DE3541073A1

DE3541073A1 - Process and device for producing a starting material for forming a fibre-reinforced part

Info

Publication number: DE3541073A1
Application number: DE19853541073
Authority: DE
Inventors: Joseph N. Southfield Mich. Epel; Robert E. Birmingham Mich. Wilkinson
Original assignee: Budd Co
Current assignee: ThyssenKrupp Budd Co
Priority date: 1984-11-21
Filing date: 1985-11-19
Publication date: 1986-05-22
Also published as: AU627688B2; AU4976285A; JPS61130009A; MX171501B; IT1182996B; BR8505823A; SE8505454L; SE8505454D0; IT8548810A0; CA1249113A

Abstract

In the process and the device for producing a starting material for forming a fibre-reinforced part, continuous fibre strands (14) are impregnated with a resin and then cut up into segments (60) of predetermined length. The segments (60) are collected in such a manner that they are piled up to form the starting material. The fibres are collected in a controlled manner so that they have a fibre orientation preselected for the moulded part. <IMAGE>

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einesMethod and apparatus for producing a

Ausgangsmaterials zur Formung eines faserverstärkten Teils Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Ausgangsmaterials für die Formung eines faserverstärkten Teils.Starting material for forming a fiber-reinforced part The invention relates to a method and a device for producing a starting material for forming a fiber-reinforced part.

Faserverstärkte Kunststoffteile gewinnen am Markt mehr und mehr an Bedeutung. Gegenstände aus faserverstärktem Kunststoff, der auch als Verbundwerkstoff bezeichnet wird, bestehen aus einem Harz, das mit verstärkenden Fasern und verschiedenen Füllstoffen gemischt ist. Ein solches Kunststoffteil wird gewöhnlich so hergestellt, daß das Ausgangsmaterial in die Form des gewünschten Teils unter Wärme und Druck gebracht wird. Das Ausgangsmaterial weitet sich dabei aus und füllt den Formhohlraum, wobei es in der Form während eines Zeitraums gehalten wird, der für die Aushärtung des Harzes zur Bildung des fertigen Gegenstands ausreicht.Fiber-reinforced plastic parts are gaining more and more importance on the market Meaning. Items made from fiber-reinforced plastic, also called composite material is called, consist of a resin covered with reinforcing fibers and various Fillers is mixed. Such a plastic part is usually made in such a way that that the starting material into the shape of the desired part under heat and pressure is brought. The starting material expands and fills the mold cavity, holding it in the mold for a period of time necessary for curing of the resin is sufficient to form the finished article.

Solche Teile aus Verbundwerkstoffen sind im allgemeinen leicht und haben eine relativ hohe Festigkeit.Such composite parts are generally lightweight and have a relatively high strength.

Die Festigkeit dieser Teile ergibt sich größtenteils aufgrund der verstärkenden Fasern in dem Harz.The strength of these parts is largely due to the reinforcing fibers in the resin.

Je nach Anwendung ändert sich die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials beträchtlich. Zu den bekannten Ausgangsmaterialien gehört eine Bahnformmasse, die in einem kontuierlichen Prozess hergestellt wird, in welchem verstärkende Fasern einer Paste zugesetzt werden, die ein wärmehärtendes Harz enthält (US-PSen 4 294 490, 4 294 639, 4 376 749). Bekannt ist außerdem die Herstellung von Formmassen (US-PSen 4 220 496, 4 220 497), bei welchen Endlosfaserstränge um eine Trommel gewickelt werden, um so eine insgesamt wendelförmige Faserform zu erhalten.The composition of the raw material changes depending on the application considerably. The known starting materials include a sheet molding compound which in a continuous process in which reinforcing fibers added to a paste containing a thermosetting resin (U.S. Patents 4,294 490, 4,294,639, 4,376,749). The production of molding compounds is also known (U.S. Patents 4,220,496, 4,220,497), in which filament strands are around a drum can be wound so as to have an overall helical fiber shape.

Die bekannten Massen haben sich für viele Anwendungszwecke als Ausgangsmaterialien als zufriedenstellend erwiesen, jedoch läßt sich bei ihrer Herstellung eine genaue Steuerung bzw. Einstellung der Faserorientierung nur schwer erreichen, vor allem dann, wenn die Fasern in einer Vielzahl von unterschiedlichen, jedoch genau einstellbaren Ausrichtungen orientiert werden sollen.The known masses have been used as starting materials for many purposes has been found to be satisfactory, but an accurate one can be used in their manufacture It is difficult to control or adjust the fiber orientation, especially then when the fibers are in a variety of different but precisely adjustable Alignments should be oriented.

Beim Spritzpressen oder beim Spritzgießen werden voluminöse Formmassen und dicke Formmassen verwendet, wobei in diesen Ausgangsmaterialien häufig eine Faserverstärkung erwünscht ist. Eine solche faserverstärkte Formmasse wird dadurch hergestellt, daß Harz, Füllstoff und geschnittene Rohfaserstränge oder Bündel in einem Mischer gemischt werden. Das Mischen wird mit Hilfe von zwei Rührern ausgeführt, die sich in entgegengesetzten Richtungen drehen, um so eine Knetwirkung zu erhalten. Diese Mischwirkung kann jedoch zu einer Trennung der einzelnen Fasern in den Strängen führen, wenn es nicht sorgfältig gesteuert wird. Eine solche Auflösung der Stränge kann zum Verlust von physikalischen Eigenschaften des Formteils führen, da die Fasern eine wirksamere Verstärkung geben, wenn sie in ihrer Ganzheit als Stränge erhalten bleiben und nicht als getrennte einzelne Faserfilamente vorliegen.In transfer molding or injection molding, voluminous molding compounds are produced and thick molding compounds are used, often in these starting materials Fiber reinforcement is desirable. Such a fiber-reinforced molding compound is thereby made that resin, filler and cut raw fiber strands or bundles in mixed in a mixer. Mixing is carried out with the help of two stirrers, which rotate in opposite directions so as to obtain a kneading effect. However, this mixing effect can lead to a separation of the individual fibers in the strands lead if not carefully managed. Such a dissolution of the strands can lead to loss of physical properties of the molded part as the fibers give a more effective reinforcement when received in their entirety as strands remain and not exist as separate individual fiber filaments.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, das Verfahren und die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die vor- stehenden Nachteile vermieden werden.The object on which the invention is based is now that To train the method and the device of the type mentioned so that the before- standing disadvantages can be avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß endlose Stränge aus Faserfilamenten mit Harz getränkt bzw. imprägniert und dann in Segmente von vorgegebener Länge zerschnitten werden. Die mit Harz imprägnierten Segmente werden zur Bildung eines Ausgangsmaterials für die Formung eines faserverstärkten Teils gesammelt. Die imprägnierten Segmente lassen sich in überprüfbarer bzw. steuerbarer Weise so sammeln, daß sie aufgehäuft bzw. aufgeschichtet sind und in einer vorgegebenen Orientierung liegen. Vorzugsweise werden die imprägnierten Stränge durch eine sich drehende Trommel durch ein Harzbad gezogen und mit einem zugeordneten rotierenden Schneidmechanismus in Segmente zerschnitten. Die geschnittenen Segmente werden in einen Behälter fallengelassen, dem man eine Gestalt gegeben hat, die im allgemeinen der gewünschten Form des Ausgangsmaterials entspricht. Der Behälter kann relativ zu den fallenden Segmenten bewegt werden, um die bevorzugte Ausrichtung der Fasern in eine Vielzahl von unterschiedlichen Richtungen abzuändern. Beispielsweise kann der Behälter gedreht werden, so daß die Segmente alle im wesentlichen in einer sich radial nach außen erstreckenden Richtung ausgerichtet sind.This object is achieved according to the invention in that endless strands made of fiber filaments soaked or impregnated with resin and then in segments of predetermined length are cut. The segments impregnated with resin are to form a starting material for forming a fiber-reinforced part collected. The impregnated segments can be checked or controlled Collect them in a way that they are piled up and in a given way Orientation lie. Preferably, the impregnated strands are through a rotating drum pulled through a resin bath and associated with a rotating Cutting mechanism cut into segments. The cut segments are in dropped a container that has been given a shape generally corresponds to the desired shape of the starting material. The container can be relative to the falling segments can be moved to the preferred orientation of the fibers in a variety of different directions. For example, can the container can be rotated so that the segments are all essentially in one are aligned radially outwardly extending direction.

Die dafür erforderliche Vorrichtung hat eine erste Einrichtung zum Ziehen von endlosen Strängen aus Faserfilamenten durch ein Harzbad, um dadurch die Stränge mit Harz zu imprägnieren. Eine zweite Einrichtung wird vorgesehen, um die imprägnierten Stränge in Segmente vorgegebener Länge zu zerschneiden. Eine dritte Einrichtung arbeitet so, daß die Segmente zur Bildung eines Ausgangsmaterials gesam- melt werden. Die dritte Einrichtung arbeitet dabei SO, daß die Segmente in steuerbarer Weise gesammelt werden, nämlich daß sie aufgehäuft werden und in einer vorgegebenen Orientierung liegen.The device required for this has a first device for Drawing endless strands of fiber filaments through a resin bath to thereby produce the Impregnate strands with resin. A second facility is provided for the to cut impregnated strands into segments of a given length. A third The device works in such a way that the segments for the formation of a starting material melts will. The third device works so that the segments are controllable Way, namely that they are piled up and in a given way Orientation lie.

Anhand von Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 perspektivisch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Ausgangsmaterials, Fig. 2 in einer geschnittenen Seitenansicht den Behälter unter dem Schneidmechanismus und Fig. 3 perspektivisch in einer Einzelheit Teile des Schneidmechanismus.An exemplary embodiment of the invention is illustrated with the aid of drawings explained in more detail. It shows: FIG. 1 a device for production in perspective of a starting material, FIG. 2 shows the container in a sectional side view below the cutting mechanism and FIG. 3 shows parts in perspective in a detail the cutting mechanism.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, enthält ein Aufsteckgatter oder ein Gestell 10 eine Vielzahl von Spulen oder Wickeln 12 aus endlosen rohen Fasersträngen 14.As can be seen in Fig. 1, includes a creel or rack 10 a multiplicity of bobbins or windings 12 made from endless raw fiber strands 14.

Die Stränge 14 enthalten jeweils eine große Vielzahl von einzelnen Faserfilamenten. Es lassen sich alle die Faserstränge verwenden, die einen Verbundwerkstoff mit hoher Festigkeit ergeben und die eine ausreichende Zugfestigkeit haben, daß sie durch das Harzbad 16 gezogen werden können. Beispiele für solche Stränge sind Polyimid-, Polyester-, Polyamid-, Natur- und Metallfasern. Bevorzugt werden Stränge aus Polyaramid-, Glas- und Kohlenstoffasern, wobei die besten Ergebnisse mit Glasfasern erreicht werden.The strands 14 each contain a wide variety of individual ones Fiber filaments. All the fiber strands that make up a composite material can be used with high strength and which have sufficient tensile strength that they can be drawn through the resin bath 16. Examples of such strands are Polyimide, polyester, polyamide, natural and metal fibers. Strands are preferred made of polyaramid, glass and carbon fibers, with the best results using glass fibers can be achieved.

Als im Bad 16 verwendetes Harz eignet sich jedes Material, welches die erforderliche Bindung und Festigkeit für den herzustellenden Verbundwerkstoffgegenstand hat. Zu typischen Harzen gehören Polyara- mide und Novalacke. Geeignete Harze sind Vinylester, Epoxyharze, Polyurethane und Polyester. Bevorzugte Harzmaterialien sind thermisch härtbare Polyesterharze. Das Bad 16 kann beliebig gebaut sein, bevorzugt wird jedoch eine im wesentlichen geschlossene Zelle, in der das Harz umlaufengelassen wird.As the resin used in the bath 16, any material is suitable, which the required bond and strength for the composite article being made Has. Typical resins include polyara- mide and novalack. Suitable Resins are vinyl esters, epoxy resins, polyurethanes, and polyesters. Preferred resin materials are thermally curable polyester resins. The bath 16 can be constructed in any way, preferably however, it becomes a substantially closed cell in which the resin is circulated will.

Die endlosen rohen Faserstränge 14 laufen zwischen Stäben 18, 20 und einem Satz von einstellbaren Augen oder Kämmen 22 hindurch, ehe sie in das Bad 16 eintreten. Beim Anlauf werden die Endstücke der Stränge 14 durch Kalibrieroffnungen 26 geführt und laufen unter der Stange 28 hindurch, wonach sie um den Umfang einer Trommel 30 gewickelt werden. Die Trommel 30 ist an einem Halter 32 angrenzend an eine zweite rotierende Trommel 34 angebracht.The endless raw fiber strands 14 run between rods 18, 20 and a set of adjustable eyes or combs 22 before entering the bath 16 enter. When starting, the end pieces of the strands 14 are through calibration openings 26 out and run under the rod 28 thereafter, after which they around the circumference of a Drum 30 are wound. The drum 30 is adjacent to a holder 32 a second rotating drum 34 attached.

Die Trommel 34 ist Teil eines Sdhneidmechanismus 36.The drum 34 is part of a rotor mechanism 36.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist in der Außenfläche der Trommel 34 ein Schlitz 3B ausgebildet, der sich parallel zur Drehachse erstreckt. In dem Schlitz 38 sitzt einFederelement 40 so, daß es sich radial nach außen von der Trommel 34 weg erstreckt, also quer zur Trommelachse. Das Federelement 40 hat vorzugsweise die Form einer insgesamt rechteckigen ebenen Platte aus einem Material, das relativ steif ist, wenn auf es Kräfte in der Plattenebene einwirken, das jedoch sonst in anderen Richtungen nachgiebig ist.As can be seen from Fig. 3, is in the outer surface of the drum 34 a slot 3B is formed which extends parallel to the axis of rotation. By doing In slot 38 a spring element 40 seats so that it extends radially outwardly from the drum 34 extends away, that is, transversely to the drum axis. The spring element 40 preferably has the shape of a generally rectangular flat plate made of a material that is relatively is stiff when forces act on it in the plane of the plate, but otherwise in is yielding to other directions.

Das Ausmaß der Nachgiebigkeit oder Elastizität der Feder 40 in diesen anderen Richtungen kann leicht durch das Ausmaß der Uberlappung von Platten 42, 44, 46 und 48 eingestellt werden. Ein Paar dieser Platten ist auf jeder Seite der Feder 40 angeordnet. Die Feder 40 ist bei der vorliegenden Ausführungsform eine Platte aus einem zusammengesetzten Graphitmaterial, es können jedoch auch andere geeignete Feder- materialien verwendet werden. Die Platten 42 bis 48 bestehen aus Stahl. Die Feder 40 und die Platten 42 bis 48 werden im Schlitz 38 durch ein Paar von langgestreckten Haltern 50, 52 gehalten, die durch eine Madenschraube 54 zusammengedrückt werden. Am äußeren Rand der Feder 40 ist ein Schneidkopf 56 befestigt. Der Schneidkopf 56 besteht bei diesem Beispiel aus Wolframkarbid und hat eine relativ scharfe Kante 58 zum Schneiden der Stränge.The degree of compliance or resilience of the spring 40 therein other directions can easily be determined by the extent of the overlap of panels 42, 44, 46 and 48 can be set. A pair of these plates is on each side of the Spring 40 arranged. The spring 40 in the present embodiment is one Plate made of a composite graphite material, but others can also be used suitable spring materials are used. The plates 42 to 48 are made of steel. The spring 40 and plates 42-48 are in the slot 38 held by a pair of elongated holders 50, 52 secured by a grub screw 54 are compressed. A cutting head 56 is located on the outer edge of the spring 40 attached. In this example, the cutting head 56 is made of tungsten carbide and has a relatively sharp edge 58 for cutting the strands.

Für den Betrieb sind nicht gezeigte Einrichtungen zum Drehen der Trommel 30 im Gegenuhrzeigersinn synchron zur Drehung der Trommel 34 im Uhrzeigersinn vorgesehen. Die Rotation der Trommel 30 wirkt so, daß die Rohfaserstränge 14 durch das Harzbad 16 gezogen werden, so sie mit Harz imprägniert werden.Devices for rotating the drum are not shown for operation 30 is provided counterclockwise in synchronism with the rotation of the drum 34 in the clockwise direction. The rotation of the drum 30 acts so that the raw fiber strands 14 through the resin bath 16 so that they are impregnated with resin.

Die imprägnierten Stränge treten aus dem Bad 16 aus laufen durch die Kalibrieröffnungen 26, wo überschüssiges Harz abgequetscht wird.The impregnated strands emerge from the bath 16 from running through the Calibration openings 26 where excess resin is squeezed off.

Wenn die imprägnierten bzw. getränkten Stränge 14 über die Trommel 30 laufen, werden sie in Segmente 60 durch die Wirkung eines Schneidmechanismus 36 zerschnitten. Die Dreh-Relativgeschwindigkeit zwischen der Trommel 34 und der Trommel 30 bestimmt die Länge der einzelnen Segmente 60. Wenn die Schneidkante 58 in Kontakt mit der Trommel 30 kommt, zertrennt sie gleichzeitig die Vielzahl von Strängen 14 darauf. Die Feder 40 ist ausreichend nachgiebig, so daß sie sich während der fortgesetzten Drehung der Trommeln biegt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Dies erlaubt eine breite Abstandstoleranz zwischen dem Schneidkopf 56 und der Trommel 30, da die Feder 40 sich biegt und dabei ihre Uberlappung ausgleicht.When the impregnated or soaked strands 14 over the drum 30 run, they are divided into segments 60 by the action of a cutting mechanism 36 cut up. The relative rotational speed between the drum 34 and the Drum 30 determines the length of the individual segments 60. When the cutting edge 58 comes into contact with the drum 30, it simultaneously separates the plurality of Strands 14 on it. The spring 40 is sufficiently resilient that it is during continued rotation of the drums flexes as shown in FIG. this allows a wide clearance tolerance between the cutting head 56 and the drum 30, since the spring 40 bends and thereby compensates for its overlap.

Zusätzlich wird mit dieser Bauweise eine Lärmreduzie- rung während des Betriebs auf ein Minimum erreicht und die Totzeiten verringert, die sonst erforderlich sind, um den Schneidkopfabstand einzustellen, wenn die Schneide verschleißt. Die Segmentlängen kennen den gestellten Anforderungen entsprechend verändert werden, als praktisch erscheinen Segmentlängen im Bereich von 6 bis 50 mm. Vorzugsweise werden die Segmente 60 in Längen von 20 bis 30 mm geschnitten, wobei eine Länge von etwa 25 mm besonders bevorzugt ist. Segmentlängen über 50 mm sind schwierig von der Trommel 30 nach dem Schneiden zu trennen. Segmentlängen von weniger als 6 mm sind schwierig wegen der sehr hohen Drehzahl, mit der die Schneidtrommel 34 rotieren müßte, zu erreichen. Kleinere Segmente sind auch schwierig in einem vorgegebenen Muster auszurichten. Die geschnittenen, mit Harz imprägnierten Stränge lassen sich dann in vielfältiger Weise zur Bildung eines Ausgangsmaterials für die Formung eines faserverstärkten Teils sammeln. Bei der gezeigten Ausführungsform werden die geschnittenen Segmente 60 in kontrollierter Weise so gesammelt, daß sie aufgehäuft bzw. aufgeschichtet werden und in einer vorgegebenen Orientierung liegen. Dies wird mit Hilfe eines Behälters erreicht, der sich unter dem Schneidmechanismus 64 in verschiedenen Richtungen bewegt, um so die Ausrichtung der geschnittenen Segmente 60 einzustellen. Wenn die Segmente geschnitten und in der Richtung fallengelassen werden, in der sie von der Trommel 30 abgeworfen werden, ist ihre Ausrichtung insgesamt senkrecht zur Achse der rotierenden Trommeln 30 und 34, d.h. die geschnittenen Segmente 60 bleiben insgesamt in der gleichen Ausrichtung wie die Achsen der Stränge 14, von denen die Segmente abgeschnitten werden.In addition, with this construction a noise reduction tion reached to a minimum during operation and the dead times reduced, the otherwise required to adjust the cutting head distance when the cutting edge wears out. The segment lengths know the requirements accordingly can be changed, segment lengths in the range from 6 to 50 appear to be practical mm. Preferably, the segments 60 are cut into lengths of 20 to 30 mm, a length of about 25 mm is particularly preferred. Segment lengths over 50 mm are difficult to separate from the drum 30 after cutting. Segment lengths from less than 6 mm are difficult because of the very high speed with which the cutting drum 34 would have to rotate to achieve. Smaller segments are also difficult in one to align the given pattern. The cut strands impregnated with resin can then be used in a variety of ways to form a starting material for the Collect molding of a fiber-reinforced part. In the embodiment shown the cut segments 60 are collected in a controlled manner so that they be piled or piled up and lie in a predetermined orientation. This is achieved with the help of a container that is located under the cutting mechanism 64 moved in different directions so as to align the cut segments 60 set. When the segments are cut and dropped in the direction in which they are ejected from drum 30, their orientation is overall perpendicular to the axis of the rotating drums 30 and 34, i.e. the cut segments 60 remain overall in the same orientation as the axes of the strands 14, from which the segments are cut off.

Der Streifen des Bereichs, auf dem die Segmente 60 abgelegt werden, kann durch eine Vielzahl von Faktoren verändert werden, beispielsweise die Anzahl der gleichzeitig geschnittenen Stränge 14, des seitlichen Abstands zwischen ihnen usw. Wenn beispielsweise der Streifen des Ablegebereichs klein sein soll, wird eine geringere Anzahl von Strängen gleichzeitig geschnitten. Dabei können Usen od.dgl. verwendet werden, um die Stränge näher beieinander vor dem Schneiden zu gruppieren.The strip of area on which the segments 60 will be placed, can be changed by a variety of factors, such as the number of the simultaneously cut strands 14, the lateral distance between them etc. For example, if you want the drop area strip to be small, a fewer strands cut at the same time. Usen or the like can. used to group the strands closer together before cutting.

Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, hat der Behälter die Form einer becherförmigen Scheibe 62.As can be seen from the drawing, the container has the shape of a cup-shaped disc 62.

Der Behälter kann sich in einer Vielzahl von unterschiedlichen Richtungen bewegen, um so die Ausrichtung der geschnittenen Segmente 60 zu verändern.The container can move in a variety of different directions move so as to change the orientation of the cut segments 60.

Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Scheibe 62 drehbar sowie hin und her in einer Richtung insgesamt senkrecht zu den Achsen der rotierenden Trommeln 30 und 34 bewegbar. Die Drehung der Scheibe 62 führt dazu, daß die geschnittenen Segmente 60 im wesentlichen in einer sich radial nach außen erstreckenden Richtung liegen. Die Drehung der Scheibe 62 kann durch eine Anzahl unterschiedlicher Mechanismen herbeigeführt werden, beispielsweise mit Hilfe eines Motors 64. In gleicher Weise kann die lineare Bewegung des scheibenförmigen Behälters 62 in verschiedener Weise ausgeführt werden. Der Motor 64 kann dafür über ein nicht gezeigtes Getriebe mit dem Antrieb von Rädern 66 verbunden werden, die auf einer Schiene 68 laufen. Die lineare Bewegung der Scheibe 66 steuert die Dicke der geschnittenen Segmente, wenn sie in sich radial erstreckenden Bereichen des zu bildenden Ausgangsmaterials abgelegt werden. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, kann in manchen Fällen die Mitte des Aus- gangsmaterials stärker als ihr Umfang sein. Dies kann einfach dadurch erreicht werden, daß der Schneidmechanismus 36 länger über der Mitte der Scheibe 62 als über ihrem Umfang gehalten wird.In the embodiment shown, the disk 62 is rotatable as well back and forth in a direction generally perpendicular to the axes of the rotating Drums 30 and 34 movable. The rotation of the disc 62 causes the cut Segments 60 generally in a radially outward direction lie. Rotation of disk 62 can be effected by a number of different mechanisms be brought about, for example with the aid of a motor 64. In the same way can control the linear movement of the disk-shaped container 62 in various ways are executed. The motor 64 can for this purpose via a transmission (not shown) connected to the drive of wheels 66 which run on a rail 68. the linear movement of disk 66 controls the thickness of the segments being cut, when they are deposited in radially extending areas of the starting material to be formed will. As shown in Fig. 2, in some cases the center of the gang material be stronger than its girth. This can be achieved simply by the Cutting mechanism 36 longer over the center of the disc 62 than over its circumference is held.

Wenn die gewünschte Stärke des Ausgangsmaterials erreicht wird, wird dieses von dem Behälter entfernt.When the desired thickness of the starting material is reached, will this removed from the container.

Man läßt das Harz teilweise eindicken oder in den "B-Zustand" übergehen. Es ist ratsam, die Innenseite des Behälters mit einer Ablösfolie 70 zu versehen, um so das Entfernen des Ausgangsmaterials vom Behälter zu erleichtern. Das Harz läßt man teilweise eindicken, um so das Ausgangsmaterial leichter handhaben zu können. Eine bestimmte Eindickung kann bereits erfolgen, ehe das Ausgangsmaterial von dem Behälter entfernt wird undioder qhe d;s Ausgangsmaterial in einem Ofen positioniert wird, um diesen halbfesten Zustand eher zu erreichen. Nach dem Uberführen in den B-Zustand ist das Ausgangsmaterial für das Einbringen beispielsweise in eine Druckform bereit, um wenigstens einen Abschnitt eines Verbundmaterialgegenstands zu formen.The resin is allowed to partially thicken or "B" stage. It is advisable to cover the inside of the container with a release film 70, so as to facilitate the removal of the starting material from the container. The resin is allowed to partially thicken so that the starting material can be handled more easily. A certain thickening can already take place before the starting material of the Container is removed undior qhe d; s starting material is placed in an oven to reach this semi-solid state sooner. After transferring to the B-stage is the starting material for the introduction into a printing form, for example ready to form at least a portion of a composite article.

Alternativ können die mit Harz imprägnierten, vom Schneidmechanismus 36 geschnittenen Stränge in einem Trichter gesammelt werden, der eine Spritzdruck-oder Spritzgießmaschine beschickt. Die imprägnierten Stränge bilden so ein Ausgangsmaterial, das gewöhnlich in die Form mit Hilfe eines Stößels oder eines Schneckenantriebs gedrückt wird. Obwohl mit diesem Verfahren die gesteuerte Faserausrichtung der erwähnten Art nicht erreicht wird, ergibt sich doch ein Teil mit ausgezeichneter Verstärkung. Der Grund besteht darin, daß die vielen Fasern in jedem Strang zusammenbleiben und sich nicht trennen, wie dies bei den herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Ausgangsmaterialien der Fall ist, wo ein Mischen der rohen, nicht imprägnierten Stränge mit Harz erforderlich ist.Alternatively, those impregnated with resin can be removed from the cutting mechanism 36 cut strands are collected in a funnel, which has an injection pressure or Injection molding machine loaded. The impregnated strands form a starting material, usually in the form with the help of a ram or a worm gear is pressed. Although with this method the controlled fiber alignment of the mentioned Type is not achieved, it results in a part with excellent gain. The reason is that the many fibers in each strand stay together and not parting like this at the conventional methods for Manufacture of raw materials is the case where mixing the raw, does not impregnated strands with resin is required.

Erfindungsgemäß kann somit relativ einfach ein Ausgangsmaterial hergestellt werden, das für die Fertigung eines Teils mit hervorragenden Verstärkungseigenschaften geeignet ist. Eine genaue Einstellung der Ausrichtung der Fasern in dem Ausgangsmaterial kann relativ leicht und ohne großen Aufwand erzielt werden. Derartig gefertigte Ausgangsmaterialien können zur Herstellung einer breiten Vielfalt von Teilen benutzt werden, beispielsweise von Türen mit selektiven Verstärkungsbereichen, von Kraftfahrzeugteilen, wie Paneelen, Rädern und dergleichen, Skier sowie andere Verbundmaterialgegenstände, bei denen es vorteilhaft ist, die Ausrichtung der verstärkenden Fasern einzustellen.According to the invention, a starting material can thus be produced relatively easily used to produce a part with excellent reinforcement properties suitable is. A precise adjustment of the orientation of the fibers in the starting material can be achieved relatively easily and without great effort. Such manufactured Raw materials can be used to make a wide variety of parts , for example, of doors with selective reinforcement areas, of motor vehicle parts, such as panels, wheels and the like, skis and other composite material objects, where it is advantageous to adjust the orientation of the reinforcing fibers.

Claims

Method and device for producing a starting material for forming a fiber-reinforced part. Claims 1. Method of manufacture a starting material for forming a fiber-reinforced part, thereby g e k It is noted that endless strands of raw fibers are impregnated with a resin, that the resin-impregnated strands are cut into segments of a predetermined length and that the segments are collected so that they are used to form the starting material are heaped together.

2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t, that the impregnated strands pulled from a rotating drum and with a rotating cutting mechanism are cut, and that the cut segments be dropped into a container located below the cutting mechanism.

3. The method according to claim 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t, that the container relative to the cutting mechanism in at least two different Directions is moved so that at least some of the segments are in different orientations lie.

4. The method according to claim 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t, that the container is rotated when cutting the strands, so that the segments in the be oriented substantially in a radially outward direction.

5. The method according to claim 4, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t, that the container is moved back and forth in a straight line under the cutting mechanism, to control the height of the cluster of segments in areas of the starting material.

6. The method according to claim 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t, that the drum is used to pull the strands through a resin bath to thereby to impregnate the fibers.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized g e k e n n indicate that fiberglass strands are used.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized g e k e n n shows that the strands are cut into segments of about 6 to 50 mm.

9. The method according to claim 8, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t, that the strands are cut into segments of about 20 to 32 mm.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized g e k e n Note that a thermosetting polyester resin is used as the resin.

11. The method according to any one of claims 2 to 10, characterized g e k e n Note that a container is used with a shape that is overall corresponds to the desired shape of the starting material.

12. Apparatus for producing a starting material for molding a fiber-reinforced part, in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims, g e k e n n -z e i c h n e t by first devices (28, 30) for drawing continuous fiber strands (14) through a resin bath (16) to thereby impregnating the strands (14) with resin by a second device (34, 36) for Cutting the impregnated strands (14) into segments (60) with a predetermined length and by third means (62) for collecting the segments (60) such that they're layered together.

13. The device according to claim 12, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the first device comprises a rotating drum (30) that the second Setting up a rotating cutting mechanism (36) with a cutting head (56) for cutting the strands (14) when they are over the drum (30) are drawn, and that the third device comprises a container (62), which is positioned under the cutting mechanism (36) for collecting the segments (60) is.

14. The apparatus of claim 13, g e k e n n -z e i c h n e t through Moving means (64) for moving the container (62) such that the cut Segments (60) under the influence of gravity on different areas of the container (62) fall.

15. The device according to claim 14, characterized in that it is -k e n n z e i c h n e t that the movement device (64) for a movement of the container (62) relative suitable for the cutting mechanism (36) in at least two different directions is so that at least some of the segments (60) lie in different orientations.

16. The device according to claim 14, characterized in that it is -k e n n z e i c h n e t that the moving device (64) includes a device for rotating the container (62), so that the segments (60) essentially in a radially outwardly extending direction are oriented.

17. The device according to claim 16, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the movement device (64) also has a device (66, 68) for a Reciprocating the container (62) in a linear direction under the cutting mechanism (36) in order to increase the height of the cluster of segments in the region of the container (62) steer.

18. Device according to one of claims 13 to 17, characterized g e k it is noted that the cutting mechanism (36) has a spring (40), extending radially outward from the second rotating drum (34) and a cutting head (56) is attached to the outer portion thereof.

19. Device according to one of claims 12 to 18, characterized g e k it is noted that the cutting mechanism (36) has a second drum (34), which is arranged adjacent to the first rotating drum (30) and with her The main axis is generally parallel to the axis of the first drum (30), the second drum (34) rotates in the opposite direction to the first drum (30), a spring (40) in the form of a generally flat plate made of elastic material, extending radially outward from the second drum (34), and a Has cutting head (56) which is attached to the edge of the elastic plate and with which the strands (14) running over the first drum (30) into segments (60) given length.

20. The device according to claim 19, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that in the second drum (34) a slot (38) is formed, the the cutting head (56) opposite edge of the spring (40) held in the slot (38) is.