindigkeit betrug 5 m/min. In the pair of rollers 7 , a roller was arranged to be vertically movable. After reheating in a furnace 14 and calibration between two intermeshing rollers 13 , the strip with the indented copper fiber was formed with vertically and horizontally arranged profile roller pairs 8 and 9 in such a way that the copper fiber was enveloped by the continuous glass fibers impregnated with thermoplastic. The cross section of the selected strip was used in such a way that the encapsulation of the copper fiber was ensured after the forming. After passing through a conventional cooling section (not shown), the hybrid fiber composite material was pulled off by means of a pull-off device 15 . The speed was 5 m / min.

Der Anteil der Glasfasern im Hybrid-Faserverbundwerkstoff betrug 68 Gew.-% und der Anteil der Kupferfaser 3 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Hybrid-Faserverbundwerkstoffes.The proportion of glass fibers in the hybrid fiber composite material was 68% by weight and the proportion of copper fiber 3 wt .-%, based on each Total weight of the hybrid fiber composite.

Beispiel 2Example 2

Von zwei Spulen 1 wurden zwei Rovings einer handelsüblichen E-Glasfaser 1200 tex über eine Vorwärmung 2 einer Imprägniervorrichtung 4 zugeführt und bei 280°C mit Polypropylen wie in Beispiel 1 imprägniert. Die imprägnierten Faserstränge wurden durch Düsen 5 geführt und mittels zweier Flachwalzenpaare 6 zu Bändern ausgewalzt.From two spools 1 , two rovings of a commercially available E-glass fiber 1200 tex were fed to an impregnation device 4 via preheating 2 and impregnated with polypropylene at 280 ° C. as in Example 1. The impregnated fiber strands were passed through nozzles 5 and rolled out into strips by means of two pairs of flat rollers 6 .

Von der Spule 10 und über Führungswalzen 11 und 12 kommend wurde zwischen diese Bänder ein in einem Ofen 16 vorgewärmter Stahlfaserstrang (Beki-Shied® BU 11/12000 304) geführt. Die Bänder und die dazwischen befindlichen Stahlfasern wurden durch ein Walzenpaar 7, mit einer fest und einer vertikal beweglich angeordneten Walze, zusammengedrückt. Nach erneuter Aufwärmung in einem Ofen 14 wurden die zusammengedrückten Bänder mit den dazwischen befindlichen Stahlfasern durch einen variablen Walzenspalt eines ineinanderkämmenden Walzenpaares 13 gezogen und mit vertikal und horizontal angeordneten Profilwalzenpaaren 8 und 9 so umgeformt, daß die Stahlfasern von den imprägnierten Glasfasern umschlossen waren.Coming from the bobbin 10 and via guide rollers 11 and 12 , a steel fiber strand (Beki-Shied® BU 11/12000 304) which was preheated in an oven 16 was passed between these bands. The strips and the steel fibers located between them were pressed together by a pair of rollers 7 , with one roller arranged vertically and one movable. After reheating in an oven 14 , the compressed strips with the steel fibers located between them were pulled through a variable nip of a pair of intermeshing rollers 13 and formed with vertically and horizontally arranged profile roller pairs 8 and 9 so that the steel fibers were enclosed by the impregnated glass fibers.

Die Querschnitte der ausgewalzten Bänder wurden so eingestellt, daß die Umschließung des Stahlfaserstranges gewährleistet war.The cross sections of the rolled strips were adjusted so that the Enclosure of the steel fiber strand was guaranteed.

Nach Durchlaufen einer üblichen, nicht dargestellten Kühlstrecke, wurde der Hybrid-Faserverbundwerkstoff mittels einer Abzugsvorrichtung 15 abgezogen. Die Geschwindigkeit betrug 5 m/min. Der Glasfaseranteil im Hybridfaserverbundwerkstoff betrug 15 Gew.-% und der Anteil der Stahlfaser 59 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Hybrid- Faserverbundwerkstoffes. After passing through a conventional cooling section, not shown, the hybrid fiber composite material was pulled off by means of a pull-off device 15 . The speed was 5 m / min. The proportion of glass fibers in the hybrid fiber composite was 15% by weight and the proportion of steel fibers was 59% by weight, in each case based on the total weight of the hybrid fiber composite.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Verstärkungsfaserspulen
Reinforcing fiber coils

22

Vorwärmung der Verstärkungsfasern
Pre-heating of the reinforcement fibers

33

Zuführung der Polymerschmelze
Feeding the polymer melt

44

Imprägniervorrichtung
impregnation

55

Düse
jet

66

Flachwalzenpaare
Flat roller pairs

77

Walzenpaare zum Eindrücken der Metallfasern bzw. Zusammendrücken
Roller pairs for pressing in the metal fibers or pressing them together

88th

Profilwalzen gegeneinander versetzt horizontal
Profile rolls offset horizontally

99

Profilwalzen gegeneinander versetzt vertikal
Profile rollers offset vertically

1010

Metallfaserspule
Metal fiber coil

1111

Umlenkrolle
idler pulley

1212

Leitvorrichtung für Metallfaser
Guide for metal fiber

1313

Längsprofilwalzen ineinanderkämmend
Longitudinal profile rollers intermeshing

1414

Aufheizvorrichtung
heating device

1515

Abzugsvorrichtung
off device

1616

Vorwärmung für Metallfasern
Preheating for metal fibers

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines Hybrid-Faserverbundwerkstoffes, der 3 bis 70 Gew.-% Metallfasern, 5 bis 70 Gew.-% Verstärkungsfasern und mittel- bis hochviskose Thermoplasten enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schmelz-Pultrusionsverfahren ein oder mehrere Endlosverstärkungsfaserbündel mit geschmolzenen mittel- bis hochviskosen Thermoplasten imprägniert, zusammen durch eine Düse 5 geführt, danach durch ein oder mehrere Flachwalzenpaare 6 zu einem Band ausgewalzt werden und nachfolgend in dieses Band vorgewärmte Metallfasern mittels eines Walzenpaares 7 eingedrückt werden und daß das mit Metallfasern versehene Band dann durch horizontal und vertikal angeordnete Profilwalzenpaare 8 und 9 so umgeformt wird, daß die Metallfasern von den mit Thermoplast imprägnierten Endlosverstärkungsfasern eingehüllt sind.1. A process for producing a hybrid fiber composite material containing 3 to 70 wt .-% metal fibers, 5 to 70 wt .-% reinforcing fibers and medium to highly viscous thermoplastics, characterized in that one or more continuous reinforcement fiber bundles with in a melt-pultrusion process impregnated melted medium to highly viscous thermoplastics, passed together through a nozzle 5 , then rolled out into a strip by one or more pairs of flat rollers 6 and subsequently preheated metal fibers are pressed into this strip by means of a pair of rollers 7 and that the strip provided with metal fibers is then passed horizontally and vertically arranged profile roller pairs 8 and 9 are formed so that the metal fibers are enveloped by the thermoplastic impregnated continuous reinforcing fibers. 2. Verfahren zur Herstellung von Hybrid-Faserverbundwerkstoffen, die 3 bis 70 Gew.-% Metallfasern, 5 bis 70 Gew.-% Verstärkungsfasern und mittel- bis hochviskose Thermoplasten enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schmelz-Pultrusionsverfahren mehrere Endlosverstärkungsfaserbündel mit geschmolzenen mittel- bis hochviskosen Thermoplasten imprägniert, durch mehrere Düsen 5 geführt und danach durch ein oder mehrere Flachwalzenpaare 6 zu Bändern ausgewalzt werden, daß dann zwischen diese Bänder vorgewärmte Metallfasern geführt werden, die Bänder mit den dazwischen befindlichen Metallfasern mittels eines Walzenpaares 7 zusammengedrückt und durch horizontal und vertikal angeordnete Profilwalzenpaare 8 und 9 so umgeformt werden, daß die Metallfasern von den mit Thermoplast imprägnierten Endlosverstärkungsfasern umschlossen sind.2. A process for the production of hybrid fiber composite materials containing 3 to 70 wt .-% metal fibers, 5 to 70 wt .-% reinforcing fibers and medium to highly viscous thermoplastics, characterized in that in a melt-pultrusion process several continuous reinforcement fiber bundles with molten agent - Impregnated to highly viscous thermoplastics, passed through a plurality of nozzles 5 and then rolled out into strips by one or more pairs of flat rollers 6 , so that preheated metal fibers are then passed between these strips, the strips with the metal fibers in between are pressed together by means of a pair of rollers 7 and through horizontally and vertically arranged pairs of profile rollers 8 and 9 are shaped so that the metal fibers are enclosed by the thermoplastic impregnated continuous reinforcing fibers. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mit den eingedrückten Metallfasern oder die zusammengedrückten Bänder mit den dazwischen befindlichen Metallfasern durch einen variablen Walzenspalt gezogen wird, oder gezogen werden, der durch eine feste und eine achsparallel bewegliche (vertikal) beweglich angeordnete Walze eines Walzenpaares 7 gebildet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the band with the pressed-in metal fibers or the compressed bands with the metal fibers located between them is pulled or pulled through a variable nip, which is moved by a fixed and axially movable (vertical) movably arranged roller of a pair of rollers 7 is formed. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eindrücken der Metallfasern oder das Zusammendrücken der Bänder dadurch erfolgt, daß bei dem Walzenpaar 7 eine Walze mit ebener Mantelfläche und eine Walze mit profilierter Mantelfläche ausgebildet ist.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the indentation of the metal fibers or the compression of the strips takes place in that in the pair of rollers 7, a roller is formed with a flat outer surface and a roller with a profiled outer surface. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eindrücken der Metallfasern oder das Zusammendrücken der Bänder dadurch erfolgt, daß beide Walzen eines Walzenpaares 7 mit profilierter Mantelfläche ausgebildet sind.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the pressing in of the metal fibers or the compression of the strips takes place in that both rollers of a pair of rollers 7 are formed with a profiled lateral surface. 6. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mit den eingedrückten Metallfasern oder die zusammengedrückten Bänder mit den dazwischen befindlichen Metallfasern zusätzlich durch einen variablen Walzenspalt gezogen werden, der durch eine fest angeordnete Walze und eine vertikal beweglich angeordnete Walze eines ineinanderkämmenden Längsprofilwalzenpaares 13 gebildet wird.6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the band with the pressed-in metal fibers or the compressed bands with the metal fibers located therebetween are additionally pulled through a variable nip, which is intermeshed by a fixedly arranged roller and a vertically movable roller Longitudinal roll pair 13 is formed. 7. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mit den eingedrückten Metallfasern oder die zusammengedrückten Bänder zur Umformung zunächst durch ein horizontal angeordnetes Profilwalzenpaar 8 und danach durch ein vertikal angeordnetes Profilwalzenpaar 9 geführt werden.7. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the band with the pressed-in metal fibers or the compressed bands for forming are first guided by a horizontally arranged pair of profile rollers 8 and then by a vertically arranged pair of profile rollers 9 . 8. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mit den eingedrückten Metallfasern oder die zusammengedrückten Bänder zur Umformung zunächst durch ein vertikal angeordnetes Profilwalzenpaar 9 und danach durch ein horizontal angeordnetes Profilwalzenpaar 8 geführt werden.8. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the band with the pressed-in metal fibers or the compressed bands for forming are first guided by a vertically arranged pair of profile rollers 9 and then by a horizontally arranged pair of profile rollers 8 . 9. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilwalzenpaare 8 und 9 versetzt angeordnet sind.9. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the profile roller pairs 8 and 9 are arranged offset. 10. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mit den eingedrückten Metallfasern vor der Umformung durch eine Temperiervorrichtung 14 gezogen wird.10. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the strip with the pressed-in metal fibers is drawn through a temperature control device 14 before the forming.
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