DE4137379A1 - Verfahren zur herstellung eines langgestreckten werkstuecks aus faserverstaerktem kunstharz - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines langgestreckten werkstuecks aus faserverstaerktem kunstharzInfo
- Publication number
- DE4137379A1 DE4137379A1 DE19914137379 DE4137379A DE4137379A1 DE 4137379 A1 DE4137379 A1 DE 4137379A1 DE 19914137379 DE19914137379 DE 19914137379 DE 4137379 A DE4137379 A DE 4137379A DE 4137379 A1 DE4137379 A1 DE 4137379A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- carriage
- weaving
- thread
- resin
- workpiece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims description 26
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims description 26
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000009941 weaving Methods 0.000 claims description 30
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 abstract 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011513 prestressed concrete Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 210000003954 umbilical cord Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
- B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C53/8008—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations specially adapted for winding and joining
- B29C53/8016—Storing, feeding or applying winding materials, e.g. reels, thread guides, tensioners
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
- B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C53/8008—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations specially adapted for winding and joining
- B29C53/805—Applying axial reinforcements
- B29C53/8058—Applying axial reinforcements continuously
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
- B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C53/82—Cores or mandrels
- B29C53/821—Mandrels especially adapted for winding and joining
- B29C53/822—Single use mandrels, e.g. destructible, becoming part of the wound articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
- B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
- B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
- B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
- B29B15/122—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex
- B29B15/125—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length with a matrix in liquid form, e.g. as melt, solution or latex by dipping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
- B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
- B29B15/10—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step
- B29B15/12—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length
- B29B15/14—Coating or impregnating independently of the moulding or shaping step of reinforcements of indefinite length of filaments or wires
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
langgestreckten Werkstückes aus faserverstärktem Kunstharz.
Derartige langgestreckte Werkstücke können beispielsweise
Hohlprofile wie Rohre, Mehrkammerprofile, Masten, Flügel
usw. darstellen, oder auch Vollprofile, beispielsweise
T-Täger, H-Träger U-Träger usw. Desweiteren sind gedrehte
Profile denkbar, wobei beispielsweise an Schiffsschrauben
blätter oder sonstige Profile zu denken wäre. Derartige
Profile können auch Aufhängelaschen oder Versteifungslaschen
oder sonstige Laschen tragen.
Bisher verwendete Herstellungsverfahren für derartige
Profile haben sich als noch nicht zufriedenstellend er
wiesen, insbesondere weil entweder der Zeitaufwand ver
hältnismäßig groß war, oder aber die eingelagerten Fasern
wiesen unterschiedliche Verteilung auf, so daß die Belast
barkeit des Profils beispielsweise in seinem Längsverlauf
ungleichmäßig ist und dadurch die an sich mögliche maximale
Steifigkeit und Bruchfestigkeit für das gesamte Profil nicht
erreichbar war, da an Stellen mit aufgrund beispielsweise
verringerter Faserdichte auch verringerter Bruchsteifigkeit
ein vorzeitiger Bruch des Profils auftreten konnte.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren zur Herstellung
eines langgestreckten Werkstückes aus faserverstärktem
Kunstharz dahingehend auszugestalten, daß zum einen für die
Herstellung weniger Zeit und damit auch weniger Kosten
anfallen, trotz möglicherweise teuerer Materialien, und daß
eine optimale, möglichst über die gesamte Profillänge
gleiche oder in gewünschter Weise abnehmende oder zunehmende
Bruchfestigkeit sich ergibt, um so eine möglichst genaue
Anpassung an die zu erwartenden Belastungen zu erhalten und
gleichwohl kein unnötiges Gewicht dafür zu benötigen.
Gelöst wird die Aufgabe durch Weben eines Schlauchs in der
Außenform des Profils des langgestreckten Werkstücks,
Beschichten der Webfasern während des Webens mit dem Kunst
harz, Strecken der Fasern und/oder des Schlauches, und
Aushärten des Kunstharzes.
Durch das damit angewendete Webverfahren wird vor allem eine
gleichmäßige, in gewünschter Weise ausgerichtete Faseran
ordnung ermöglicht, die außerdem noch vorgespannt werden
kann, was zu einer hohen Tragkraft bei gleichzeitig geringem
Gewicht führt. Das Webverfahren läßt sich maschinell durch
führen, im Gegensatz zu bisher geübtem Handverfahren, was
Herstellungskosten und Herstellungszeit verringert. Das
Verfahren erlaubt eine schnelle Einrichtung und auch eine
einfache Produktion des Werkstückes, da die für das Her
stellungsverfahren notwendige Form nur aus zwei Profilquer
schnitten besteht.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird an den beiden
Enden des langgestreckten Werkstückes jeweils eine Aufnahme
einrichtung für Webfasern angeordnet, in die wechselweise
eine von einer Vorratsrolle abgezogene Webfaser oder Web
faden eingehängt wird. Das Einhängen kann mittels eines
zwischen den beiden Aufnahmeeinrichtungen hin und her
fahrenden Schlittens erfolgen.
Die Aufnahmeeinrichtung kann einen Webrahmen in der Form des
Werkstückprofils darstellen, der in einer Spannvorrichtung
befestigbar ist und z. B. auf seiner vom Werkstück wegge
richteten Seite Aufnehmer oder Aufnahmen, wie Haken für die
Fasern trägt, wobei der Faseranfang an einem ersten dieser
Aufnahmen der einen Aufnahmeeinrichtung angeordnet wird,
anschließend dann der Schlitten die Faser an einer ersten
Aufnahme der zweiten Aufnahmevorrichtung vorbeiführt und auf
seinem Rückweg zur ersten Aufnahmeeinrichtung die Faser in
die Aufnahme einhängt. Anschließend läuft der Schlitten
wieder mit der Faser zu der zweiten Aufnahme der ersten
Aufnahmeeinrichtung und führt den Faden dort vorbei und
hängt ihn auf seinem erneuten Rückweg zur zweiten Aufnahme
vorrichtung in der zweiten Aufnahme ein. Dieses wird fort
gesetzt bis die letzte noch freie Aufnahme erreicht ist, wo
der Faden dann abgeschnitten und das Ende des Fadens be
festigt wird.
Als Werkstoff für die Faser wären beispielsweise Kohlefasern
denkbar, oder auch Aramid/Kevlar-Fasern, je nach gewünschter
Anwendung. Sie erlauben unterschiedliche Verhältnisse
zwischen Gewicht und Kraftaufnahme und sind auch aufgrund
der unterschiedlichen Kosten für die Fasern unterschiedlich
wirtschaftlich.
Als Harz kommt beispielsweise Epoxidharz, Vinylester,
Polyester oder auch ein sonstiger, die Fasern fest mit
einander verbindender Werkstoff in Frage. Wird das Harz der
Faser während des Herstellungsverfahrens direkt nach Ver
lassen der Abnahmespule beigefügt, erlaubt dies ein be
sonders gleichmäßiges Aufbringen und Einbringen des Harzes
in das dabei entstehende Gewebe. Je nach Herstellungsdauer
für das komplette Werkstück, das je nach Größe unterschied
lich sein wird, ist die Topfzeit des Harzgemisches zu
wählen, das ist die Zeit, die zwischen dem Mischen der
beispielsweise zwei Komponenten des Harzes und derem Aus
härten vergeht.
Die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundeliegende Web
technik verwendet einen auch aus der Bildweberei bekannten
Webrahmen, der jedoch an das Profil des gewünschten Werk
stücks angepaßt ist. Die zwei Profilrahmen werden jeweils am
Ende des zu fertigenden Teiles in einer Spannvorrichtung
befestigt. Sie besitzen auf ihrer Rückseite Aufnehmer
(Haken) für die Fasern. Die Anzahl der Haken hängt von der
gewünschten oder notwendigen Anzahl der Fasern ab. Anfäng
lich wird die Faser an einem der Aufnahmeeinrichtungen ange
koppelt, die anschließend verdreht werden, je nach Faser
richtung und Stärke des gewünschten Materials jeweils um
einen Aufnehmer, und zwar zu dem Zeitpunkt, zu dem die Faser
über dem Schlitten vorbeiläuft, wobei die Faser nach dem
Passieren auf ihrem Rückweg an dem Aufnehmer hängen bleibt.
Durch den Einsatz eines Innenmantels aus beispielsweise
Mylar (oder einem vergleichbaren, biegbarem aber nicht
dehnbarem Material), der so geschneidert oder geklebt ist,
daß die Form des Innenhohlraums ausgefüllt wird, lassen sich
runde und anders geformte Teile herstellen, wobei der
Innenmantel Bestandteil der Form bleibt und durch zuerst
geringem Luftdruck in der gespannten Form und dann mit
vollem noch zulässigem Druck gefüllt werden kann.
Die Luftzufuhr kann zweckmäßigerweise durch die Spindel mit
einer luftdichten Verklebung am Querschnitt des Profils
erfolgen.
Zur günstigen Führung der Fasern, falls notwendig, können
noch Kammstreifen vorgesehen werden, die auf Bändern sich
befinden und dort aufgebracht werden können, wo es sich als
zweckmäßig oder auch notwendig erweist. Der hin und her sich
bewegende Schlitten oder Schuttle, der den Faden trägt,
läuft von einem Ende zum anderen Ende, während sich das
Werkstück bezüglich dieses Schlittens dreht, bis die ge
wünschte Auftragsmenge erreicht ist.
Das Harz wird zweckmäßigerweise der Faser sofort nach
Verlassen der Spule auf dem Schuttle beigefügt. Die zwei
Komponenten des Binders werden zweckmäßigerweise in einem
Zyklonmischer zusammengefügt und direkt an der Führungsdüse
für die Faser zugeführt. Durch dieses direkte Zuführen wird
die Faser geschmeidig und läßt die Biegungen, die beim
Einhängen entstehen, auch bei stärkerer Belastung für die
Faser erträglich werden, so daß sie dort nicht mehr bricht.
Der Schlitten kann dazu verwendet werden, schon beim "Weben"
der Faser eine Vorspannung zu geben, die für viele An
wendungen durchaus ausreichen wird. Jedoch kann nach Fertig
stellung des Faserschlauches die gesamte Form zusätzlich
nachgespannt werden, um so eine aus der Spannbetontechnik
bekannte Vorspannung zu bewirken, die die Belastbarkeit des
Verbundproduktes noch stärker erhöht. Diese zusätzliche
Spannung wird man demzufolge während des Aushärtens an
wenden, bis das Harz vollständig hart ist und die Anordnung
selbst-tragend wird.
Es ist möglich, daß entstehende Laminat noch weiter zu ver
dichten, beispielsweise dadurch, daß auf der Außenseite ein
Vakuum aufgebracht wird, so daß der auf der Innenseite
anstehende Druck eine noch größere Wirkung auf das Laminat
ausübt.
Um das Aushärten zu beschleunigen oder, je nach Harzart,
überhaupt erst einzuleiten, kann eine erhöhte Temperatur
notwendig sein, die dadurch erreicht werden kann, daß eine
Art Ofen über das Werkstück gegeben und je nach Anwendungs
fall und Harzart eine gewünschte Temperatur im Umfeld des
mit Harz getränktem Faserschlauches erzeugt. Ggf. kann das
Aushärten auch bei einer bestimmten gewünschten Feuchtig
keit, unter Ultra-Violett-Bestrahlung oder auch durch
Infrarotlicht erfolgen.
Das Webverfahren hat den großen Vorteil, daß in einfacher
Weise während des Webens in das Gewebe Fertigteile eingewebt
oder auch noch vor dem Spannen oder vor der Harzaushärtung
Fertigteile in das Gewebe eingenäht werden können. Dabei
kann es sich beispielsweise, wenn es sich um Segeljacht
masten handelt, um Anbringungspunkte für das Segeltauwerk
handeln.
Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung zur Ausführung
des Verfahrens gemäß den Verfahrensansprüchen, bestehend aus
zwei in variabelem Abstand zueinander angeordneten Dreh
lagerungen für jeweils eine drehbare Spindel, wobei jede
Spindel einen tellerartigen Halter trägt, auf dessen Rück
seite eine Anzahl von Haken in radialem Abstand zur Spindel
achse entlang dem Umfangsprofil des zu bildenden Werkstückes
angeordnet sind, und aus einem Schlitten, der eine Ausgabe
düse für den Webfaden aufweist und der auf einer Schiene
oder einer Bahn derart hin und her geführt werden kann, daß
die Ausgabedüse an dem Haken vorbeiführbar ist.
Die Schiene oder Bahn kann an ihren Enden zweckmäßigerweise
von Pneumatikkolbeneinrichtungen gehalten bzw. bewegbar
sein. Der Schlitten kann Vorratseinrichtungen für Webfaden
material aufweisen, ebenso wie er auch eine Vorratsein
richtung für die Komponenten des anzuwendenden Harzes
umfassen könnte. Alternativ ist es natürlich möglich, diese
über fest angeordnete Vorratseinrichtung dem Schlitten über
bewegliche Zuführungen zuzuführen.
Trägt der Schlitten die Harzkomponente, wird er auch zweck
mäßigerweise eine Mischeinrichtung tragen, um die Kompo
nenten des Harzes miteinander zu vermischen, wobei vor
zugsweise ein Zyklonmischer zweckmäßig ist.
Zur Erzeugung des Luftdrucks zur Ausbildung besonderer
Formen und Gewebedichten ist es günstig, wenn zumindest eine
der Spindeln eine Luftzufuhreinrichtung umfaßt. Dadurch wird
das Zuführen von Druckluft oder Druckgas auch während der
Drehbewegung der Spindel bzw. des Werkstückschlauches
ermöglicht.
Die Steuerung der Anlage kann vorzugsweise über einen Mikro
prozessor erfolgen, der für den Antrieb für die Schlitten, für
die Schlittenhalterungskolben, für die Spindelhalterungen,
für die Spindeldrehung und derartiges sorgt.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
Es zeigt
Fig. 1, 2 und 3
in schematischen Darstellungen verschiedene Stufen
des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Fig. 4 in einer schematisierten Darstellung eine be
sonders günstige Ausführungsform der Einrichtung,
mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt
werden kann.
Fig. 1 zeigt schematisiert eine erste Stufe der erfindungs
gemäßen Verfahrensweise, bei der von einem Faservorrat 10
eine aus gewünschtem Material, wie Kohlefaser
Aramid/Kevlarfaser oder ähnlichem bestehende Faser oder
Faden 12 abgerollt oder abgezogen werden kann. Das Harz,
beispielsweise Epoxidharz, Vinylester, Polyester oder ein
sonstiges aushärtendes Werkstoffgemisch wird aus Kompo
nentenbehältern 14, 16 einem Mischer 18, wie einem Zyklon
mischer zugeführt und von dort während des Webens direkt auf
den die Spule 10 verlassenden Faden aufgebracht, siehe den
Pfeil 20. Von einem die Form des gewünschten Profils auf
weisenden, tellerartigen Webrahmen 22, 24 werden Aufnahme
einrichtungen mit Aufnehmern oder Haken 26, 28 getragen, an
denen der Faden oder die Faser 12 befestigt oder eingehängt
werden kann. Siehe dazu auch die Fig. 4, die eine teller
artige Aufnahmeeinrichtung 22 bzw. 24 zeigt, die auf ihrer
Rückseite derartige hakenförmige Aufnehmer 26 bzw. 28 trägt.
Die tellerartigen, die Haken 26, 28 tragenden Querschnitte
oder Webrahmen 22, 24 werden jeweils am Ende des zu
fertigenden, als Beispiel in Fig. 2 dargestellten Werkteils,
wie Bootsmast 30 angeordnet, siehe dazu die Darstellung der
Fig. 2 und 4, wobei die Webrahmen 22, 24 jeweils in einer
Spannvorrichtung 32, 34 drehbar gelagert sind, wobei die
Spannvorrichtung 32 bzw. 34 selbst wiederum in Richtung der
Werkstück- oder Spannlagerachse durch geeignete Antriebs
mittel verschieblich sind, siehe die Pfeile 38, 40. Die
Anzahl der Haken oder Aufnehmer 26, 28 hängt von der Anzahl
von Webfäden ab, die den Schlauch für das später zu
fertigende Werkstück 30 umfassen soll. Die Anordnung der
Fäden 12 kann bezüglich der Achse 36 winkelmäßig versetzt
sein, um so bestimmte Webwinkel zu erhalten.
Während sich ein Schlitten oder Schuttle 42 entlang einer
Führungsbahn 44 unter hier nicht darstellten Antriebsein
richtungen entlang einem Bewegungsweg hin und her bewegt,
der über die beiden Haken 26, 28 hinausreicht, siehe Fig. 4,
wird aus einer Ausgabedüse 46 der von einer Vorratsspule 10
stammende Faden 10 unter gleichzeitiger Aufbringung des
Harzgemisches 20 wechselweise auf Haken 26, 28 der beiden
Aufnahmeeinrichtungen 22, 24 aufgehakt, wie es in Fig. 1
schematisch auch dargestellt ist. Während dieses Vorganges
wird vorzugsweise unter Steuerung eines Mikroprozessors,
beispielsweise eingebaut in einem mit Tastatur und Bild
schirm eingerichteten Rechner, entsprechend weiter gedreht,
um einen neuen Aufnehmer oder Haken in die Bahn des
Schlittens 42 zu positionieren, wobei diese Drehbewegung der
Teller 22, 24 beispielsweise mittels eines Schrittschalt
motors erfolgen könnte, der über eine Ritzelradanordnung 54,
56 eine den Teller 22 tragende und in der Spannvorrichtung
32 drehbar gelagerte Welle oder Spindel 58 drehen könnte.
Ein beispielsweise aus Mylar bestehender Innenmantel, nicht
dargestellt, könnte so geschneidert oder geklebt sein, daß
er den beim Weben gebildeten hohlen Innenraum des Werk
stückes ausfüllt, wobei sich runde oder auch anders geformte
Teile herstellen lassen. Der Innenmantel kann mit beispiels
weise dem Teller 22 gasdicht verklebt sein und sein Inneres
über eine Gasleitung, die beispielsweise durch die Spindel
58 hindurchgeführt ist, mit einem Gasdruckanschluß 60
verbunden sein, der über eine Druckquelle 62 ggf. ebenfalls
unter Steuerung des Mikroprozessor 48 unter einem bestimmten
Innendruck gesetzt werden kann. Der dadurch entstehende
aufgeblähte Innenmantel kann vor dem Webbeginn mit auf
Bändern angebrachten Kammstreifen versehen werden, die
später zur Halterung der aufgebrachten Fäden dienen können.
Der Innendruck des Mantels kann später beim Spannvorgang
der noch zu beschreiben sein wird, auf einen noch höheren
Druck gebracht werden, um so den aufgebrachten Webschlauch
auch von innen her unter einen radialen Druck zu setzen.
Auch nach Herausnahme des Schlauches und Abnabelung von der
Druckquelle und Verschließen der Gasöffnung könnte der Druck
aufrechterhalten werden, wobei seine Wirkung dadurch ver
stärkbar wäre, daß um den Schlauch herum ein Unterdruck
erzeugt wird.
Mit Hilfe des Innenmantels und ggf. der Faserführungen durch
die kammartigen Bänder lassen sich verhältnismäßig kom
plizierte Formen für das fertige Werkstück verwirklichen,
was der große Vorteil des Verfahrens darstellt, während
herkömmliche Verfahren meist nur auf Kreisquerschnitt
zugeschnitten sind. Die Entfernung der Spitze 46 von der
Achse 36 in der Spannvorrichtung 32 bzw. 34 kann einstellbar
sein, beispielsweise mittels an den Enden der Schiene 44
angeordneten beispielsweise mittels Pneumatikzylindern 62,
64 beweglichen Aufhängungen 66, 68.
Während des Webvorganges können bestimmte Fertigungsteile,
wie Laschen 70 oder ähnliches eingewebt werden, was eine
besonders feste Anbindung ergeben würde. Alternativ könnten
auch derartige Fertigungsteile mit dem bereits vorliegenden
Gewebe, jedoch vor Aushärtung des Harzmaterial, vernäht
werden, siehe Bezugszahl 72 in Fig. 2.
Das insoweit fertiggestellte Werkstück 30 aus vollgetränktem
Gewebe kann dann aushärten, welcher Aushärtevorgang zweck
mäßigerweise durch Wärmeeinwirkung beschleunigt oder je nach
Werkstückharzmaterial überhaupt erst eingeleitet werden
kann. Der Aushärtevorgang kann alternativ auch durch
Feuchteeinwirkung, durch UV-Strahlung oder auch durch
Infrarotstrahlung ausgelöst werden, wie dem Durchschnitts
fachmann bekannt sein wird.
Um diese Einflüsse auf das getränkte Gewebe ausüben zu
können, könnte über das Werkstück eine Ofenhaube 74 gestülpt
werden, wobei das Werkstück selbst noch weiterhin in seiner
Spannvorrichtung bleiben könnte, so daß die Möglichkeit
bestände, vor dem Aushärten das Material noch zu strecken
und während des Aushärtevorgangs zur gleichmäßigen Auf
bringung der Temperatur, der Feuchtigkeit, der UV-Strahlung
oder der Infrarotstrahlung mit Hilfe der Dreheinrichtung der
Spannblöcke 32, 34 den Schlauch zu drehen. Überlicherweise
erlauben die zur Verfügung stehenden Fasern Bruchlasten
zwischen 10 kg und 100 kg, so daß die aufzubringende Streck
kraft recht hoch werden kann, entsprechend wird dann an
schließend die innere Verspannung diese Werte erreichen und
damit auch die Tragkraft des Werkstückes. Die Ofenhaube
könnte eine Ofentemperatur von beispielsweise 170° oder auch
von 120° ermöglichen, je nach Harzsystem und Fasermaterial.
Die während des Aushärtens aufgebrachte Zugspannung ist in
Fig. 3 schematisch durch die Pfeile 76, 78 wiedergegeben.
Claims (24)
1. Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Werk
stücks (30) aus faserverstärktem Kunstharz, gekenn
zeichnet durch Weben eines Schlauchs in der Außenform
des Profils des langgestreckten Werkstücks (30),
Beschichten der Webfasern (12) während des Webens mit
dem Kunstharz (20), Strecken der Fasern (12) und/oder
des Schlauches, und Aushärten des Kunstharzes.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch An
ordnen von Aufnahmeeinrichtungen für Webfasern an
beiden Enden des langgestreckten Werkstückes und
wechselweises Einhängen des von einem Vorrat (10)
abgezogenen Webfadens (12) in die Aufnahmeeinrichtung.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Ein
hängen des Webfadens mittels eines zwischen den beiden
Aufnahmeeinrichtungen (22, 24) hin und her fahrbaren
Schlittens (42).
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch
Verwenden eines Webrahmens in der Form des Werkstück
profils für die Aufnahmeeinrichtungen (22, 24), der in
einer Spannvorrichtung (32, 34) befestigbar ist und
Aufnahmen, wie Haken (26, 28) für die Fasern (12)
trägt, und durch Anbringen des Faseranfanges an einen
ersten dieser Aufnahmen (26) der einen Aufnahmeein
richtung (22), Verfahren des Schlittens (42) vorbei an
einem ersten Aufnehmer (28) der zweiten Aufnahmeein
richtung (24), Zurückfahren des Schlittens (42) zur
ersten Aufnahmeeinrichtung (22) und dabei Einhängen des
Fadens in die erste Aufnahme (28) der zweiten Aufnahme
einrichtung (24), Vorbeifahren des Schlittens (42) an
einer zweiten Aufnahme (26) der ersten Aufnahmeein
richtung (22), Zurückfahren des Schlittens (42) in
Richtung auf die zweite Aufnahmeeinrichtung (24), dabei
Einhängen des Fadens (12) in die zweite Aufnahme der
ersten Aufnahmeeinrichtung (22), und Fortsetzung dieses
Vorgangs bis zur Einhängung des Fadens in alle Auf
nahmen der beiden Aufnahmeeinrichtungen (22, 24),
Abschneiden des Fadens und Festlegen desselbens.
5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Ver
drehen der Aufnahmevorrichtungen (22, 24) bezüglich des
Schlittens (42) nach jedem Schlittenhub.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekenn
zeichnet durch Anordnen eines Innenmantels aus bieg
barem, aber nicht dehnbarem Material, wie Mylar, in dem
vom Profil des Werkstücks gebildeten Hohlraum.
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Unter
drucksetzen des Mantelinnenraums mit Hilfe eines
Gasüberdruckes.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch
Aufbringen von kammartigen Führungsstreifen auf der
Außenfläche des Innenmantels zur Festlegung von auf
gebrachten Fasern.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekenn
zeichnet durch Auftragen von Mehrkomponentenharz auf
den Webfaden (12) im Bereich der Führungsdüse (46) des
Schlittens (42).
10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Auf
hängen des Fadens an den Aufnahmen (26, 28) unter einer
Vorspannung.
11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch
Nachspannen der aufgehängten, den Schlauch bildenden
Fäden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11 dadurch
gekennzeichnet, daß der unter Spannung stehende
Schlauch in einen Raum gebracht wird, der das Harz zum
Aushärten bringt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
das Aushärtemittel Wärme ist.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
das Aushärtemittel Feuchtigkeit, Ultraviolettstrahlung
Infrarotstrahlung ist.
15. Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekenn
zeichnet, daß zum Aushärten über den Mantel und deren
Spannvorrichtung eine Heizeinrichtung übergestülpt wird
und daß während des Aushärtevorganges der Schlauch
unter Vorspannung gesetzt, der Schlauch gedreht und ein
ggf. vorhandener Innenmantel unter Überdruck gesetzt
wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß während des Webens in das Gewebe
Fertigteile eingebracht werden, oder daß in das Gewebe
vor dem Aushärten des Harzes Fertigteile eingenäht
werden.
17. Anordnung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 16, bestehend aus zwei in variabelem
Abstand zueinander angeordneten Drehlagerungen (32, 34)
für jeweils eine drehbare Welle oder Spindel (58),
wobei jede Spindel (58) eine tellerartige Halterung
(22, 24) trägt, auf deren Rückseite eine Anzahl von
Haken (26, 28) in radialem Abstand zur Spindelachse
entlang dem Umfangsprofil des zu bildenden Werkstücks
(30) angeordnet sind, gekennzeichnet durch einen
Schlitten (42), der eine Ausgabedüse (46) für den
Webfaden (12) aufweist und der auf einer Schiene (44)
derartig hin und her geführt werden kann, daß die
Ausgabedüse (46) an den Haken (26, 28) vorbeiführbar
ist.
18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schiene (44) an ihren Enden (66, 68) von Pneu
matikkolbeneinrichtungen (62, 64) verschieblich ge
halten ist.
19. Anordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Schlitten (42) Vorratseinrichtungen
für Webfaden aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schlitten (42) Vorratsein
richtungen für Harzkomponenten aufweist.
21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schlitten (42) Mischeinrichtungen (18) für die
Komponenten (14, 16) des Harzes besitzt.
22. Anordnung nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, daß
die Mischeinrichtungen (18) Zyklonmischer sind.
23. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß an zumindest einer Spindel (58)
eine Luftzufuhreinrichtung (60, 62) vorgesehen ist.
24. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Mikroprozessorsteuerung (48)
für den Antrieb von Schlitten (42), Schlittenhalte
rungskolben (62, 64), Spindelhalterungen (32, 34),
Spindelantrieb (50, 52) und Gasdruckerzeugungsein
richtung (62) vorgesehen ist.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19914137379 DE4137379A1 (de) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Verfahren zur herstellung eines langgestreckten werkstuecks aus faserverstaerktem kunstharz |
| EP92922946A EP0617658A1 (de) | 1991-11-13 | 1992-11-12 | Verfahren zur herstellung eines langgestreckten werkstücks aus faserverstärktem, aushärtbarem material, und gerät zur ausführung des verfahrens |
| DE9215397U DE9215397U1 (de) | 1991-11-13 | 1992-11-12 | Gerät für ein Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Werkstücks aus faserverstärktem, aushärtbarem Material |
| AU29015/92A AU2901592A (en) | 1991-11-13 | 1992-11-12 | Method and device for manufacturing an elongated piece from fibre-reinforced curable material |
| PCT/DE1992/000939 WO1993009932A1 (de) | 1991-11-13 | 1992-11-12 | Verfahren zur herstellung eines langgestreckten werkstücks aus faserverstärktem, aushärtbarem material, und gerät zur ausführung des verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19914137379 DE4137379A1 (de) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Verfahren zur herstellung eines langgestreckten werkstuecks aus faserverstaerktem kunstharz |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4137379A1 true DE4137379A1 (de) | 1993-05-19 |
Family
ID=6444742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19914137379 Withdrawn DE4137379A1 (de) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | Verfahren zur herstellung eines langgestreckten werkstuecks aus faserverstaerktem kunstharz |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0617658A1 (de) |
| AU (1) | AU2901592A (de) |
| DE (1) | DE4137379A1 (de) |
| WO (1) | WO1993009932A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8617336B2 (en) | 2010-02-01 | 2013-12-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for molding continuous fiber prepreg part |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008011517A1 (de) * | 2008-03-02 | 2009-09-03 | Schottdorf, Bernd, Dr. | Verfahren, Vorrichtung und Stützstruktur sowie deren Verwendung zur Herstellung eines Faserverbundteils |
| AT516065B1 (de) * | 2014-07-23 | 2016-04-15 | Mark Hydraulik Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Zylindergehäuses eines Druckzylinders |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE7023422U (de) * | 1900-01-01 | Dynamit Nobel Ag | Nocken mit zylindrischem Querschnitt für ein Druckrohr bzw. einen Druckbehälter | |
| DE1237767B (de) * | 1963-07-26 | 1967-03-30 | Licentia Gmbh | Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Rohren endlicher Laenge mit stirnseitig angeordneten Innenflanschen aus glasfaserverstaerktem Kunstharz |
| DE1784738A1 (de) * | 1968-09-12 | 1971-09-23 | Reiner Kraemer | Mast,insbesondere fuer Strassenbeleuchtung und Verfahren sowie Einrichtung zu dessen Herstellung |
| DE2035541A1 (en) * | 1970-07-17 | 1972-01-20 | Dynamit Nobel Ag | Vessel cladding - using studs as anchor points to give winding angle for even coverage in rocket motor systems |
| DE1629598B2 (de) * | 1966-01-17 | 1975-11-13 | Heinrich Salzburg Pichler (Oesterreich) | Verfahren zum Herstellen von konischen Hohlmasten aus mit Glasfasern verstärkten härtbaren Kunstharzen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE2808102A1 (de) * | 1977-02-27 | 1978-08-31 | Roland Frehner | Verfahren und maschine zur herstellung von hohlkoerpern durch wickeln |
| DE2746290A1 (de) * | 1977-10-14 | 1979-04-19 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Verfahren zur wicklung von faserverstaerkten verbundkoerpern |
| DD207673A1 (de) * | 1982-06-11 | 1984-03-14 | Heinz Heyna | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von konischen hohlprofilen |
| EP0284497A1 (de) * | 1987-03-25 | 1988-09-28 | AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle | Verfahren zur Herstellung von dreidimensional gewobenen Verbundverstärkungselementen, Maschine zur Ausführung desselben und dadurch hergestelltes Produkt |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2922236B2 (ja) * | 1989-12-28 | 1999-07-19 | 富士重工業株式会社 | ヘリコプタ用一方向材の製造方法 |
-
1991
- 1991-11-13 DE DE19914137379 patent/DE4137379A1/de not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-11-12 EP EP92922946A patent/EP0617658A1/de not_active Withdrawn
- 1992-11-12 AU AU29015/92A patent/AU2901592A/en not_active Abandoned
- 1992-11-12 WO PCT/DE1992/000939 patent/WO1993009932A1/de not_active Ceased
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE7023422U (de) * | 1900-01-01 | Dynamit Nobel Ag | Nocken mit zylindrischem Querschnitt für ein Druckrohr bzw. einen Druckbehälter | |
| DE1237767B (de) * | 1963-07-26 | 1967-03-30 | Licentia Gmbh | Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Rohren endlicher Laenge mit stirnseitig angeordneten Innenflanschen aus glasfaserverstaerktem Kunstharz |
| DE1629598B2 (de) * | 1966-01-17 | 1975-11-13 | Heinrich Salzburg Pichler (Oesterreich) | Verfahren zum Herstellen von konischen Hohlmasten aus mit Glasfasern verstärkten härtbaren Kunstharzen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE1784738A1 (de) * | 1968-09-12 | 1971-09-23 | Reiner Kraemer | Mast,insbesondere fuer Strassenbeleuchtung und Verfahren sowie Einrichtung zu dessen Herstellung |
| DE2035541A1 (en) * | 1970-07-17 | 1972-01-20 | Dynamit Nobel Ag | Vessel cladding - using studs as anchor points to give winding angle for even coverage in rocket motor systems |
| DE2808102A1 (de) * | 1977-02-27 | 1978-08-31 | Roland Frehner | Verfahren und maschine zur herstellung von hohlkoerpern durch wickeln |
| DE2746290A1 (de) * | 1977-10-14 | 1979-04-19 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Verfahren zur wicklung von faserverstaerkten verbundkoerpern |
| DD207673A1 (de) * | 1982-06-11 | 1984-03-14 | Heinz Heyna | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von konischen hohlprofilen |
| EP0284497A1 (de) * | 1987-03-25 | 1988-09-28 | AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle | Verfahren zur Herstellung von dreidimensional gewobenen Verbundverstärkungselementen, Maschine zur Ausführung desselben und dadurch hergestelltes Produkt |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8617336B2 (en) | 2010-02-01 | 2013-12-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for molding continuous fiber prepreg part |
| DE102011000105B4 (de) * | 2010-02-01 | 2016-01-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Verfahren zum Formen eines Prepreg-Teils aus einem Endlosfaden |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2901592A (en) | 1993-06-15 |
| EP0617658A1 (de) | 1994-10-05 |
| WO1993009932A1 (de) | 1993-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3029890C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen faserverstärkter Wickelkörper | |
| DE1961491C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Tennisschlägerrahmen | |
| EP2337669A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum ablegen und drapieren von abschnitten einer verstärkungsfaserstruktur zur herstellung eines profilvorformlings | |
| EP2247435B1 (de) | Verfahren und vorrichtung sowie deren verwendung zur herstellung eines faserverbundteils | |
| DE2639833C2 (de) | Vorrichtung zum Herstellen eines Rohrbogens aus faserverstärktem Kunstharz | |
| EP0379637A2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Rohres aus thermoplastischem Kunststoff mit Wendelarmierung | |
| DE3040838C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von flächigen Bauteilen aus faserverstärkten Werkstoffen | |
| DE2941710A1 (de) | Faserverstaerkter harzverbundkoerper | |
| DE102009041177A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von dreidimensionalen Faserverbundbauteilen und Halterung hierfür | |
| WO2019238533A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur erzeugung dreidimensionaler gegenstände | |
| EP3325256A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur fertigung eines faserverstärkten strangprofils | |
| EP3793793B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines hohlprofils mit veraenderlichen kruemmungen und querschnitten | |
| DE4137379A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines langgestreckten werkstuecks aus faserverstaerktem kunstharz | |
| DE3109365A1 (de) | Einrichtung zum wickeln von bauteilen aus faserverstaerkten werkstoffen | |
| DE102012101726B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Faserwerkstoffrohlings | |
| DE3005654C2 (de) | Maschine zum Wickeln von Kraftübertragungselementen aus faserverstärkten Werkstoffen | |
| EP0012167A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus Verbundmaterial und nach diesem Verfahren hergestellter Formkörper | |
| DE102012109222A1 (de) | Vorrichtung zum automatisierten Verbinden zweier Bauteile, gewickelte Knotenverbindung und Verfahren zum Verbinden zweier Bauteile in einem Fügebereich | |
| DE2812916A1 (de) | Die fertigung von verstaerktem kunststoffrohr- bzw. kunststoffschlauchmaterial | |
| DE4238133A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Werkstücks aus faserverstärktem, aushärtbarem Material, und Gerät zur Ausführung des Verfahrens | |
| DE3840788A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen von formkoerpern aus faserverbundwerkstoff | |
| DE3128111C2 (de) | Verfahren zum Herstellen von flankenoffenen Keilriemen | |
| DE9215397U1 (de) | Gerät für ein Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Werkstücks aus faserverstärktem, aushärtbarem Material | |
| DE2065706A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen herstellen eines faserverstaerkten kunststoffrohres | |
| DE1937973C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Rohres aus fadenverstärktem Harz |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: B29C 70/32 |
|
| Q161 | Has additional application no. |
Ref document number: 4238133 Country of ref document: DE |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |