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DE29906250U1 - Anlage zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Anlage zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen, insbesondere für Kraftfahrzeuge

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DE29906250U1
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machine
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fiber
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Description

TERMEER STEINMEISTER & PARTNER GBR PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENTATTORNEYS
Dr. Nicolaus ter Meer, Dipl.-Chem. Peter Urner, Dipl.-Phys. Gebhard Merkle, Dipl.-Ing. (FH) Mauerkircherstrasse 45 D-81679 MÜNCHEN
Helmut Steinmeister, Dipl.-Ing. Manfred Wiebusch
Artur-Ladebeck-Strasse D-33617 BIELEFELD
51
ECI99 / 0280
Wi/sc
6.4.1999
ECIA - Equipements et Composants pour
!'Industrie Automobile
25400 Audincourt
Frankreich
ANLAGE ZUR HERSTELLUNG VON FASERVERSTÄRKTEN KUNSTSTOFFTEILEN, INSBESONDERE FÜR KRAFTFAHRZEUGE
Priorität:
08.04.1998 Frankreich 98 04392
ECIA - Equipements et Composants pour J · ·* . jEc||9A0280; J·*"· 6.4.1999
ANLAGE ZUR HERSTELLUNG VON FASERVERSTÄRKTEN KUNSTSTOFFTEILEN, INSBESONDERE FÜR KRAFTFAHRZEUGE
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Bauteilen aus faserverstärktem thermoplatischen Material, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Aus FR-A-2 734 199 ist eine Anlage dieser Art bekannt, die aufweist:
eine Maschine zur kontinuierlichen Herstellung einer Paste aus einem Gemisch aus faserverstärktem thermoplastischen Material, die einlaj3seitig einerseits das thermoplastische Material und andererseits die Verstärkungsfasern aufnimmt,
eine Speichereinrichtung zum Sammeln und vorübergehenden Speichern der hergestellten Paste und
eine Austrageinrichtung zur Entnahme von Paste aus der Speichereinrichtung und zum Einführen dieser Paste in eine Form zur Herstellung des Bauteils.
Bei dieser Anlage weist die Austrageinrichtung eine thermisch geregelte Einrichtung in der Form einer Spritze auf, die wenigstens eine Lade/Entladeöffnung für die Paste aufweist, die durch Handhabungsmittel gehalten und bewegbar ist zwischen einer Ladeposition, in der die Lade/Endladeöffnung dem Auslaß der Speichereinrichtung gegenüberliegt, so daß eine Überführung von Paste aus der Speichereinrichtung in die Spritze ermöglicht wird, und einer Ausgabeposition, in der die Paste aus der Spritze in die Form injiziert wird.
Bei dieser Anlage ist somit die Spritze dazu ausgebildet, einerseits Paste aus der Speichereinrichtung zu entnehmen und andererseits die Paste in die Form einzuspritzen.
Die Verstärkungsfasern liegen allgemein in der Form von Faserstücken vor, die auf eine vorgegebene Länge vorgeschnitten sind und in einem zu der Maschine gehörenden Faserspeicher vorrätig gehalten werden, dessen Auslaj3 mit einer Einrichtung zum Zuführen einer vorbestimmten Menge der Fasern in die Maschine verbunden ist.
Dieser Aufbau hat jedoch eine Anzahl von Nachteilen.
Ein solcher Faserspeicher hat einen relativ großen Raumbedarf, und die vorge-
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schnittenen Fasern sind schwierig zu handhaben.
Außerdem ist die Steuerung der in die Maschine zugeführten Fasermenge äußerst problematisch.
Da schließlich die Eigenschaften der Fasern in Abhängigkeit von der Bezugsquelle variieren können, müssen die Bedingungen, unter denen die Fasern der Maschine zugeführt werden, sowie die Betriebsbedingungen dieser Maschine modifiziert werden, was sich ebenfalls als äußerst schwierig erweist.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Probleme zu lösen und eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringem Raumbedarf eine einfache und sichere Handhabung der Fasern ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einer Anlage der oben beschriebenen Art dadurch gelöst, daJ3 zur Zufuhr der Verstärkungsfasern in die Maschine eine Einrichtung zur Speicherung der Fasern in der Form von Endlosfasem sowie eine Zufuhreinrichtung zur Zufuhr dieser Endlosfasem mit steuerbarem Durchsatz vorgesehen ist und daß mit der Zufuhreinrichtung eine Behandlungseinrichtung zur physikochemischen Behandlung der Fasern verbunden ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Zufuhr von Fasern in eine Anlage gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Prinzpskizze einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zur
Zufuhr von Fasern;
35
Fig. 3 eine Prinzipskizze einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung zur
ECIA - Equipements et Composants pour · · . # J ECM 59 40280* Jj · 6.4.1999
Zufuhr von Fasern; und
Fig. 4 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Anlage zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen,
5
In Figur 1 ist eine Vorrichtung dargestellt, die zur Zufuhr von Verstärkungsfasem zu einer Maschine zur kontinuierlichen Herstellung einer Paste aus einem Gemisch aus thermoplastischem Material und Verstärkungsfasern dient.
Diese Maschine ist in Figur 1 allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet und weist beispielsweise einen herkömmlichen thermisch geregelten Plastifizierer auf.
Diese Maschine hat somit einen Einlaß 2 zur Aufnahme der Verstärkungsfasern in Verbindung mit einem Einlaß trichter 3.
Das System zur Versorgung dieser Maschine mit Fasern ist in Figur 1 allgemein mit dem Bezugszechen 4 bezeichnet und umfaßt beispielsweise eine Einrichtung 5 zur Speicherung von Fasern in der Form von Endlosfasern und eine Zufülleinrichtung 6, mit der diese Endlosfasern der Maschine zugeführt werden und deren Funktion gesteuert wird, um den Durchsatz an Fasern zu der Maschine einzustellen.
Die in der Form von Endlosfasem vorliegenden Fasern können beispielsweise durch ein oder mehrere Faserbündel oder -fäden oder Faserbänder gebildet werden, die beispielsweise auf einer Spule 7 vorrätig gehalten werden.
In diesem Fall erfolgt die Zufuhr der Endlosfasem zu der Maschine mit Hilfe einer Führungseinrichtung, die beispielsweise verschiedene Führungsrollen 8 und 9 aufweist, die eine direkte kontinuierliche Zufuhr der Fasern in die Maschine ermöglichen.
Die durch die Führungsrollen 8 und 9 gebildete Führungseinrichtung ist mit einer Steuereinrichtung verbunden, die das Abziehen der Endlosfasern von der Spule steuert und beispielsweise eine Einrichtung zum Beschleunigen und/oder Bremsen der Rotation der Führungsrollen aufweist, um den Durchsatz der in
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die Maschine zugeführten Fasern zu steuern.
Diese Steuerung kann beispielsweise durch eine Informationsverarbeitungseinheit 10 bewerkstelligt werden, die beispielsweise mit einer Wägeeinrichtung 11 verbunden ist, die das Gewicht der die Endlosfasern aufnehmenden Spule 7 ermittelt.
In diesem Fall wird somit der Durchsatz der in die Maschine zugeführten Fasern anhand der Gewichtsänderung der Spule geregelt.
Die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Figur 1 dadurch, daj3 die Führungsrollen 8 und 9 durch Schneidrollen 8a und 9a ersetzt sind, die die von der Spule 7 abgezogenen Endlosfasern in Abschnitte vorbestimmter Länge zerschneiden, die dann der Maschine 1 zugeführt werden.
Auch in diesem Fall wird die Funktion der Schneidrollen 8a und 9a durch die Informationsverarbeitungseinheit 10 gesteuert.
Dieser Aufbau ermöglicht es somit, nicht nur den Durchsatz der in die Maschine zugeführten Fasern zu steuern, sondern auch die Länge der Faserabschnitte zu bestimmen, beispielsweise durch Auswahl der entsprechenden Schneidrollen.
Figur 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die von den Schneidrollen 8a und 9a abgeschnittenen Faserabschnitte nicht direkt in den Plastifizierer zugeführt werden, sondern auf einem Förderer 12, beispielsweise einem Förderband abgelegt werden, der von den Schneidrollen zum EinlaJ3 der Maschine 1 führt, um die Faserstücke zu der Maschine zuzuführen.
An diesem Förderer kann eine Einrichtung 13 zur physiko-chemisch en Behandlung der Fasem angeordnet sein.
Beispielsweise kann diese Einrichtung oberhalb des Förderers angeordnet sein und beispielsweise Mittel zum Erhitzen der Fasern, Mittel zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehalts dieser Fasern oder auch eine Einrichtung zum Imprägnieren der Fasem enthalten.
EClA - Equipements et Composants pour I J . · · ECS fl9 { 0280 ·**·.*'. 6.4.1999
So können verschiedene physioko-chemische Behandlungen an den Fasern vorgenommen werden, während sie von den Schneidrollen zum Extruder transportiert werden, so dajS die Eigenschaften der Fasern verbessert und ihre Vermischung mit dem thermoplastischen Material in dem Extruder erleichtert wird.
Weiterhin ist zu bemerken, daß bei dieser Ausführungsform die Funktion der Schneidrollen 8a und 9a durch die Informationsverarbeitungseinheit 10 anhand des Signals der Wägeeinrichtung 11 und/oder auch anhand einer Wägeeinrichtung gesteuert werden kann, die dem Förderer zugeordnet ist und die in der Zeichnung durch einen Aufnehmer 14 repräsentiert wird.
In Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Anlage zur Herstellung von Kunststoffteilen gezeigt.
Diese Anlage umfaßt die Maschine 1 mit ihrem dem Trichter 3 zugeordneten Einlaß 2 für die Fasern und das oberhalb dieses Einlasses angeordnete Zufuhrsystem 4 für die Fasern.
Die Maschine 1 weist einen weiteren EinlaJ3 15 auf, der beispielsweise durch einen weiteren Trichter 16 gebildet wird und das Einfüllen des thermoplastischen Materials in die Maschine ermöglicht.
Am Auslaß der Maschine 1 tritt das pastenförmige Gemisch aus thermoplastischem Material und Verstärkungsfasern durch eine Düse 17 und wird in einer Speichereinrichtung 18 zum Sammeln und vorübergehenden Speichern der Paste aufgenommen.
Der Auslaß der Speichereinrichtung 18 weist beispielsweise einen Verschluß 19 auf und ist für das Ankuppeln einer Entnahmeeinrichtung ausgebildet, mit der die Paste aus der Speichereinrichtung entnommen und in eine Form zur Herstellung des Bauteils injiziert wird.
Wie in dem im Einleitungsteil genannten Dokument beschrieben wird, weist diese Entnahmeeinrichtung, die in Figur 4 mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist, beispielsweise eine thermisch geregelte Einrichtung in der Form einer Spritze 21 auf, die durch eine Handhabungseinrichtung 22 gehalten ist und mit Hilfe dieser Handhabungseinrichtung in eine Ladeposition bewegt werden kann, in
ECIA - Equipements et Composants pour J &Idigr; .· j EC3 09^0280;**· «*#. 6.4.1999
der eine Lade/Entladeöffnung 23 der Spritze 21 dem Auslaß der Speichereinrichtung 18 zugewandt ist, so daß Paste aus der Speichereinrichtung in die Spritze überführt werden kann. Aus dieser Position ist die Spritze in eine Ausgabeposition überführbar, in der die Paste in eine Form 25 injiziert wird. 5

Claims (9)

ECIA - Equipements et Composants pour J · · »&Egr;&Ogr;&idiagr;&phgr;/#0280 · »«■**» 6.4.1999 SCHUTZANSPRÜCHE
1. Anlage zur Herstellung von Bauteilen aus faserverstärktem thermoplastischen Material, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit
- einer Maschine (1) zur kontinuierlichen Herstellung einer Paste aus einem Gemisch aus faserverstärktem thermoplastischen Material, die einlaßseitig einerseits das thermoplastische Material und andererseits die Verstärkungsfasern aufnimmt,
einer Speichereinrichtung (18) zum Sammeln und vorübergehenden Speiehern der hergestellten Paste und
einer Entnahmeeinrichtung (20) zur Entnahme von Paste aus der Speichereinrichtung (18) und zum Einführen dieser Paste in eine Form (25) zur Herstellung des Bauteils, welche Entnahmeeinrichtung eine thermisch geregelte Einrichtung in der Form einer Spritze (21) aufweist, die wenigstens eine Öffnung
(23) für die Paste hat und durch eine Handhabungseinrichtung (22) gehalten und bewegbar ist zwischen einer Ladeposition, in der die Öffnung (23) der Spritze (21) der Speichereinrichtung (18) zugewandt ist, so daß Paste aus der Speichereinrichtung in die Spritze überführt werden kann, und einer Ausgabeposition, in der die Paste aus der Spritze (21) in die Form (25) überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an dem für die Verstärkungsfasern vorgesehenen Einlaß (2) der Maschine (1) eine Faser-Zufuhrvorrichtung (4) vorgesehen ist, die eine Einrichtung (5) zur Speicherung der Fasern in der Form von Endlosfasern und eine diese Endlosfasern in die Maschine zuführende Zufuhreinrichtung (6) aufweist, deren Funktion steuerbar ist, um den Durchsatz der in die Maschine zugeführten Fasern einzustellen, und dajß mit der Zufuhreinrichtung (6) eine Einrichtung (13) zur physiko-chemischen Behandlung der Fasern verbunden ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einen Faden bilden.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern ein Band bilden,
4. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Speicherung der Fasern in Endlosform eine Spule (7) aufweist.
ECIA - Equipements et Composants pour · i «* . »ECfsfe/«O28O; ··**»
5. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung (6) für die Fasern Führungseinrichtungen (8, 9) zum direkten Zuführen der Fasern in die Maschine in Verbindung mit einer Steuereinrichtung (10, 11) zur Steuerung des Abzugs der Fasern aufweist.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung (6) für die Fasern eine Einrichtung (8a, 9a) zum Schneiden der Endlosfasern in Faserabschnitte vor ihrer Zufuhr in die Maschine 1 aufweist, in Verbindung mit Steuereinrichtungen (10, 11, 14) zur Steuerung des Abzugs der Endlosfasern.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Einrichtung (8a, 9a) zum Schneiden der Fasern ein Förderer (12) verbunden ist, der von dieser Einrichtung zu der Maschine (1) führt.
8. Anlage nach den Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (13) zur physiko-chemischen Behandlung der Fasern an dem Förderer (12) angeordnet ist.
9. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Funktion der Zufuhreinrichtung (6) eine Informationsverarbeitungseinheit (10) in Verbindung mit Mitteln (11. 14) zur Bestimmung der Menge der in die Maschine zugeführten Fasern vorgesehen ist.
DE29906250U 1998-04-08 1999-04-07 Anlage zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen, insbesondere für Kraftfahrzeuge Expired - Lifetime DE29906250U1 (de)

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