KR102582384B1 - 섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 제조하기 위한 방법 및 스트랜드-연신 디바이스 - Google Patents

섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 제조하기 위한 방법 및 스트랜드-연신 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 섬유 복합재 구성의 리프 스프링들(2)을 리프 스프링들(2)의 요망되는 형상으로 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 본 방법은 다음의 단계들: 섬유 재료(4)를 섬유 공급 저장부(3)로부터 사출 박스(6)로 스트랜드-연신하는 단계 ─ 사출 박스는 섬유 재료(4)의 스트랜드-연신 동안 적어도 하나의 매트릭스 재료로 챔버 과압 하에서 사출 박스(6)의 사출 챔버(6a) 내에서 섬유 재료(4)의 개개의 섹션을 연속적으로 함침하도록 설계됨 ─ , 사출 박스(6) 밖으로 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드(4a)를 당기는 단계, 후속하여 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드(4a)를 가열 디바이스(7)로 이송시키는 단계 ─ 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드(4a)의 각각의 이송된 섹션들은 적어도 부분적으로 경화됨 ─ ; 및 리프 스프링들(2)의 요망되는 형상으로 매트릭스 재료로 강화된 섬유 재료 스트랜드(4a)를 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명은 추가적으로 연관된 스트랜드-연신 디바이스(1)에 관한 것이다.

Description

섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 제조하기 위한 방법 및 스트랜드-연신 디바이스
본 발명은 섬유 복합재 구성의 리프 스프링들(leaf springs)을 리프 스프링들의 요망되는 형상으로 제조하기 위한 방법, 및 연관된 스트랜드-연신 디바이스에 관한 것이다.
EP 2 492 074 A1로부터, 자동차용 섬유 복합재 구성요소로서 리프 스프링의 제조를 위한 불연속적인 방법이 공지되어 있으며, 이 방법은 개별 섬유들 및 섬유들을 둘러싼 경화 수지의 매트릭스(matrix)를 포함하며, 여기서 섬유들은 준비되고 그리고 적어도 2개의 직물 층들의 형태로 서로 위에 층형성되며, 직물 층들은 프레스-몰딩 다이(press-moulding die) 내에 형성되고, 그리고 직물 층들 중 하나 이상 상에서 건조 도포된 결합제에 의해 건조 프리폼(preform)에 고정되며, 이 프리폼은 수지와 함께 RTM 공동에 침투되고(infiltrated) 그리고 경화된다.
US 4,445,957로부터, 개별 섬유들 및 섬유들을 둘러싸는 경화된 수지의 매트릭스를 포함하는, 자동차용 섬유 복합재 구성요소로서 리프 스프링을 제조하기 위한 연속적인 방법이 공지되어 있다. 섬유 복합재 구성요소들로서의 리프 스프링들은, 섬유들이 매트릭스로 함침되는 개방 트로프(open trough)를 포함하는 인발 디바이스(pultrusion device)에서 제작된다.
유사하게는, US 4 469 541 A는, 대상물들의 길이에 걸쳐 일정하지 않은 단면 형상을 가져서, 대상물의 제1 부품은 대상물의 제2 부품과 상이한 단면 형상을 가지는 보강 플라스틱 복합재 대상물을 설명한다. 일정하지 않은 단면 형상을 갖는 노즐 채널을 갖는 노즐을 사용하는 디바이스 및 방법이 사용된다. 디바이스에서, 제1 및 제2 성형 요소들의 쌍이 사용되고, 하나 또는 둘 모두의 성형 요소들에서, 칩 채널의 길이에 걸쳐 제2 칩 채널 섹션(chip channel section)의 단면과 상이한 하나의 단면 형상의 제1 섹션을 갖는 칩 채널을 형성한다. 보강 플라스틱 복합재 대상물을 효과적으로 인발(pultrude)하기 위해 성형 요소들 중 하나는 다른 요소에 대해 이동할 수 있거나, 둘 모두가 일정한 속도로 함께 이동할 수 있다.
DE 10 2017 102612 A1은 인발 시스템을 위한 사출 박스를 개시하며, 사출 박스는 섬유 공급을 위한 적어도 하나의 섬유 공급 개구를 갖는 하우징, 유체 매트릭스 재료를 사출하기 위한, 하우징 상에 제공되는 사출 연결부, 및 매트릭스 재료로 함침된 섬유들을 경화 공구로 배출하기 위한, 하우징 상에 제공되는 배출 개구를 포함한다. 사출 박스는 사출 박스 내측에 초음파들로 매트릭스 재료에 작용하도록 설계되는 초음파 디바이스를 여기서 더 포함한다.
본 발명의 목적은 방법 및 스트랜드-연신 디바이스를 생성하는 것이며, 이에 의해 리프 스프링들은 섬유 복합 구조로 특히 효율적으로 그리고 고품질로 제작될 수 있다.
본 문제는 섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 리프 스프링의 요망되는 형상으로 제조하기 위한 방법에 의해 해결되며, 상기 방법은,
섬유 재료를 섬유 공급 저장부로부터 사출 박스(injection box)로 스트랜드-연신하는(strand-drawing) 단계 ─ 사출 박스는 섬유 재료의 스트랜드-연신 동안 적어도 하나의 매트릭스 재료(matrix material)로 챔버 과압 하에서 사출 박스의 사출 챔버 내에서 섬유 재료의 개개의 섹션(section)을 연속적으로 함침하도록 설계됨 ─ ,
매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드를 사출 박스 밖으로 당기는 단계, 그리고 후속하여 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드를 가열 디바이스로 이송시키는 단계 ─ 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드의 개개의 이송된 섹션은 적어도 부분적으로 경화됨 ─ , 및 매트릭스 재료로 강화된 섬유 재료 스트랜드를 리프 스프링들의 요망되는 형상으로 형성하는 단계를 포함한다.
리프 스프링들은 특정한 유형의 구성의 일반적인 스프링들이며, 스프링들은 자체가 리프 스프링에 작용하는 외력들로 인해 구조적으로 특정한 범위로 탄성적으로 변형되는 것을 허용하며, 에너지가 탄성적으로 변형되는 리프 스프링에 저장되며, 이는 리프 스프링의 탄성 회복시에 다시 방출된다. 리프 스프링들은, 예를 들어, 차량 구성에서, 특히 차량의 휠들이 장착되는, 샤시의 스프링 및 댐퍼 배열체의 구성요소로서 빈번하게 사용된다. 일반적으로, 대량의 이러한 리프 스프링들의 유리하게 가격책정된 일련의 제조에 대한 필요가 존재한다. 리프 스프링들의 구조적 성숙함(maturity)에 관한 높은 요건들 및 가능한 한 낮은 중량의 리프 스프링들 및 예를 들어, 또한 차량과의 사고의 경우에서의 리프 스프링들의 충돌 거동에 관한 안전한 사용로 인해, 리프 스프링들은 섬유 복합재 구성요소들로서 점점 더 제조된다.
지금까지, 이러한 섬유 복합재 구성요소들은 특히, 예를 들어, 몰드로의 수지로 함침된 섬유 매트들의 수동 삽입 및 후속하여 몰드에서의 가열 그리고 가압에 의해 특정 개별 몰드들에서의 개별적인 제작에서 한조각씩(piece by piece) 제조되었다. 대안적으로, 이러한 섬유 복합재 구성요소들은 또한, 스트랜드-연신 방법에 의해 연속적인 양들로 연속적으로 제조될 수 있다. 그러나, 개방 배스(open bath)의 사용은 인발 방법으로서 또한 지칭될 수 있는 공지된 스트랜드-연신 방법 내에서, 단지 특정 수지들이 절차적으로 사용될 수 있으며, 고도로 반응성이고 그리고/또는 빠른 반응성인 수지들이 사용되지 않는 것이 불리하다. 또한, 수지를 갖는 섬유 재료의 완전하고 그리고 균일한 관통은 개방 배스에서 항상 보장되지 않는다.
본 발명에 따르면, 따라서, 스트랜드-연신에 의해 그리고 다시 말해, 과압하의 사출 챔버를 갖는 사출 박스의 사용으로 리프 스프링을 제조하는 것이 제안되며, 후속하여 사출 박스에서 선택적으로 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료의 완전한 경화가 발생할 수 있거나, 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료의 단지 부분적인 경화가 발생할 수 있다. 선택적으로 완전한 또는 단지 부분적인 경화로 인해, 리프 스프링들에 대한 요망되는 형상의 요망되는 특성들, 즉 리프 스프링들의 3차원 구성에 따라, 또한 부분적인 경화 후에, 형성 프로세스 단계들이 또한 이어져서, 또한 단지 단순한 직선 형상과 다른 형상을 가질 수 있는 리프 스프링들을 제조할 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면, 리프 스프링의 단순한 직선 구성과 상이한, 요망되는 형상의 리프 스프링들은, 중단없이 그리고 완전 자동으로 연속적인 방법에 의해 제조될 수 있다.
이에 따라, 리프 스프링들의 요망되는 형상은, 리프 스프링들의 요망되는 단면 형상 또는 각각 동일하거나 그렇지 않으면 상이한 단면들에서 상이할 수 있는 단면 구성, 및 또한, 예를 들어, 특히 리프 스프링들이 나중에 선택된 구성요소들에 체결될 수 있는, 예를 들어 샤시 연결 지점들과 같은 체결 장소들의 형성에 관하여, 굽힘 부분에서의 이들의 곡률 및 리프 스프링들의 단부 부분들에서의 이들의 성형들(shapings)과 같은, 리프 스프링들의 길이 방향 범위에서의 형상 둘 모두를 포함한다.
섬유 재료는 개별적인 스레드들(threads) 또는 섬유 번들들(fibre bundles)일 수 있다. 그러나, 섬유 재료는 또한 예를 들어 스트립들(strips)과 같은 편조형(braided) 또는 직조형(woven) 스트랜드 재료일 수 있다. 특히, 섬유 재료는 유리 섬유들, 탄소 섬유들, 현무암 섬유들 및/또는 아라미드(aramid) 섬유들을 포함할 수 있다. 섬유 재료는 또한, 특히 로빙(roving)으로 지정되고 그리고 일반적으로 필라멘트들의 번들 또는 스트랜드들, 즉 무한 섬유들을 나타낸다.
섬유 공급 저장소는 적절한 시간 기간에 걸쳐 연속적이고, 중단없는 제작을 위해 충분한 양의 섬유 재료를 저장하는 역할을 한다. 일반적으로, 이러한 섬유 공급 저장부들은, 섬유 재료들이 권선된 복수의 스풀들이 회전가능하게 장착되는 스풀 프레임들에 의해 형성될 수 있어서, 섬유 재료들이 용이하게 연신될 수 있다. 그 후, 연신되는 섬유 재료들은 사출 박스로 이송된다.
사출 박스는 섬유 공급 저장부로부터 나오는, 섬유 재료들이 연신되는 사출 챔버를 포함한다. 바람직하게는, 챔버 과압이 사출 챔버 내측에서 우세하다. 요망되거나 각각 요구되는 매트릭스 재료는 사출 박스 외부로부터 사출 챔버로 고압으로 사출되거나 각각 가압된다. 높은 챔버 압력으로 인해, 매트릭스 재료는 섬유 재료들의 중간 공간들로 특히 양호하게 관통할 수 있고, 그리고 특히 전체 영역에 걸쳐 그리고 공기 개재물없이, 즉, 기포들없이 연결할 수 있다.
매트릭스 재료는 특히 중합체들일 수 있다. 매트릭스 재료는 열경화성 플라스틱들, 열가소성 플라스틱들 및/또는 탄성중합체들일 수 있다. 매트릭스 재료는 반응적으로 경화할 수 있다. 대안적으로, 매트릭스 재료는 자가-경화할 수 있다. 따라서, 매트릭스 재료는 예를 들어 폴리우레탄, 에폭시 수지 및/또는 폴리아마이드를 포함할 수 있다.
모든 방법 변형들에서, 매트릭스 재료는 적어도 하나의 폴리우레탄 재료를 가질 수 있다.
섬유 복합재 구성의 리프 스프링들에 의해, 중량의 뚜렷한 절감이 달성될 수 있으며, 따라서 예를 들어 자동차들의 사용 분야에서, 연료 소비 및 이에 따라 또한 오염물 배출이 감소될 수 있다. 또한, 섬유 복합재 구성의 리프 스프링들과 함께 보다 조용한 구동 거동이 발생하며, 즉, 예를 들어, 리프 스프링들은 소음을 감쇠시킨다.
매트릭스 재료의 성분으로서의 폴리우레탄 재료는, 예를 들어, 섬유 재료의 함침성(impregnatability)을 개선하고 그리고 경화 시간, 즉, 반응 시간을 단축시킨다. 폴리우레탄 재료를 통해 달성되는 우수한 인성(toughness)은 부하시 피로 거동에 대한 긍정적인 효과를 갖는다.
모든 방법 변형들에서, 스트랜드-연신하는 단계 내에서 사출 박스에 의해, 높게 반응성이 있는, 즉, 매우 신속하게 경화하는 매트릭스 재료들 또는 매트릭스 시스템들이 또한 사용될 수 있다. 신속하게 경화하는 매트릭스 재료들 또는 매트릭스 시스템들은, 예를 들어, 10분 내지 15분의 시간에서 완전히 경화되는 재료들이다.
본 방법 이외에도, 문제는 더욱이, 섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 제조하기 위한 스트랜드-연신 디바이스에 의해 해결되며, 스트랜드-연신 디바이스는, 내부에 저장되는 적어도 하나의 섬유 재료를 갖는 섬유 공급 저장부, 섬유 공급 저장부 밖으로 섬유 재료를 연속적으로 연신하도록 설계되는 견인 디바이스(traction device), 사출 박스 ─ 사출 박스는, 섬유 재료의 스트랜드-연신 동안 적어도 하나의 매트릭스 재료로 챔버 과압 하에서 사출 박스를 통해 사출 박스의 사출 챔버 내에서 견인 디바이스에 의해 연신되는 섬유 재료의 개개의 섹션을 연속적으로 함침하도록 설계됨 ─ , 가열 디바이스 ─ 견인 디바이스에 의해 가열 디바이스로 각각 이송되는, 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드의 섹션의 적어도 부분적인 경화를 위해 설계됨 ─ , 및 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드의 개개의 적어도 부분적으로 경화된 섹션을 개개의 리프 스프링의 요망되는 형상으로 형상이 정해지도록 설계되는 성형 공구를 포함한다. 본 발명에 따른 스트랜드-연신 디바이스는 본 발명에 따른 방법들 중 하나 이상을 실행할 정도까지 설계된다.
견인 디바이스는 일반적으로, 섬유 재료의 견인 방향으로 서로에 대해 선형으로 이동가능한 방식으로 장착되는, 2개의 견인 배열체들을 가질 수 있어서, 견인 배열체들은 자동으로 서로를 향해 그리고 서로 멀어지게 자동으로 교번식으로(alternately) 이동될 수 있다. 견인 방향으로 이동하는 견인 배열체는 항상, 섬유 재료의 섹션에 맞물리고 그리고 견인 방향으로 섬유 재료의 섹션을 연신하며, 여기서 견인 방향의 반대로 각각 이동하는 다른 견인 배열체는 섬유 재료를 방출시킨다. 따라서, 섬유 재료는 단지 항상 견인 방향으로 연속적으로 이동된다.
성형 공구는 하나의 성형 공구 요소 또는 수개의 성형 공구 요소들로 구성될 수 있다. 수개의 성형 공구 요소들이 또한, 서로 명백한 거리를 두고 배열될 수 있다. 서로 이격되는 각각 2개의 성형 공구 요소들 사이에서, 특히 또한, 스트랜드-연신 디바이스의 다른 구성요소들, 특히 가열 디바이스, 견인 디바이스 및/또는 분리 디바이스가 배열될 수 있다. 성형 공구는 예를 들어, 섬유 재료 스트랜드의 단면 윤곽을 형성하기 위해 설계되는 제1 성형 공구를 포함할 수 있다. 성형 공구는 예를 들어, 섬유 재료 스트랜드의 길이방향 윤곽을 형성하기 위해 설계되는 제2 성형 공구를 포함할 수 있다.
본 방법의 특정한 실시예에서, 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드의 사출 박스 밖으로 연신되는 섹션은, 섬유 재료 스트랜드가 완전히 경화하기 전에, 리프 스프링의 요망되는 형상을 사출 박스 밖으로 연속적으로 각각 연신되는 매트릭스 재료로 강화된 섬유 재료 스트랜드의 섹션에 부여하도록 설계되는 성형 공구로 이송된다. 섬유 재료 및 매트릭스 재료를 포함하는 섬유 재료 스트랜드가 사출 박스로부터 나왔을 때, 섬유 재료 스트랜드는 가열 디바이스로 이송될 수 있고, 그리고 요망되는 방식으로, 즉, 단지 부분적으로 또는 완전히 가열 디바이스에서 경화될 수 있다. 그러나, 섬유 재료 스트랜드가 완전히 경화하기 전에, 섬유 재료 스트랜드는 성형 공구로 이송될 수 있다. 성형 공구는 아직 완전히 경화되지 않은 섬유 재료 스트랜드를 그의 단면 형태로 형상이 정해지도록 설계될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 아직 완전히 경화되지 않은 섬유 재료 스트랜드를 길이방향 범위로, 즉 그의 길이방향 형상으로 형상이 정해지도록 설계되는 성형 공구가 제공될 수 있다.
본 방법의 제1 변형예에서, 사출 박스 밖으로 연신되는 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드의 섹션은 리프 스프링의 요망되는 형상의 단면 구성을 규정하는 성형 공구의 공동을 통해 연속적으로 안내될 수 있으며, 그리고 후속하여 섬유 재료 스트랜드는 가열 디바이스에서 직선형 리프 스프링으로 완전히 경화될 수 있다.
제1 실시예에서, 성형 공구는, 그의 단면 구성에 대해, 사출 박스로부터 밖으로 연속적으로 연신되는 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드의 섹션을 위한 리프 스프링의 요망되는 형상을 규정하도록 설계되는 공동을 가질 수 있으며, 그리고 스트랜드-연신 디바이스는, 섬유 재료 스트랜드가 공동으로부터 나온 후에, 섬유 재료 스트랜드가 가열 디바이스에서 직선형 리프 스프링으로 완전히 경화되는 방식으로 가열 디바이스 및 견인 디바이스를 제어하도록 설계되는 제어 디바이스를 여기서 가질 수 있다.
단지 직선형 리프 스프링들이 제조되어야 한다면, 직선형 리프 스프링을 만곡된 리프 스프링들로 성형하기 위한 성형 공구가 제거될 수 있다. 이는, 리프 스프링들의 단면 형상을 설정하는 공동을 관통 진행 후에, 이미 완전한 경화가 발생할 수 있는 것을 의미한다.
본 방법의 제2 변형예에서, 사출 박스로부터 밖으로 연신되는 매트릭스 재료로 함침된 재료 스트랜드의 섹션은 리프 스프링의 요망되는 형상의 단면 구성을 규정하는 성형 공구의 공동을 통해 연속적으로 안내될 수 있으며, 후속하여 섬유 재료 스트랜드는 가열 디바이스에서 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드로 가열될 수 있고, 그리고 후속하여 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드는 다시 가온될 수 있고, 그리고 그 후 성형 공구에서 요망되는 형상을 가지는 리프 스프링으로 형상이 정해지고 그리고/또는 가압될 수 있다.
제2 실시예에서, 성형 공구는, 그의 단면 구성에 대해, 사출 박스로부터 밖으로 연속적으로 연신되는 매트릭스 재료로 함침되는 섬유 재료 스트랜드의 섹션을 위한 리프 스프링의 요망되는 형상을 규정하도록 설계되는 공동을 가질 수 있으며, 그리고 스트랜드-연신 디바이스는, 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드가 가열 디바이스로부터 나온 후에, 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드가 가온 디바이스에서 다시 가온되고 그리고 그 후, 추가의 성형 공구에서, 요망되는 형상을 가지는 리프 스프링으로 형상이 정해지고 그리고/또는 가압되는 방식으로 가열 디바이스 및 견인 디바이스를 제어하도록 설계되는 제어 디바이스를 여기서 가질 수 있다. 이에 따라, 매트릭스 재료는, 예를 들어, 2단계 경화 에폭시 수지(소위, "B 단계 수지")일 수 있다.
다른 한편으로, 만곡된, 특히 구부러진 리프 스프링들이 제조되어야 한다면, 직선형 리프 스프링을 만곡된 리프 스프링들로 성형하기 위한 성형 공구가 제거될 수 없으며, 오히려 리프 스프링들을 길이방향 범위에서 형상이 정해지도록 설계되는 부가의 성형 공구가 필수적이다. 이를 보장하기 위해, 사용되는 매트릭스 재료에 따라, 후속적인 가온이 발생할 수 있어서, 리프 스프링들은 부가의 성형 공구에서 성형될 수 있다. 이는 가열 디바이스에서 단지 부분적인 경화가 발생하거나, 예를 들어 열가소성 매트릭스 재료들의 경우에, 이전의 완전한 경화에도 불구하고 섬유 재료 스트랜드가 다시 가온을 통해 적어도 부분적으로 가소화될 수 있는 것을 의미한다.
본 방법의 제3 변형예에서, 사출 박스로부터 밖으로 연신되는 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드의 섹션은 리프 스프링의 요망되는 형상의 단면 구성을 규정하는 성형 공구의 공동을 통해 연속적으로 안내될 수 있으며, 후속하여 섬유 재료 스트랜드는 가열 디바이스에서 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드로 가열될 수 있으며 그리고 후속하여 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드는 성형 공구에서 재-가온 없이 요망되는 형상을 가지는 리프 스프링으로 성형될 수 있으며, 형상이 정해진 후에, 요망되는 형상을 가지는 리프 스프링의 완전한 경화가 발생한다.
제3 실시예에서, 성형 공구는, 그의 단면 구성에 대해, 사출 박스로부터 밖으로 연속적으로 연신되는 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드의 섹션을 위한 리프 스프링의 요망되는 형상을 규정하도록 설계되는 공동을 가질 수 있으며, 그리고 스트랜드-연신 디바이스는, 섬유 재료 스트랜드가 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드로 가열 디바이스에서 가열되며, 그리고 후속하여 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드가 재-가온 없이 추가의 성형 공구에서 요망되는 형상을 가지는 리프 스프링으로 형상이 정해지고, 그리고 형상이 정해진 후에, 요망되는 형상을 가지는 리프 스프링의 완전한 경화가 발생하는 방식으로 가열 디바이스 및 견인 디바이스를 제어하도록 설계되는 제어 디바이스를 여기서 가질 수 있다.
이러한 제3 실시예에서, 특히 부가의 성형 공구에서의 성형시에 아직 완전히 반응하지 않은 매트릭스 재료가 처리될 수 있다. 예를 들어, 이들은 소위 "B-단계 에폭시"라고 하는 B 상태의 에폭시 수지들일 수 있다.
본 방법의 제4 변형예에서, 사출 박스로부터 밖으로 연신되는 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드의 섹션은 리프 스프링의 요망되는 형상의 단면 구성을 규정하는 성형 공구의 공동을 통해 연속적으로 안내될 수 있으며, 후속하여 섬유 재료 스트랜드는 가열 디바이스에서 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드로 가열될 수 있으며, 그리고 후속하여 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드 또는 완전히 경화되고 그리고 재-가온되는 섬유 재료 스트랜드는 만곡된 요망되는 형상을 갖는 리프 스프링으로 반경 인발(radius pultrusion) 방법에 의해 성형될 수 있다.
제4 실시예에서, 성형 공구는, 그의 단면 구성에 대해, 사출 박스로부터 밖으로 연속적으로 연신되는 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드의 섹션을 위한 리프 스프링의 요망되는 형상을 규정하도록 설계되는 공동을 가질 수 있으며, 그리고 스트랜드-연신 디바이스는, 섬유 재료 스트랜드가 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드로 가열 디바이스에서 가열되며, 그리고 후속하여 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드 또는 완전히 경화되고 그리고 재-가온된 섬유 재료 스트랜드가 스트랜드-연신 디바이스의 반경 인발 디바이스에 의해 만곡된 요망되는 형상을 갖는 리프 스프링으로 형상이 정해지는 방식으로 가열 디바이스 및 견인 디바이스를 제어하도록 설계되는 제어 디바이스를 가질 수 있다.
본 발명의 수개의 예시적인 실시예들은 첨부된 개략적 도면들을 참조하여 하기 설명에서, 예로써, 더 상세히 설명된다. 적용가능하다면, 또한 개별적으로 또는 다른 조합들로 고려되는 이러한 예시적인 실시예들의 구체적인 특징들은, 구체적인 내용에서 특징들이 언급된 것과 관계없이, 본 발명의 일반적인 특징들을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 기본 형태의 흐름도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 스트랜드-연신 디바이스의 제1 변형 실시예의 개략적인 예시를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 스트랜드-연신 디바이스의 제2 변형 실시예의 개략적인 예시를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 스트랜드-연신 디바이스의 제3 변형 실시예의 개략적인 예시를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 스트랜드-연신 디바이스의 제4 변형 실시예의 개략적인 예시를 도시한다.
도 1에서, 본 발명에 따른 방법의 기본 형태가 흐름도에 의해 도시된다. 본 방법은, 섬유 공급 저장부(3) 밖으로 사출 박스(6)로의 섬유 재료(4)의 스트랜드-연신의 제1 단계(S1)를 가지는, 리프 스프링들(2)의 요망되는 형상으로의 섬유 복합재 구성의 리프 스프링(2)의 제조의 역할을 한다. 사출 박스(6)는, 섬유 재료(4)의 스트랜드-연신 동안 적어도 하나의 매트릭스 재료로 챔버 과압 하에서 사출 박스(6)의 사출 챔버(6a) 내에 제2 단계(S2)에서 섬유 재료(4)의 개개의 섹션을 연속적으로 함침하도록 설계된다.
제3 단계(S3.1)의 제1 부분에서, 사출 박스(6) 밖으로의 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드(4a)의 연신이 발생하고 그리고 후속하여 제3 단계(S3.2)의 제2 부분에서, 가열 디바이스(7)로의 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드(4a)의 이송이 발생한다.
본 방법의 제4 단계(S4)에서, 가열 디바이스(7)에서, 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드(7a)의 개개의 이송된 섹션의 적어도 부분적인 경화가 발생한다. 최종적으로, 본 방법의 제5 단계에서, 리프 스프링들(2)의 요망되는 형상으로 매트릭스 재료로 강화된 섬유 재료 스트랜드(4a)의 형성이 발생한다.
도 2 내지 도 5에서, 스트랜드-연신 디바이스들(1)의 다양한 실시예 변경들이 예시된다. 이러한 스트랜드-연신 디바이스들(1)은 섬유 복합재 구성의 리프 스프링들(2)을 제조하기 위해 설계되며, 스트랜드-연신 디바이스들은 내부에 저장되는 적어도 하나의 섬유 재료(4)를 갖는 섬유 공급 저장부(3), 섬유 재료(4)를 섬유 공급 저장부(3) 밖으로 연속적으로 연신하도록 설계되는 견인 디바이스(traction device)(5), 사출 박스(6) ─ 섬유 재료(4)의 스트랜드-연신 동안 적어도 하나의 매트릭스 재료로의 챔버 과압 하에서 사출 박스(6)를 통해 사출 박스(6)의 사출 챔버(6a) 내에서 견인 디바이스(5)에 의해 연신되는 섬유 재료(4)의 개개의 섹션을 연속적으로 함침하도록 설계됨 ─ , 및 견인 디바이스(5)에 의해 가열 디바이스(7)로 각각 이송되는 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션의 적어도 부분적인 경화를 위해 설계되는 가열 디바이스(7), 그리고 개개의 리프 스프링(2)의 요망되는 형상으로 매트릭스 재료로 강화된 섬유 재료 스트랜드(4a)의 개개의 적어도 부분적으로 경화된 섹션을 형상이 정해지도록 설계되는 성형 공구(8)를 갖는다.
도 2에 따른 제1 변형 실시예에서, 성형 공구(8)는, 그의 단면 구성에 대해, 사출 박스(6)로부터 연속적으로 연신되는 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션을 위한 리프 스프링(2)의 요망되는 형상을 규정하도록 설계되는 공동(8a)을 가지며, 그리고 스트랜드-연신 디바이스(1)는, 섬유 재료 스트랜드(4a)가 공동(8a)으로부터 나온 후에, 섬유 재료 스트랜드(4a)가 가열 디바이스(7)에서 직선형 리프 스프링(2)으로 완전히 경화되는 방식으로 가열 디바이스(7) 및 견인 디바이스(5)를 제어하도록 설계되는 제어 디바이스(9)를 갖는다. 완전한 경화 후에, 개개의 단부-측 리프 스프링(2)은 예를 들어 톱(saw)과 같은 분리 디바이스(10a)에 의해 섬유 재료 스트랜드(4a)로부터 분리될 수 있다.
도 3에 따른 제2 변형 실시예에서, 성형 공구(8)는, 그의 단면 구성에 대해, 사출 박스(6)로부터 연속적으로 연신되는 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션을 위한 리프 스프링(2)의 요망되는 형상을 규정하도록 설계되는 공동(8a)을 가지며, 그리고 스트랜드-연신 디바이스(1)는, 섬유 재료 스트랜드(4a)가 공동(8a)으로부터 나온 후에, 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)가 가온 디바이스(11)에서 다시 가온되고 그리고 그 후 요망되는 형상을 가지는 리프 스프링으로 추가의 성형 공구(8b)에서 형상이 정해지고 그리고/또는 가압되는 방식으로 가열 디바이스(7) 및 견인 디바이스(5)를 제어하도록 설계되는 제어 디바이스(9)를 갖는다. 본 예시적인 실시예의 경우에, 가온 디바이스(11)는 견인 디바이스(5) 뒤에 그리고 분리 디바이스(10) 뒤에 견인 방향으로 배열된다. 이러한 제2 변형 실시예의 대응하는 수정들에서, 그러나, 가온 디바이스(11)는, 예를 들어, 견인 디바이스(5) 뒤에 그리고 분리 디바이스(10) 앞에, 즉 견인 디바이스(5)와 분리 디바이스(10) 앞 사이에 또는 적용가능하다면, 또한 심지어 견인 디바이스(5) 앞에 그리고 분리 디바이스(10) 앞에 배열될 수 있다.
도 4에 따른 제3 변형 실시예에서, 성형 공구(8)는, 그의 단면 구성에 대해, 사출 박스(6)로부터 연속적으로 연신되는 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드(4a)를 위한 리프 스프링(2)의 요망되는 형상을 규정하도록 설계되는 공동(8a)을 가지며, 그리고 스트랜드-연신 디바이스(1)는, 섬유 재료 스트랜드(4a)가 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)로 가열 디바이스(7)에서 가열되며, 그리고 후속하여 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)가 재-가온 없이 추가의 성형 공구(8c)에서 요망되는 형상을 가지는 리프 스프링(2)으로 형상이 정해지고, 그리고 요망되는 형상을 가지는 리프 스프링(2)의 완전한 경화가 단지 형상이 정해진 후에 발생하는 방식으로 가열 디바이스(7) 및 견인 디바이스(5)를 제어하도록 설계되는 제어 디바이스(9)를 갖는다.
도 5에 따른 제4 변형 실시예에서, 성형 공구(8)는, 그의 단면 구성에 대해, 사출 박스(6)로부터 연속적으로 연신되는 매트릭스 재료로 함침된 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션을 위한 리프 스프링(2)의 요망되는 형상을 규정하도록 설계되는 공동(8a)을 가지며, 스트랜드-연신 디바이스(1)는, 섬유 재료 스트랜드(4a)가 가열 디바이스(7)(가열 디바이스는 원형 경로 상에서 이동가능함)에서 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)로 가열되며, 그리고 후속하여 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a) 또는 완전히 경화된 그리고 재-가온된 섬유 재료 스트랜드(4a)가 반경 인발 디바이스(radius pultrusion device)(12)(반경 인발 디바이스는 성형 공구(8) 또는 각각 공동(8a)과 함께 가열 디바이스(7)를 이동시킴)에 의해 만곡된, 특히 원-아크-형상의 요망되는 형상을 갖는 리프 스프링(2)으로 형상이 정해지는 방식으로 가열 디바이스(7) 및 견인 디바이스(5)를 제어하도록 설계되는 제어 디바이스(9)를 갖는다.
1 스트랜드-연신 디바이스
2 리프 스프링
3 섬유 공급 저장부
4 섬유 재료
4a 섬유 재료 스트랜드
5 견인 디바이스
6 사출 박스
6a 사출 챔버
7 가열 디바이스
8 성형 공구
8a 공동
9 제어 디바이스
10 분리 디바이스
11 가온 디바이스
12 반경 인발 디바이스

Claims (12)

  1. 섬유 복합재 구성의 리프 스프링들(2)을 리프 스프링들(2)의 요망되는 형상으로 제조하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은,
    섬유 재료(4)를 섬유 공급 저장부(3)로부터 사출 박스(injection box)(6)로 스트랜드-연신하는(strand-drawing) 단계 ─ 상기 사출 박스는 상기 섬유 재료(4)의 스트랜드-연신 동안 적어도 하나의 매트릭스 재료(matrix material)로 챔버 과압 하에서 상기 사출 박스(6)의 사출 챔버(6a) 내에서 상기 섬유 재료(4)의 개개의 섹션(section)을 연속적으로 함침하도록 설계되며, 상기 매트릭스 재료는 상기 사출 박스(6) 외측으로부터 상기 사출 챔버(6a)로 사출되거나 압력으로 안으로 가압됨 ─ ,
    상기 사출 박스(6) 밖으로 상기 매트릭스 재료로 함침된 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)를 연신하는 단계, 그리고 후속하여 상기 매트릭스 재료로 함침된 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)를 가열 디바이스(7)로 이송시키는 단계 ─ 상기 매트릭스 재료로 함침된 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)의 개개의 이송된 섹션은 적어도 부분적으로 경화됨 ─ , 및 상기 매트릭스 재료로 강화된 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)를 상기 리프 스프링들(2)의 요망되는 형상으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 리프 스프링들의 요망되는 형상으로 제조하기 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 사출 박스(6) 밖으로 연신되는 상기 매트릭스 재료로 함침된 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션은, 상기 섬유 재료 스트랜드가 완전히 경화되기 전에, 상기 사출 박스(6) 밖으로 연속적으로 각각 연신되는 상기 매트릭스 재료로 강화된 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션에 상기 리프 스프링(2)의 요망되는 형상을 부여하도록 설계되는 성형 공구(8)로 이송되는 것을 특징으로 하는,
    섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 리프 스프링들의 요망되는 형상으로 제조하기 위한 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 사출 박스(6) 밖으로 연신되는 상기 매트릭스 재료로 함침된 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션은, 상기 리프 스프링(2)의 요망되는 형상의 단면 구성을 규정하는 상기 성형 공구(8)의 공동(cavity)(8a)을 통해 연속적으로 연신되며, 그리고 후속하여, 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)는 상기 가열 디바이스(7)에서 직선형 리프 스프링(2)으로 완전히 경화되는 것을 특징으로 하는,
    섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 리프 스프링들의 요망되는 형상으로 제조하기 위한 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 사출 박스(6)로부터 밖으로 연신되는 상기 매트릭스 재료로 함침된 상기 재료 스트랜드(4a)의 섹션은, 상기 리프 스프링(2)의 요망되는 형상의 단면 구성을 규정하는 상기 성형 공구(8)의 공동(8a)을 통해 연속적으로 연신되며, 후속하여 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)는 상기 가열 디바이스(7)에서 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)로 가열되고, 그리고 후속하여 상기 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)는 다시 가온되고 그리고 그 후 성형 공구(8b)에서 요망되는 형상을 갖는 리프 스프링(2)으로 성형되고 그리고/또는 가압되는 것을 특징으로 하는,
    섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 리프 스프링들의 요망되는 형상으로 제조하기 위한 방법.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 사출 박스(6)로부터 밖으로 연신되는 상기 매트릭스 재료로 함침된 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션은, 상기 리프 스프링(2)의 요망되는 형상의 단면 구성을 규정하는 상기 성형 공구(8)의 공동(8a)을 통해 연속적으로 연신되며, 후속하여 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)는 상기 가열 디바이스(7)에서 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)로 가열되고, 그리고 후속하여 상기 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)가 성형 공구(8c)에서 재-가온 없이 상기 요망되는 형상을 가지는 리프 스프링(2)으로 성형되며, 그리고 성형된 후에, 상기 요망되는 형상을 가지는 상기 리프 스프링(2)의 완전한 경화가 발생하는 것을 특징으로 하는,
    섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 리프 스프링들의 요망되는 형상으로 제조하기 위한 방법.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 사출 박스(6)로부터 밖으로 연신되는 상기 매트릭스 재료로 함침된 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션은, 상기 리프 스프링(2)의 요망되는 형상의 단면 구성을 규정하는 상기 성형 공구(8)의 공동(8a)을 통해 연속적으로 연신되며, 후속하여 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)는 상기 가열 디바이스(7)에서 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)로 가열되고 그리고 후속하여 상기 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a) 또는 상기 완전히 경화되고 그리고 재-가온되는 섬유 재료 스트랜드는 요망되는 만곡된 형상을 갖는 리프 스프링(2)으로 반경 인발(radius pultrusion) 방법에 의해 성형되는 것을 특징으로 하는,
    섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 리프 스프링들의 요망되는 형상으로 제조하기 위한 방법.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매트릭스 재료는 적어도 하나의 폴리우레탄 재료 또는 2-단계 경화 에폭시 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 리프 스프링들의 요망되는 형상으로 제조하기 위한 방법.
  8. 섬유 복합재 구성의 리프 스프링들(2)을 제조하기 위한 스트랜드-연신 디바이스로서,
    내부에 저장되는 적어도 하나의 섬유 재료를 갖는 섬유 공급 저장부(3),
    상기 섬유 재료를 상기 섬유 공급 저장부(3) 밖으로 연속적으로 연신하도록 설계되는 견인 디바이스(traction device)(5),
    사출 박스(6) ─ 상기 사출 박스는, 상기 섬유 재료(4)의 스트랜드-연신 동안 상기 사출 박스(6) 외측으로부터 상기 사출 챔버(6a)로 사출되거나 압력하에 안으로 가압되는 적어도 하나의 매트릭스 재료로 챔버 과압 하에서 상기 사출 박스(6)를 통해 상기 사출 박스(6)의 사출 챔버(6a) 내에서 상기 견인 디바이스(5)에 의해 연신되는 상기 섬유 재료의 개개의 섹션을 연속적으로 함침하도록 설계됨 ─ ,
    가열 디바이스(7) ─ 가열 디바이스(7)는 상기 견인 디바이스(5)에 의해 상기 가열 디바이스(7)로 각각 이송되는 매트릭스 재료로 함침된 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션의 적어도 부분적인 경화를 위해 설계됨 ─ , 및
    상기 매트릭스 재료로 강화된 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)의 개개의 적어도 부분적으로 경화된 섹션을 개개의 상기 리프 스프링(2)의 요망되는 형상으로 성형하도록 설계되는 성형 공구(8)를 가지는 것을 특징으로 하는,
    섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 제조하기 위한 스트랜드-연신 디바이스.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 성형 공구(8)는, 그의 단면 구성에 대해, 상기 사출 박스(6) 밖으로 연속적으로 연신되는 상기 매트릭스 재료로 함침되는 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션을 위한 상기 리프 스프링(2)의 요망되는 형상을 규정하도록 설계되는 공동(8a)을 가지며,
    상기 스트랜드-연신 디바이스(1)는, 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)가 상기 공동(8a)으로부터 나온 후에, 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)가 상기 가열 디바이스(7)에서 직선형 리프 스프링(2)으로 완전히 경화되는 방식으로, 상기 가열 디바이스(7) 및 상기 견인 디바이스(5)를 제어하도록 설계되는, 제어 디바이스(control device)(9)를 가지는 것을 특징으로 하는,
    섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 제조하기 위한 스트랜드-연신 디바이스.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 성형 공구(8)는, 그의 단면 구성에 대해, 상기 사출 박스(6) 밖으로 연속적으로 연신되는 매트릭스 재료로 함침되는 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션을 위한 상기 리프 스프링(2)의 요망되는 형상을 규정하도록 설계되는 공동(8a)을 가지며,
    상기 스트랜드-연신 디바이스(1)는, 상기 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)가 상기 가열 디바이스(7)로부터 나온 후에, 상기 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)가 가온 디바이스(11)에서 다시 가온되고 그리고 그 후, 추가의 성형 공구(8b)에서 상기 요망되는 형상을 가지는 리프 스프링(2)으로 성형되고 그리고/또는 가압되는 방식으로, 상기 가열 디바이스(7) 및 상기 견인 디바이스(5)를 제어하도록 설계되는, 제어 디바이스(9)를 가지는 것을 특징으로 하는,
    섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 제조하기 위한 스트랜드-연신 디바이스.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 성형 공구(8)는, 그의 단면 구성에 대해, 상기 사출 박스(6) 밖으로 연속적으로 연신되는 상기 매트릭스 재료로 함침된 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션을 위한 상기 리프 스프링(2)의 요망되는 형상을 규정하도록 설계되는 공동(8a)을 가지며,
    상기 스트랜드-연신 디바이스(1)는, 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)가 상기 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)로 상기 가열 디바이스(7)에서 가열되며, 그리고 후속하여 상기 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)가 재-가온 없이 추가의 성형 공구(8c)에서 상기 요망되는 형상을 가지는 리프 스프링(2)으로 성형되고, 그리고 성형된 후에, 상기 요망되는 형상을 가지는 리프 스프링(2)의 완전한 경화가 발생하는 방식으로, 상기 가열 디바이스(7) 및 상기 견인 디바이스(5)를 제어하도록 설계되는, 제어 디바이스(9)를 가지는 것을 특징으로 하는,
    섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 제조하기 위한 스트랜드-연신 디바이스.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 성형 공구(8)는, 그의 단면 구성에 대해, 상기 사출 박스(6) 밖으로 연속적으로 연신되는 상기 매트릭스 재료로 함침된 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)의 섹션을 위한 상기 리프 스프링(2)의 요망되는 형상을 규정하도록 설계되는 공동(8a)을 가지며,
    상기 스트랜드-연신 디바이스(1)는, 상기 섬유 재료 스트랜드(4a)가 적어도 부분적으로 또는 완전히 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a)로 상기 가열 디바이스(7)에서 가열되며, 그리고 후속하여 상기 단지 부분적으로 경화된 섬유 재료 스트랜드(4a) 또는 상기 완전히 경화되고 그리고 재-가온되는 섬유 재료 스트랜드(4a)가 상기 스트랜드-연신 디바이스(1)의 반경 인발 디바이스(12)에 의해 요망되는 만곡된 형상을 갖는 리프 스프링(2)으로 성형되는 방식으로, 상기 가열 디바이스(7) 및 상기 견인 디바이스(5)를 제어하도록 설계되는, 제어 디바이스(9)를 가지는 것을 특징으로 하는,
    섬유 복합재 구성의 리프 스프링들을 제조하기 위한 스트랜드-연신 디바이스.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3860011A (en) 1973-08-27 1975-01-14 Liggett & Myers Inc Hollow filter
EP0269197A2 (en) 1986-11-26 1988-06-01 Industrial Technology Research Institute Method and means for making pultruded fibre reinforced articles
EP2868452B1 (en) 2013-10-29 2018-12-05 Airbus Operations GmbH System and method for producing composite component

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6021531B2 (ja) * 1978-06-06 1985-05-28 東レ株式会社 湾曲した繊維強化樹脂積層板の製造方法
JPS598537B2 (ja) * 1981-02-18 1984-02-25 日本発条株式会社 Ｆｒｐ成形体の孔加工方法
US4469541A (en) * 1981-12-11 1984-09-04 Goldsworthy Engineering, Inc. Method for forming reinforced plastic composite articles
US4440593A (en) * 1981-12-11 1984-04-03 Goldsworthy Engineering, Inc. Reinforced plastic composite articles and apparatus and method for producing same
JPS58147319A (ja) * 1982-02-26 1983-09-02 Nhk Spring Co Ltd Ｆｒｐ帯状体の製造方法
JPS5945858B2 (ja) * 1982-03-08 1984-11-09 日本発条株式会社 目玉付ｆｒｐ板ばねの製造方法
US4688778A (en) * 1982-10-01 1987-08-25 Isosport Verbundbauteile Ges.M.B.H. Plastic leaf spring
US4445957A (en) * 1982-11-22 1984-05-01 General Motors Corporation Method and means for making constant cross sectional area pultruded fiber reinforced polymeric articles.
JPS59101359A (ja) * 1982-12-02 1984-06-11 日本発条株式会社 Ｆｒｐ板およびその製造方法
JPS59146816A (ja) * 1983-02-10 1984-08-22 Nhk Spring Co Ltd Ｆｒｐ板の製造方法
AU567061B2 (en) * 1984-03-02 1987-11-05 Isosport Verbundbauteile Gesellschaft M.B.H. A process for producing a plastic leaf spring, as well as a plastic leaf spring appropriately manufactured according to this process
US5176865A (en) * 1988-10-13 1993-01-05 Weyerhaeuser Company Pultrusion method for condensation resin injection
US5073413A (en) * 1990-05-31 1991-12-17 American Composite Technology, Inc. Method and apparatus for wetting fiber reinforcements with matrix materials in the pultrusion process using continuous in-line degassing
US5096645A (en) * 1990-10-09 1992-03-17 Plastigage Corporation Method of forming reinforced thermoplastic members
JPH04369529A (ja) * 1991-06-18 1992-12-22 Kubota Corp 長尺ｆｒｐ成形品の製造方法
JPH04369528A (ja) * 1991-06-18 1992-12-22 Kubota Corp 長尺ｆｒｐ連続成形品の成形金型
US5286320A (en) * 1991-11-18 1994-02-15 Owens-Corning Fiberglas Technology Inc. Method for making a pultruded panel
JP2001145958A (ja) * 1999-11-18 2001-05-29 Idemitsu Petrochem Co Ltd 繊維強化樹脂の製造方法
CN101870171A (zh) * 2010-07-08 2010-10-27 廖济柙 一种生产弯曲型材的拉挤方法及专用设备
DE102010047084A1 (de) * 2010-10-01 2012-04-05 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Faserverbundfederkörpers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US9765838B2 (en) * 2010-12-06 2017-09-19 Thunder Composite Technologies Ltd. Composite leaf spring and method of making same
DE102011012654A1 (de) * 2011-02-28 2012-08-30 Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer Blattfeder als Faserverbundbauteil sowie Blattfeder
CN104339667B (zh) * 2013-07-23 2018-06-19 科思创聚合物（中国）有限公司 纤维浸渍系统以及采用该系统制造纤维增强复合材料的工艺
ES2750609T3 (es) * 2015-02-13 2020-03-26 Hexcel Composites Gmbh & Cokg Aparato y método de pultrusión
WO2017182323A1 (de) * 2016-04-21 2017-10-26 Basf Se Verfahren zur herstellung von pultrudaten auf basis von polyurethan
DE102016210040A1 (de) * 2016-06-07 2017-12-07 Thyssenkrupp Ag Verfahren zum Herstellen eines zumindest bereichsweise profilierten, faserverstärkten Kunststoffprofils, ein profiliertes, faserverstärktes Kunststoffprofil und seine Verwendung
DE102016217928A1 (de) * 2016-09-20 2018-03-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abzieheinheit für eine Pultrusionsvorrichtung, Pultrusionsvorrichtung sowie Verfahren zum Betreiben einer Pultrusionsvorrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3860011A (en) 1973-08-27 1975-01-14 Liggett & Myers Inc Hollow filter
EP0269197A2 (en) 1986-11-26 1988-06-01 Industrial Technology Research Institute Method and means for making pultruded fibre reinforced articles
EP2868452B1 (en) 2013-10-29 2018-12-05 Airbus Operations GmbH System and method for producing composite component

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