DD211086A1 - METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING FIBER-REINFORCED PLASTER PROFILES - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Herstellung von insbesondere flachen faserverstaerkten Plastprofilen aus und mit Kohlenstoffasern (Mischlaminate) mit insbesondere ungesaettigten Polyester- oder Epoxidharzen. Dabei geht es um die Entwicklung von Verfahren und Technologien zur Verarbeitung von Glas- und Spezialfasern in Form von Kohlenstoff-, Aramid-, Glas- und/oder Metallfaserstraengen, -baendern und -geweben, von Malimoglasgelegen, Folien, Schaumstoffbahnen u.a. Verstaerkungsmaterialien zu mehrfach und unterschiedlich geschichteten Faser-Plastverbunden in Vollwand- oder Sandwichbauweise. Die Einrichtung besteht aus Vorratsrollen, Fadenfuehrungs-, Haztraenk- und Benetzungsvorrichtungen sowie Vorrichtungen zur Profilierung und Haertung. Zwischen den Vorratsrollen und der ersten Traenkvorrichtung sind beruehrungsfrei wirkende Homogenisierungsvorrichtungen sowie nach d. Abstreifvorrichtungen fuer das Haz sind weitere Schwingungsbenetzungs- und Homogenisierungsvorrichtungen vorgesehen. Anwendungsgebiete sind der Sportgeraetebau, die Feingeraete- und Medizintechnik sowie der Maschinen-, Energiemaschinen- und Flugzeugbau.The invention relates to the production of, in particular, flat fiber-reinforced plastic profiles made of and with carbon fibers (mixed laminates) with in particular unsupported polyester or epoxy resins. This involves the development of processes and technologies for the processing of glass and specialty fibers in the form of carbon, aramid, glass and / or metal fiber straps, tapes and fabrics, of malolactic glass, foils, foam sheets and the like. Reinforcement materials for multi-layered and differently layered fiber-plastic composites in solid wall or sandwich construction. The device consists of supply rolls, Fadenfuehrungs-, Haztraenk- and wetting devices and devices for profiling and hardening. Between the supply rollers and the first traction device are acting without contact homogenization and d. Wipers for the Haz are provided with additional vibration wetting and homogenizing devices. Fields of application are sports equipment construction, precision equipment and medical technology as well as machinery, energy machinery and aircraft construction.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von faserverstärkten PlastprofilenMethod and device for producing fiber-reinforced plastic profiles

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Plastprofilen aus Glas-, Aramid- und Kohlenstoffasern sowie entsprechenden Faserkombinationen, Gießharzen und insbesondere ungesättigten Polyester-, Epoxidharzen oder Thermoplaste und Elaste mit niedriger Feuchtediffusion, -sorption und Quellung für hochbeanspruchte Konstruktionen bzw. Bauteile, z.B. für Längenmeßgeräte, den wissenschaftlichen und Sportgerätebau, Ski-Obergurtbauteile, der Medizintechnik usw.The invention relates to a method and a device for producing fiber-reinforced plastic profiles from glass, aramid and carbon fibers and corresponding fiber combinations, casting resins and in particular unsaturated polyester, epoxy resins or thermoplastics and elastics with low moisture diffusion, absorption and swelling for highly stressed constructions or Components, eg for length measuring devices, scientific and sports equipment, ski upper belt components, medical technology, etc.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

In der DT-AS 2.101.756 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Imprägnierung von Kohlenstoffsträngen oder -bändern größerer Längen, die mittels Imprägnierwalzen mit Harz einstellbarer Schichtdicke getränkt werden, beschrieben.In DT-AS 2.101.756 a method and an apparatus for impregnating carbon strands or bands of longer lengths, which are impregnated by means of impregnating rollers with resin-adjustable layer thickness, are described.

Beim Verfahren werden die Kohlenstoffaserstränge über eine schwenkbare Abspulvorrichtung bei geringem Zug abgewickelt und anschließend mittels Walzen beidseitig imprägniert. Zur Erzeugung der gewünschten Aufwickelvorspannung durchläuft der Strang nach der Imprägnierung ein aus mehreren Bremsrollen bestehendes Umlenksystem und wird dann mit der erzeugten Vorspannung aufgewickelt und später zum Hohlkörper bzw. Hohlprofil ausgehärtet.In the process, the carbon fiber strands are unwound at low tension via a pivotable unwinding device and then impregnated on both sides by means of rollers. To produce the desired Aufwickelvorspannung the strand passes through the impregnation of a plurality of brake rollers existing deflection system and is then wound up with the generated bias and cured later to the hollow body or hollow profile.

Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,, daß eine schwenkbare Abspulvorrichtung mit einer Harzimprägniervorrichtung kombiniert ist, die aus Umlenkrolle, aus in Harzimprägnierbader eintauchende Imprtignierwalzen und einem Umlenksystem aus Bremsrollen besteht, denen sich eine Aufwickelspule anschließt»The device is characterized in that a pivotable unwinding device is combined with a Harzimprägniervorrichtung, which consists of pulley, immersed in Harzimprägnierbader Imprtignierwalzen and a deflection system of brake rollers, which is followed by a take-up reel »

Verfahren und Vorrichtung haben den Nachteil, daß die oberflächenempfindlichen Kohlenstoffaserstränge bzw. -bänder nach dem Abziehen von den Vorratsrollen über durch die Stränge bzw, Bänder und ihre Transportbewegung angetriebenen Umlenkrollen gezogen werden. Sämtliche Fäden oder Fasern, die mit der Oberfläche dieser Umlenkrollen in Kontakt kommen, werden in Abhängigkeit von der Transportgeschwindigkeit, dem Durchmesser der Umlenkrollen und dem Umsichlingungswinkel meist so stark geschädigt bzw. sogar zerrissen, daß dies© Fäden bzw« Fasern als Verstärkungselemente von vornherein ausscheiden. Eine weitere Schädigung dieser Stränge oder Bänder tritt dann ein, wenn sie vor der oder vor einer einseitigen Imprägnierung über weitere Umlenkrollen transportiert werden, wie das im vorgenannten Verfahren und mit der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens praktiziert wird.The method and device have the disadvantage that the surface-sensitive carbon fiber strands or ribbons are pulled after removal from the supply rolls via driven by the strands or, belts and their transport movement pulleys. All filaments or fibers that come into contact with the surface of these pulleys, depending on the transport speed, the diameter of the pulleys and the Umsichlingungswinkel usually so badly damaged or even torn that exude © threads or «fibers as reinforcing elements from the outset , Further damage to these strands or bands occurs when they are transported before or before a one-sided impregnation on other pulleys, as practiced in the aforementioned method and with the apparatus for performing the method.

Im DD-Patent 139.229 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Gegenständen beschrieben, Dort werden ebenfalls faserverstärkte Plastprofile aus oder mit Kohlenstoffasern hergestellt, bei denen vorgenannte Nachteile durch die Tränkungs- und Benetzungsanordnung nicht auftreten, denn dort werden die oberflächenempfindlichen Kohlenstof faserstrenge oder äbänder mechanisch kontaktfrei in das Harzbad transportiert, dort vor jeglicher Umlenkung getränkt und durch Schwingungen benetzt, wodurch Oberflächenschädigungen entfallen.In DD patent 139,229 a method and a device for the production of fiber-reinforced articles are described, There are also fiber-reinforced plastic profiles made from or with carbon fibers, in which the aforementioned disadvantages by impregnation and wetting arrangement does not occur, because there the surface-sensitive carbon fiber or strict Straps transported mechanically non-contact in the resin bath, soaked there before any deflection and wetted by vibrations, which eliminates surface damage.

Der Nachteil von Verfahren und Einrichtung besteht darin, daß Verfahren und Einrichtung die Herstellung von unterschiedlichen Profilen bzw. Profilquerschnitten durch die Wickelanord- nung nicht zulassen.The disadvantage of the method and device is that the method and device do not permit the production of different profiles or profile cross sections through the winding arrangement.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der Nachteile der bekannten Verfahren und Einrichtungen und besteht insbesondere darin, unter Nutzung der Vorteile von verstärkten Plastwerkstoffen ein einfaches Herstellungsverfahren für faserverstärkte Plastprofile, vorzugsweise flacher Plastprofile, zu schaffen, deren mechanische und physikalische Eigenschaften wie insbesondere niedrigen auf den jeweiligen Verwendungszweck bezogenen Wärmeausdehnungskoeffizienten bzw. Längentemperaturkoeffizienten (LTK), elektrische und thermische Leitfähigkeit, geringere Dichte und dergleichen einstellbar sind, wie das beispielsweise in der Sport- oder Feingerätetechnik, der Medizintechnik, im Energiemaschinen- oder Flugzeugbau, der Raumfahrt oder insbesondere bei Meßgeräten oder ihren Halbzeugen^ vorzugsweise bei Präzisionsnivellierlatten der Fall ist, die z. B. als rechteckige Kastenträger oder für zugehörige Teilungsträger, z. B. Höhenmeßgeräte von drei und mehr Metern Länge, für Handmeßgeräte im Längenbereich zwischen zwei und über 10 Meter aufgebaut sind, insbesondere zur Ablösung von Metallmeßgeräten auch aus Invar, für Sportgeräte z. B₉ für Ski-Obergurtbauteile mit variablem Laminataufbau und Eigenschaften»The object of the invention is to overcome the disadvantages of the known methods and devices and, in particular, to provide a simple production method for fiber-reinforced plastic profiles, preferably flat plastic profiles, using the advantages of reinforced plastic materials, whose mechanical and physical properties, in particular low on the thermal expansion coefficients (LTK), electrical and thermal conductivity, lower density and the like are adjustable, such as in sports or Feeingätetechnik, medical technology, energy machinery or aircraft, space or in particular in measuring instruments or their Semifinished ^ is preferably the case with Präzisionsnivellierlatten, the z. B. as a rectangular box girder or for associated graduation carrier, z. B. height gauges of three and more meters in length, are built for handheld devices in the length range between two and about 10 meters, especially for the replacement of Metallmeßgeräten also from Invar, for sports equipment z. B ₉ for ski upper belt components with variable laminate construction and properties »

Bestehen die Teilungsträger vorgenannter Nivellierlatten aus der Nickei-Eisen-Legierung Invar (34-36 % Nickel)* so haben sie einen sehr geringen, jedoch ungenügenden, linearen Ausdehnungskoeffizienten in einem größeren Temperaturbereich, was bei hochpräzisen Messungen unabdingbar ist.If the graduation carriers of the aforesaid leveling rods made of Nickei-iron alloy Invar (34-36 % nickel) * have a very small but insufficient linear expansion coefficient in a larger temperature range, which is indispensable for highly precise measurements.

Solche Teilungsträger sind aber sehr teuer und schwer, falls ein größerer Querschnitt zur Verwendung kommt, oder falls sie im Querschnitt dünn gestaltet sind, sind diese leicht verbiegbar, nicht elastisch und bei geringster plastischer Verformung Ausschuß und nicht mehr für Präzisionsmessungen verwendbar.However, such graduation carriers are very expensive and heavy, if a larger cross-section is used, or if they are made thin in cross-section, they are easily bendable, non-elastic and with minimal plastic deformation Committee and no longer suitable for precision measurements.

Da Nivellierlatten meist zu Messungen im Gelände verwendet werden, müssen sie robust im Gebrauch sein, präzise Messungen auch bei unterschiedlichen Temperaturen zwischen 233 und 323⁰KSince leveling staffs are mostly used for off-field measurements, they must be robust in use, and accurate measurements even at different temperatures between 233 and 323 ⁰ K.

(-40 bis +50 C) zulassen und biegesteif und zugleich elastisch, nicht plastisch verformbar und relativ leicht sein* Solche hohen Anforderungen werden bisher von keiner Nivellierlatte und auch von keinem Teilungsträger erfüllt«Allow (-40 to +50 C) and rigid and elastic at the same time, not plastically deformable and relatively easy to be * Such high demands are so far met by any leveling staff and also by no graduation carrier «

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Plastprofilen aus oder mit Kohlenstoffasern und insbesondere ungesättigten Polyester- oder Epoxidharzen für hochbeanspruchte Konstruktionen bzw· Bauteile zu schaffen* mit dem bzw. mit der genannte Profile insbesondere mit einem um eine Zehnerpotenz niedrigerem linearen Ausdehnungskoeffizienten gleich oder kleiner von Invar und anderen Metallen und relativ leicht herstellbar sind, die biegesteif und zugleich elastisch und auch bei leichter Durchbiegung plastisch nicht verformbar sind, deren Gewicht wesentlich geringer als z. B, Invar sowie andere Metalle ist und die im Temperaturbereich zwischen 233 und 322°K temperaturunabhängig sind.The invention has for its object to provide a method and an apparatus for producing fiber-reinforced plastic profiles from or with carbon fibers and in particular unsaturated polyester or epoxy resins for highly stressed constructions or components with the or with said profile, in particular with one to a Decimal power lower linear expansion coefficient equal to or less of Invar and other metals and relatively easy to produce, which are rigid and elastic at the same time and even with slight deflection plastically deformable, whose weight is much lower than z. B, Invar and other metals and which are temperature independent in the temperature range between 233 and 322 ° K.

Diese Aufgabe wird beim Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zuerst 20 bis 60, insbesondere 40 bis 60 Vol.-% Faserstränge bzw» Rovinge aus Kohlenstoffäden mit einer Elementarfadenzahl von 3000 bis 10000 pro Strang bzw. Roving oder 17 bis 27, insbesondere 20 bis 25 Vol.-% der genannten Rovings aus Kohlenstoffäden und insbesondere bis 50 % weniger oder die gleichen Volumen-% Faserstränge bzw. Rovings aus Glasfaden mit einer Spinnfadenfeinheit von 30 bis 130 tex bei einer Spinnfadenanzahl von 12 bis 20 pro Strang bzw« Roving von Vorratsrollen abgezogen werden, daß danach diesen Fasernsträngen bzw. Rovings ein konstanter Fadenzug bei Kohlenstoffasersträngen mit insbesondere 10 000 Elementarfäden von etwa 20 N und einer Faden- bzw. Strangabzugsgeschwindigkeit von 1 m/min erteilt wird und daß anschließend ihre Tränkung und Benetzung mit zu 100 % ergänzenden Volumen-^ kalt- oder heißhärtendem Epoxidharz oder ungesättigten Polyesterharzen außerhalb mindestens einer Formeinheit, drucklos oder vorzugsweise unterThis object is achieved in the method according to the invention in that first 20 to 60, in particular 40 to 60 vol .-% fiber strands or »rovings of carbon filaments with a filament count of 3000 to 10,000 per strand or roving or 17 to 27, in particular 20 to 25 Vol .-% of said rovings of Kohlenstoffäden and in particular to 50 % less or the same volume% fiber strands or rovings of glass thread with a strand count of 30 to 130 tex at a strand count of 12 to 20 per strand or "roving withdrawn from supply rolls be that after this fiber strands or rovings a constant thread train in carbon fiber strands with in particular 10 000 filaments of about 20 N and a thread or strand withdrawal speed of 1 m / min granted and then their impregnation and wetting with 100 % complementary volume - ^ cold or hot curing epoxy resin or unsaturated polyester resins outside at least one he molding unit, without pressure or preferably under

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Druck, mit gleichzeitiger oder nachfolgender Profilierung, durchgeführt wird, der sich die Härtung bzw» Verfestigung überlagert oder anschließt, bei Warm- oder Heißhärtung un~ ter zusätzlicher Wärmezufuhr, bei der Fotopolymerisation durch Zugabe von Sensibilisatoren zum Harz mit nachfolgender Bestrahlung mit Licht im Wellenbereich zwischen 200 und 800 nm, sodaß ein Verbund, eine weitgehende Faser-Matrix-Haftung und ein weitgehend hohlraurafreies Laminatprofil gebildet wird»Pressure, with simultaneous or subsequent profiling, which is superimposed or followed by hardening or hardening with hot or hot curing with additional heat input, during photopolymerization by addition of sensitizers to the resin with subsequent irradiation with light in the waveband 200 and 800 nm, so that a composite, an extensive fiber-matrix adhesion and a largely cavity-free laminate profile is formed »

Diese Aufgabe wird bei der Einrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß insbesondere bei der Verarbeitung von Fasersträngen und/oder -bändern aus oberflächenerapfindlichen Fasern zwischen den Vorratsrollen und der ersten vorzugsweise teilweise oder vollständig in der Tränkungsvorrichtung bzw. Tränkewanne angeordneten Tränk- und/oder Umlenkrolle oder -walze mindestens eine, vorzugsweise pro Faserstrang oder -band eine, auf den Strang oder das Band insbesondere berührungsfrei wirkende Verstärkungsmaterialausrichtursgs- bzwe Homogenisierungsvorrichtung und nach der Abstreifvorrichtung für das Harz eine insbesondere Schwingungsbenetzungsvorrichtung, gegebenenfalls mindestens eine weitere Verstärkungsmaterialausricht- bzw« Homogenisierungsvorrichtung,, eine Profilierungs- oder Formeinheit, insbesondere ausgebildet als Stahldoppelband mit beheizten Stahlbändern zur Vorhärtung oder Härtung, erforderlichenfalls eine Härtungs- oder Nachhärtungsvorrichtung, insbesondere ausgebildet als Strahlungs- bzw. UV-Härtungsvorrichtung_e wobei vorzugsweise der Tränkungsvorrichtung für die Tränkung der Stränge oder Bänder aus oberflächenempfindlichen Fasern mindestens eine, je Faserart weitere Tränkungsvorrichtung für strang- und bandförmige Verstärkungsmaterialien, beispielsweise aus Glas, Stahl, aromatischem Polyamid oder dergl. und ggf. der jeweiligen Tränkungsvorrichtung vor und/oder nachgeordnete Verstärkungsmaterialausricht- bzw. Homogenisierungsvorrichtungen und/oder Benetzungsvorrichtungen zugeordnet sind.This object is achieved in the device according to the invention that, in particular in the processing of fiber strands and / or bands of surface-sensitive fibers between the supply rolls and the first preferably partially or completely arranged in the soaking device or drinking trough impregnating and / or guide roller or roll at least one, preferably per fiber strand or strip, a reinforcing material alignment device acting on the strand or strip in particular homogenizing device and after the stripper device for the resin a particularly vibration wetting device, optionally at least one further reinforcing material orientation or homogenizing device, a profiling device or molding unit, in particular designed as a steel double strip with heated steel strips for precuring or curing, if necessary, a curing or Nachhärtungsvorrichtung, in particular a formed as a radiation or UV curing device _e preferably wherein the impregnation device for impregnating the strands or ribbons of surface-sensitive fibers at least one, depending on fiber type further impregnation device for strand and strip-shaped reinforcing materials, for example glass, steel, aromatic polyamide or the like optionally associated with the respective impregnation device before and / or downstream reinforcing material alignment or homogenization devices and / or wetting devices.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. Showing:

Fig: 1 Darstellung der GesamtanlageFig: 1 representation of the entire system

Fig: 2 Prinzipielle Anordnung der Schwingereinheit bei einerFig. 2 Basic arrangement of the vibrator unit in a

HorizontalprofilziehanlageHorizontal profile drawing plant

Fig: 3 Ansicht der SchwingereinheitFig. 3 view of the vibrator unit

Fig: 4 Schnitt A-A nach Fig. 34 shows section A-A according to FIG. 3

Fig: 5 Seitenansicht des Details FührungskammFig: 5 Side view of the detail of the guide comb

Fig: 6 Ansicht desFig. 6 View of the

Fig: 7 Detail SchwingerFig: 7 Detail Schwinger

Fig: 8 Schnitt durch den SchwingerFig. 8 section through the oscillator

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden bei der Herstellung von genannten Plastprofilen nur aus Kohlenstofffasern oder aromatischen Polyamidfasern zuerst aus der Vielzahl von Strängen bzw_e Rovings diese Fasern bzw» Fäden solcher Stränge bzw. Rovings ausgewählt, die eine Elementarfadenzahl von mindestens 3000 bis max. 10 000 pro Strang bzw. Roving aufweisen. Sollen die genannten Plastprofile aus Mischfasern, d, h. aus Kohlenstoff- und/oder aromatischen Polyamid- und/oder Glasfasern oder dergleichen hergestellt werden, verwendet man vorgenannte Stränge bzw. Rovings ebenfalls und zusätzlich Glasfaserstränge bzw. -Rovings oder dergleichen mit möglicht hoher Elementarfadenanzahl, insbesondere in gleicher Größenordnung wie vorgenannt.According to the method of the invention, in the production of said plastic profiles only from carbon fibers or aromatic polyamide fibers, first of all the plurality of strands or _e rovings, these fibers or threads of such strands or rovings are selected which have a filament count of at least 3000 to max. 10,000 per strand or roving. If the mentioned plastic profiles of mixed fibers, d, h. are made of carbon and / or aromatic polyamide and / or glass fibers or the like, using the aforementioned strands or rovings also and additionally glass fiber strands or rovings or the like with an extremely high filament number, in particular of the same order of magnitude as mentioned above.

Bei der Verarbeitung von genannten Kohlenstoff- oder Polyamidfasern muß der Faseranteil max. 60 bis min« 20 Vol.-%, bezogen auf das verwendete Harz, betragen, insbesondere wei— den jedoch 40 - 50 VoI ·-% genannter Faserstränge bzw. -Rovings verwendet, z. B. um einen minimalen Längenausdehnungskoeffizienten kleiner als Invar (= - 0,2 · 10 K ) und andere physikalische Eigenschaften und bei Skier-Obergurtbauteilen hohe mechanieche Eigenschaften zu erreichen.When processing said carbon or polyamide fibers, the fiber content must be max. 60 to at least 20% by volume, based on the resin used, but in particular, however, 40 to 50% by volume of said fiber strands or rovings are used, eg. B. to achieve a minimum coefficient of linear expansion less than Invar (= - 0.2 · 10 K) and other physical properties and in skier upper belt components high mechanical properties.

Bei der Verarbeitung von Faserroischverbunden aus Kohlenstoffoder Aramidrovings und aus Glasfaserrovings muß jeder Faseranteil etwa 17,5 bis 27_S5 Vol.-% insbesondere 20 bis 25 Vol. -% betragen. Hierbei müssen die Glasfaserrovings eine Spinnfadeneinheit von 80 bis 130 tex bei einer Spinnfadenzahl von 12 bis 20 pro Strang bzw» Roving aufweisen«,When processing Faserroischverbunden of carbon or Aramidrovings and glass fiber rovings each fiber content must be about 17.5 to 27 _S 5 vol .-%, in particular 20 to 25 vol - . % . In this case, the glass fiber rovings must have a spun thread unit of 80 to 130 tex with a spun thread number of 12 to 20 per strand or »roving«,

Diese Faserstränge bzw_e Rovings werden nun von Vorratsrollen möglichst reibungsfrei (insbesondere bei den oberflächenempfindlichen Kohlenstoffasern) abgezogen und dabei wird diesem Roving ein konstanter Fadenzug bzw» eine konstante Zugspannung, bei Kohlenstoffaserrovings mit insbesondere 3.0 000 Elementarfäden von etwa 2 Newton (bis hinunter auf 3 000 Elementarfäden kann die Zugspannung sukzessiv® erhdht werden und/oder auch konstant bei 2 Newton gehalten werden) erteilt.These fiber strands or _e rovings are then stripped of stock rolls as possible frictionless (especially in the surface-sensitive carbon fibers) and this roving is a constant thread tension or »constant tension, in carbon fiber rovings with in particular 3.0 000 filaments of about 2 Newton (down to 3 000 Filaments, the tensile stress can be successively increased and / or kept constant at 2 Newtons).

Die Fadenabzugsgeschwindigkeit von den Vorratsrollen darf hierbei nicht mehr als 1 m/min betragen und sollte vorzugsweise unter 1 m/min liegen.The yarn withdrawal speed from the supply rolls may not be more than 1 m / min and should preferably be less than 1 m / min.

Bei Stillstand der auf eine bestimmte Streck© abgezogenen Stränge oder insbesondere während des Transports der Stränge bei genannter Abzugsgeschwindigkeit werden diese Stränge durch Auftragen von flüssigen kalt-, warm«- oder heiShärtenden oder fotopolymerisierbarem Harz mit zu 100 % ergänzenden VoI»~% getränkt und benetzt»At standstill of strands withdrawn to a particular drawstring or, in particular, during transport of the strands at said draw-off speed, these strands are soaked and wetted by applying liquid cold, warm or hot curing or photopolymerizable resin with 100 % completion % »

Diese Tränkung und Benetzung erfolgt außerhalb oder innerhalb mindestens einer Formeinheit, außerhalb drucklos und innerhalb insbesondere unter Druck mit gleichzeitiger oder nachfolgender Profilierung. Erfolgt die Tränkung und Benetzung drucklos und soll profiliert werden, werden die getränkten und benetzten Faserstränge durch Profildüsen transportiert. Die Benetzung erfolgt hierbei entweder durch Preß- bzw. Druckkräfte in mindestens einer Formeinheit und/oder durch auf die Stränge direkt durch Ankoppelung von Schwingern oder indirekt durch Luftimpulse ausgeübte mechanische Schwingungen.This impregnation and wetting takes place outside or within at least one molding unit, outside without pressure and, in particular, under pressure with simultaneous or subsequent profiling. If impregnation and wetting occur without pressure and should be profiled, the impregnated and wetted fiber strands are transported through profile nozzles. The wetting takes place here either by pressing or compressive forces in at least one molding unit and / or by the strands directly by coupling oscillators or indirectly exerted by air pulses mechanical vibrations.

Nach der Profilierung erfolgt eine Vorvernetzung der Profile zu Prepregs und später die Vernetzung oder gleich Härtung der Harze zu Faser/Harzverbunden. Die Kalthärtung erfolgt durch Zugabe von bekannten Härtern und Beschleunigern (z. B. Katonperoxidhärter oder Kobaltbeschleuniger) zum Harz, die Warmhärtung durch Zugabe von Härter und geringer Menge Beschleuniger und geringerer Wärmezufuhr und die Heißhärtung erfolgt nur durch Zugabe von Härter und hoher Wärmezufuhr. Die Fotopolymerisation erfolgt durch Zugabe von Sensibilisatoren. (z.B« von Benzoinäthern) mit nachfolgenden Bestrah lungen mit elektromagnetischen Wellen im Wellbereich zwischen 200 und 800 nm.After profiling, a pre-crosslinking of the profiles into prepregs and later the crosslinking or equal curing of the resins to fiber / resin composites takes place. Cold hardening takes place by adding known hardeners and accelerators (eg, Katonperoxidhärter or cobalt accelerator) to the resin, the heat curing by adding hardener and a small amount of accelerator and lower heat input and heat curing takes place only by adding hardener and high heat. The photopolymerization is carried out by adding sensitizers. (For example, from benzoin ethers) with subsequent irradiation with electromagnetic waves in the wave range between 200 and 800 nm.

Auf diese Weise wird ein Faser/Harz-Verbund mit weitgehender Faser-Matrix-Haftung (Grenzschichtverbund) und ein weitgehend hohlraumfreies Laminatprofil erzeugt.In this way, a fiber / resin composite with extensive fiber-matrix adhesion (boundary layer composite) and a largely void-free laminate profile is produced.

Sollen Mischfasern bzw. Mischfaserverbunde, d« h. Fäden bzw. Stränge aus Kohlenstoff- oder aromatischen Polyamidfasern bzw. Fäden und aus Glasfäden verwendet werden« ist eine gleichmäßige Verteilung der genannten Faserarten erforderlich undzwar abwechselnd je ein Kohlenstoff- oder Polyamidfaden bzw. Strang und je ein Glasfaden bzw» Strang, was bei der hohen Fadenzahl bei Fäden schwer realisierbar ist· Aus diesem Grunde werden die Fäden oder Stränge aus Kohlenstoff öder Polyamid und die Fäden oder Stränge aus Glas abwechselnd undsymmetrisch neben und/oder übereinander angeordnet und danach vor- und/oder während der Zugspannungsverteilung in Vorzugsrichtung (Längsrichtung) bzw· Trensportrichtung gleichmäßig ausgerichtet. Dies geschieht bei Glasfaden bzw· Strängen z. B. durch feststehende Fadenführungskämme mit angekoppeltenSchwinger, (in Figur 2 ist die prinzipielle Anordnung der Schwingereinheit für Horizontalziehanlage, in Figur 3 und 4 ist die Schwingereinheit, in Figur 5 und 6 ist das Detail Führungskamm und in Figur 7 und 8 ist das Detail Schwinger dargestellt) oder geschieht bei beiden Fadenarten oder Strän-If mixed fibers or mixed fiber composites, d. A thread or strands of carbon or aromatic polyamide fibers or threads and glass fibers are used «is a uniform distribution of the fiber types mentioned required alternately each a carbon or polyamide thread or strand and a glass strand or strand, which at the high For this reason, the threads or strands of carbon or polyamide and the threads or strands of glass are arranged alternately and symmetrically next to and / or one above the other and then before and / or during the tensile stress distribution in the preferred direction (longitudinal direction) or · Torsional direction aligned evenly. This happens with glass thread or strands z. 2 is the basic arrangement of the oscillator unit for horizontal drawing machine, in Figures 3 and 4 is the oscillator unit, in Figure 5 and 6 is the detail guide comb and in Figure 7 and 8, the detail oscillator is shown ) or happens with both types of sutures or strands

gen durch direkt oder indirekt übertragene mechanische Schwingungen. Die Übertragung erfolgt durch direkt an die Fäden oder Stränge angekoppelte Mechanische Schwinger oder indirekt durch auf die Fäden oder Stränge übertragene Luftimpulse.conditions by directly or indirectly transmitted mechanical vibrations. The transmission takes place by means of mechanical oscillators coupled directly to the filaments or strands, or indirectly by air pulses transmitted to the filaments or strands.

Von Vorteil ist es, wenn mehrere genannte Stränge bzw* Rovings symmetrisch insbesondere abstandslos neben·» und/oder untereinander, auch abwechselnd je Faserart*, je nach erforderlichem Profil, angeordnet und in dieser Anordnung gespannt, getränkt und benetzt werden, gegebenenfalls während des Transports der Stränge bzw« Rovings und/oder der Form» einheiten; gegebenenfalls werden den Forroeirsheiten und/oder den Profildüsen hierbei mechanisch® Schwingungen erteilt.It is advantageous if a plurality of said strands * or rovings symmetrically in particular without spacing next to »and / or each other, also alternately per fiber type *, depending on the required profile, arranged and stretched in this arrangement, soaked and wetted, possibly during transport strands or "rovings and / or form" units; if necessary, the Forroeirsheiten and / or the profile nozzles hereby given mechanical® vibrations.

Erfindungsgemäß ist es von Vorteil, wenn neben Glasfasern insbesondere hochfeste und/oder hochmodulige Kohlenstofffasern und/oder Hoch- und niedermodulige aromatische Polyamidfasern verwendet werden«,According to the invention, it is advantageous if in addition to glass fibers in particular high-strength and / or high-modulus carbon fibers and / or high and low modulus aromatic polyamide fibers are used,

Zur Festigkeitserhöhung und zur Erzeugung eines einwandfreien Verbundes (Fasergrenzschichtverbund) ist es erforderliche daß die Fasern vor ihrer Verarbeitung,, d.'h. vor ihrer Tränkung und Benetzung oberflächenbehandelt werden_e To increase the strength and to produce a perfect bond (fiber boundary layer composite), it is necessary that the fibers before their processing ,, d.'h. be surface treated before impregnation and wetting _e

Um einer Quellung oder Feuchtigkeitsdiffusion der genannten Profile vorzubeugen, werden zu ihrer Herstellung Harze verwendet, die im ausgehärteten Zustand eine niedrig© Sorbtion, Diffusion und Quellung aufweisen* z_o 8«, Dianpolyester« Isophthalsaureester, Dimethylolnorbonenpolyester u«a·In order to prevent swelling or moisture diffusion of said profiles, resins are used for their preparation, which have a low sorption, diffusion and swelling when cured * z _o 8 ", dianpolyester" isophthalic acid ester, dimethylol norbornene polyester u "a

Von Vorteil ist es,daß als Verstärkungsmaterialstränge bzw. Rovings und/oder Gewebe und/oder Matten mit dera genannten Harz getränkt und benetzt und danach zu Profilen zwischen 0,1 bis etwa 4 mm, vorzugsweise von 0,5 bis 2 nsm Dicke, insbesondere nach dem Doppelbandverfahren verarbeitet werden* It is advantageous that soaked as reinforcing material strands or rovings and / or fabrics and / or mats with dera said resin and wetted and then to profiles between 0.1 to about 4 mm, preferably from 0.5 to 2 nsm thickness, in particular to be processed by the double belt method *

Es ist weiterhin von Vorteil, daß plattenförmige Profile hoher Breite nach dem Zieh- oder insbesondere nach dem Doppelbandverfahren hergestellt und während und/oder unmittelbar nach der Verfestigung in parallele Streifen, insbesondere mit Hilfe von parallel nebeneinander angeordneten und im Abstand verstellbaren Trennscheiben oder dergleichen Schneideeinrichtungen, getrennt werden.It is also advantageous that plate-shaped profiles of high width produced by the drawing or in particular by the double band method and during and / or immediately after solidification in parallel strips, in particular with the aid of parallel juxtaposed and adjustable spacing cutting wheels or the like cutting devices, be separated.

So weist z. B. der Längentemperaturkoeffizient (LTK) und der Zug-E-Modul bei nachfolgendem Laminataufbau folgende Werte auf:So z. For example, the longitudinal temperature coefficient (LTK) and the tensile modulus of elasticity in the following laminate construction have the following values:

- 25 VoI„-% hochmodulige Kohlenstoffasern zu 75 Vol.-% Epoxidharz EG 34/Härter 8: plus 0,1 χ 10 Kj- 25 VoI "-% high-modulus carbon fibers to 75 vol .-% epoxy resin EG 34 / Hardener 8: plus 0.1 χ 10 Kj

E₀ 109400 MPa (N/mm²) κE ₀ 109400 MPa (N / mm ² ) κ

- 50 Vol.-% hochfeste Kohlenstoffaser zu 50 Vol.-% Epoxidharz EG 34/Härter 8: plus 0,1 χ 10~⁶ K;- 50 Vol .-% high-strength carbon fiber to 50 vol .-% epoxy resin EC 34 / hardener 8: plus 0.1 χ 10 ^-6 K;

E_D » 109400 MPa (N/mm²) κE _D »109400 MPa (N / mm ² ) κ

- 45 VoI·-% hochmodulige aromatische Polyamidfasern zu- 45 by volume · -% high modulus aromatic polyamide fibers

55 Vol«-Sö ungesättigtem Polyesterharz : minus 0,1 χ 10 K;55% by weight unsaturated polyester resin: minus 0,1 χ 10 K;

E_Q = 58 100 (N/mm²) MPa κE _Q = 58 100 (N / mm ² ) MPa κ

- 35 Vol.-% hochmodulige Kohlenstoffasern / 15 VoI·-% Glasfaser zu 50 Vol.-% ungesättigtem Polyesterharz : minus 0,3 χ ΙΟ"⁶ K; E₂ = 170060 (N/mm²) MPa- 35% by volume of high modulus carbon fibers / 15% by volume of glass fiber to 50% by volume of unsaturated polyester resin: minus 0.3 χ ΙΟ " ⁶ K; E ₂ = 170060 (N / mm ² ) MPa

Der genannte Ausdehnungskoeffizient ist im Temperaturbereich zwischen 233 bis 322° Kelvin (entspricht -40 bis + 50° C) konstant. Die mechanischen Eigenschaften erfüllen die an Ski-Obergurtbauteile gestellten Forderungen»The mentioned coefficient of expansion is constant in the temperature range between 233 and 322 ° Kelvin (corresponding to -40 to + 50 ° C). The mechanical properties meet the demands made on ski upper belt components »

Die Faserverstärkung kann, wie die Prinzipskizze zeigt, vielfältig abgewandelt und auch mit Flächengebilden aus Plast, Elast und Metallen kombiniert werden· Mit diesem Profilaufbau wird die eingangs genannte Aufgabe bei den verschiedensten Aufgaben voll mit technischen-ökonomischen Vorteilen erfüllt.The fiber reinforcement can, as shown in the schematic diagram, be variously modified and combined with fabrics made of plastic, elast and metals · With this profile structure, the above-mentioned task is fully met with a variety of tasks with technical and economic advantages.

Die erfindungsgemäße Einrichtung soll nun anhand der Figur beschrieben werden.The device according to the invention will now be described with reference to the figure.

In der Figur sind im oberen Teil mit 1 Kohlenstoffaserstränge bzw. -rovings, die oberflächenerapfindlich sind_e bezeichnet. Im unteren Teil der Figur sind mit 2 Faserstränge bzw. -rovings einer anderen Faserart, Z₀ B₉ aus aromatischen! Polyamid» Glas, Metall,, oder dergl«, bezeichnet·In the figure, in the upper part with 1 carbon fiber strands or rovings, the surface-sensitive _{e are} designated. In the lower part of the figure are with 2 fiber strands or rovings another type of fiber, Z ₀ B ₉ aromatic! Polyamide »glass, metal ,, or the like

In der Mitte der Figur ist mindestens ein© der vorgenannten Faserarten gezeigt, die hier jedoch als Band oder flächenförmiges Verstärkungsmaterial, z. B«, als Stapelbinderraatte oder Gewebe oder Hartschaumstoffbahnen, Folien usw. ausgebildet und mit 3 bezeichnet ist. Besonders hingewiesen sei auf nach der Nähwirktechnik Malimo hergestellte Glasseidenflächengebilde verschiedener Konstruktion»In the middle of the figure at least one © of the aforementioned types of fibers is shown, but here as a band or sheet-like reinforcing material, for. B ", as Stapelbinderraatte or fabric or rigid foam sheets, films, etc. is formed and designated 3. Particular mention should be made of glass silk sheets of various construction produced by the Malimo sewing technique »

Die vorgenannten Verstärkungsmaterialstränge 1 und 2, insbesondere die oberflächenempfindlichen Stränge 1 aus Kohleri» stoffasern, ggf. auch die aromatischen Polyaraidfasersträng© 2 oder vorzugsweise auch die Stränge 2 aus anderen Verstärkungsmaterialien werden von ihren zugeordneten Vorratsrollen 3 hierbei mechanisch berührungsfrei direkt über mindestens eine Tränk- und/oder Umlenkrolle bzw* Walze 4 in die zugeordnete Tränkungsvorrichtung bzw. Tränkwanne 5 geführt bzw. transportiert ·The aforementioned reinforcing material strands 1 and 2, in particular the surface-sensitive strands 1 of Kohleri stoffasern, possibly also the aromatic Polyaraidfasersträng © 2 or preferably also the strands 2 of other reinforcing materials are mechanically non-contact of their associated supply rolls 3 directly via at least one impregnation and / or deflection roller or * roller 4 is guided or transported into the associated impregnation device or drinking trough 5.

Die Tränkungsvorrichtung bzw. die Tränkwanne enthält das mit Härter und/oder Beschleuniger und/oder Sensibilisatoren gemischte genannte Harz, In der Tränkungsvorrichtung bzw« Tränkwanne für die Faserstränge 1 und 2 sind die genannte Rolle bzw» Walze 4 und ggf. mindestens eine weitere Rolle im Harz bzw. unter der Harzoberfläche angeordnete Zwischen diesen Tränk- und/oder Umlenkrollen bzw» Walzen 4 befindet sich vorzugsweise außerhalb der Tränkungsvorrichtung bzw. Tränkwanne, jedoch über dieser eine aus mindestens einer gespannten Rolle bestehende Zugspannungsvorrichtung 14«The soaking device or the impregnating trough contains the said resin mixed with hardener and / or accelerator and / or sensitizers. In the soaking device or impregnation trough for the fiber strands 1 and 2, the named roller or roller 4 and optionally at least one further roller are Resin or arranged below the surface of the resin between these impregnating and / or deflection rollers or rollers 4 is preferably located outside the impregnation device or drinking trough, but above this one tensile stress device consisting of at least one tensioned roller 14

.- 12 -.- 12 -

Die bandförmigen Verstärkungsmaterialien 3 werden durch zwei in die Tränkungsvorrichtung bzw· in die Tränkwanne teilweise eintauchende Tränk- und/oder Umlenkrolle 4 von unten getränkt.The band-shaped reinforcing materials 3 are impregnated from below by two impregnation and / or deflection rollers 4, which partially submerge in the impregnation device or in the impregnation tank.

Auch dort ist zwischen den vorgenannten Rollen bzw· Walzen 4 eine vorgenannte Zugspannungsvorrichtung 14 angeordnet· Insbesondere über den Tränkvorrichtungen bzw· -wannen befinden sich Abstreifvorrichtungen 10 für das Harz bzw· Bindemittel· Diese Vorrichtungen 10 sind als unprofilierte Doppelwalzen für die bandförmigen Verstärkungsmaterialien 3 und als profilierte Doppelwalzen für die Stränge 1 und 2 ausgebildet·There, too, an aforementioned tension device 14 is arranged between the aforesaid rollers or rollers 4. Stripping devices 10 for the resin or binder are located above the impregnation devices or tubs. These devices 10 are designed as unprofiled double rollers for the strip-shaped reinforcement materials 3 and profiled double rollers for the strands 1 and 2 formed ·

Zwischen diesen Doppelwalzen werden die Verstärkungsmaterialien 1, 2 und 3 hindurch transportiert. Nach den Ab-Streifvorrichtungen 10 sind für alle Verstärkungsmaterialien als Schwinger ausgebildete Benetzungsvorrichtungen 6 angeordnet, die von unten direkt auf das bereits getränkte Verstärkungsmaterial wirken und durch die Schwingungen eine Benetzung (Erzeugung einer Phasengrenzschicht zwischen Verstärkungsmaterialfasern und Harz) der Verstärkungsmateria lien wesentlich ergänzen bzw. vervollständigen·Between these double rollers, the reinforcing materials 1, 2 and 3 are transported through. After the Ab-streaks 10 wetting devices 6 designed as vibrators are arranged for all reinforcing materials, which act from below directly on the already impregnated reinforcing material and by the vibrations wetting (creation of a phase boundary layer between reinforcing material fibers and resin) of Verstärkungsmateria lien substantially complement or complete ·

Den Benetzungsvorrichtungen 6 in Transportrichtung nachgeordnet, sind Umlenkrollen 12, die die benetzten Verstärkungsmateralien in Richtung zur Formeinheit 7, hier ausgebildet als Stahldoppelband, ausrichten. Der Formeinheit 7 ist eine Härtungs- bzw. Nachhärtungsvorrichtung 8 und eine Trennvorrichtung 9 nachgeordnet·Subordinate to the wetting devices 6 in the transport direction, deflection rollers 12 which align the wetted reinforcing materials in the direction of the forming unit 7, here designed as a steel double band, are aligned. The forming unit 7 is followed by a hardening or after-hardening device 8 and a separating device 9.

Die Metallbänder der Doppelbandvorrichtung 7 können beheizt sein und eine Vorhärtung oder bereits die Härtung durchführen. Bei einer Härtung ist die Vorrichtung 8 als Nach härtungsvorrichtung ausgebildet. Die Vorrichtung 8 ist vorzugsweise als Strahlungshärtungsvorrichtung gestaltet undThe metal strips of the double-belt device 7 can be heated and perform a pre-hardening or already hardening. When curing, the device 8 is formed as after curing device. The device 8 is preferably designed as a radiation curing device and

- 13 -  - 13 -

emittiert vorzugsweise IR oder bei der Fotopolymerisation insbesondere UV-Strahlen«preferably emits IR or, in the case of photopolymerization, in particular UV rays «

Zwecks Ausrichtung der Verstärkungsmaterialien bzw. der einzelnen Fäden, Stränge, Matten oder Gewebe und ihrer EIementarfasern neben und/oder übereinander sind zwischen Vorratsrollen 3 und der ersten in Transportrichtung liegenden Tränk- bzw. Umlenkrolle bzw« -walze 4 Verstärkungsmaterialausricht- bzw· Homogenisierungsvorrichtungen 11 angeordnet. Diese Vorrichtungen 11 können vor der Formeinheit 7 nochmal angeordnet sein.For the purpose of aligning the reinforcing materials or the individual threads, strands, mats or fabrics and their egg fiber fibers next to and / or above each other, reinforcing material aligning or homogenizing devices 11 are arranged between supply rollers 3 and the first impregnating or deflection roller or roller lying in the transporting direction , These devices 11 may be arranged again in front of the molding unit 7.

Für die oberflächenempfindlichen, insbesondere für die Koh~ lenstoffasern, können die Vorrichtungen 11 als kammartige oder walzenartige Gebilde (Walzenspalt) oder dergleichen ausgebildet sein. Zusätzlich können vor der Forraeinheit 7 in der Figur nicht dargestellte Vorrichtungen für das Zuführen von aufschäumbaren oder bereits geschäumten Werkstoffen oder Thermoplast- und/oder faserverstärkten Therraoplastbahnen angeordnet sein. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch für die Herstellung von Obergurtbauteilen für Skier.For the surface-sensitive, in particular for the Koh ~ lenstoffasern, the devices 11 may be formed as a comb-like or roller-like structures (nip) or the like. In addition, devices not shown in the figure for the supply of foamable or already foamed materials or thermoplastic and / or fiber-reinforced Therraoplastbahnen can be arranged in front of the Forraeinheit 7 in the figure. The method according to the invention is also suitable for the production of upper belt components for skis.

Oie Funktion der Einrichtung ist folgende: Zuerst werden die Kohlenstoffaserstränge bzw. -rovings I, die Glasfaserstränge bzw. -rovings 2 und bei zusätzlicher Verwendung von bandförmigen Verstärkungsmaterialien 13 wie Plastschäume und/oder Metallfolien und/oder Therraoplastbahnen, Geweben, Matten der Malimogelegen aus Glasfasern, werden auch diese gleichzeitig bzw. synchron von den Vorratsrollen 3 mit konstanter Abzugsgeschwindigkeit abgezogen, danach werden die Stränge 1 und 2 direkt in die jeweilige Tränkungsvorrichtung bzw. Tränkwanne 5 und dabei in das Harz und dort unter die erste Tränk- und/oder Umlenkrolle bzw. Walze 4 und analog das bandförmige Verstärkungsmaterial über dieses von unten tränkende Trank- und/oder Umlenkrollensystem oder Walzen 4 transportiert«The function of the device is as follows: First, the carbon fiber strands I, the glass fiber strands 2 and with additional use of band-shaped reinforcing materials 13 such as plastic foams and / or metal foils and / or Therraoplastbahnen, tissues, mats of Malimogelegen made of glass fibers , These are also withdrawn simultaneously or synchronously from the supply rolls 3 with a constant take-off speed, then the strands 1 and 2 directly into the respective impregnation device or drinking can 5 and thereby into the resin and there under the first impregnation and / or deflection roller or Roller 4 and, analogously, the band-shaped reinforcing material is transported via this impregnating potion and / or deflecting roller system or rollers 4 ".

Danach durchlaufen die Stränge 1 und 2 und das bandförmige bzw. flächige Verstärkungsmaterial 13 in Transportrichtung eine insbesondere aus einer in Pfeilrichtung bewegbaren und auf die Verstärkungsmaterialien 1, 2 und 13 drückenden RoI-Ie bestehende Zugspannungsvorrichtung 14 und eine weitere, den Tränk- und/oder Umlenkrollen bzw. Walzen 4 analoge Tränk und/oder Umlenkrolle bzw. Walze 1· Durch das in der Tränkungsvorrichtung bzw. Tränkwanne befindliche Harz werden die Verstärkungsmaterialien 1, 2 und 13 während der Transportbewegung mit Hilfe der genannten Tränk- und/oder Umlenkrolle bzw. Walzen 4 und 15 getränkt und dabei durch die Zugspannungsvorrichtung 14 gespannt (eine konstante einstellbare und geschwindigkeitsabhängige Zugspannung erteilt).Thereafter, the strands 1 and 2 and the band-shaped or planar reinforcing material 13 in the transport direction through a particular of a movable direction of the arrow and on the reinforcing materials 1, 2 and 13 oppressive RoI-Ie existing tension device 14 and another, the impregnation and / or By means of the resin present in the impregnation device or impregnation tank, the reinforcing materials 1, 2 and 13 are conveyed during the transport movement with the aid of the impregnating and / or deflection roller or rollers mentioned 4 and 15 soaked by the tensioning device 14 (a constant adjustable and speed-dependent tension granted).

Anschließend werden die Verstärkungsmaterialien durch als umlaufendes Walzenpaar ausgebildete Abstreifvorrichtungen 10 für das Harz und über in Pfeilrichtung schwingende und hier als Schwinger ausgebildete Benetzungsvorrichtungen 6 transportiert und hier durch die Schwingungen mit dem Harz einwandfrei benetzt.Subsequently, the reinforcing materials are transported by trained as a revolving pair of rollers scrapers 10 for the resin and oscillating in the direction of the arrow and here designed as a vibrator wetting devices 6 and wetted here by the vibrations with the resin properly.

Die Benetzungsvorrichtungen 6 sind in ihrer Oberflächengestalt der Oberfläche der jeweiligen Verstärkungsmaterialien 1, 2 und 13 angepaßt« d. h. bei den Strängen 1 und 2 im Querschnitt halbkreis- oder kreisförmig und bei den bandförmigen Verstärkungsmaterialien 13 als plane Fläche ausgebildet.The wetting devices 6 are adapted in their surface shape to the surface of the respective reinforcing materials 1, 2 and 13 «d. H. in the strands 1 and 2 in cross-section semicircular or circular and formed in the band-shaped reinforcing materials 13 as a flat surface.

Danach durchlaufen die Verstärkungsmaterialien 1, 2 und 13 weitere Umlenkrollen 12 und die Formeinheit 7 und die Härtungsvorrichtung 8. In der Formeinheit 7, die in der Zeichnung als Doppelbandvorrichtung ausgebildet ist und die aus zwei zueinander gerichteten umlaufenden und auf Rollen gelagerten Stahlbändern besteht, werden die getränkten und benetzten Verstärkungsmaterialien 1, 2 und 13 entlüftet, zu-Thereafter, the reinforcing materials 1, 2 and 13 go through further guide rollers 12 and the molding unit 7 and the curing device 8. In the forming unit 7, which is formed in the drawing as a double belt device and consists of two mutually oriented rotating and mounted on rollers steel belts, the soaked and wetted reinforcing materials 1, 2 and 13,

zusammengepreßt und dabei geformt. Nach Verlassen der Formeinheit 7 werden die Verstärkungsmaterialien 1, 2 und 13 gehärtet bzw. verfestigt. Das nunmehr erhaltene Profil wird nun jeweils auf Länge mit Hilfe der Trennvorrichtung 9 geschnitten.compressed and shaped. After leaving the molding unit 7, the reinforcing materials 1, 2 and 13 are hardened. The profile now obtained is now cut in each case to length with the aid of the separating device 9.

Sind die Stahlbänder der Formeinheit 7 beheizt, kann bereits durch diese vorgehärtet oder bereits gehärtet werden· Die Härtungsvorrichtung 8 ist dann vorzugsweise als Nachhärtungsvorrichtung ausgebildet.If the steel strips of the forming unit 7 are heated, they can already be precured or already hardened by them. The hardening device 8 is then preferably designed as a post-curing device.

Die Härtungs- oder Nachhärtungsvorrichtung kann als Wärmeoder Heiß- oder UV-Härtung ausgebildet sein und besteht vorzugsweise aus einer auf beiden Seiten des zu erzeugenden Profils angeordneten entsprechenden Wärme- oder UV-Strahlern.The curing or post-curing device may be formed as a heat or hot or UV curing and preferably consists of a corresponding heat or UV emitters arranged on both sides of the profile to be generated.

Zwischen den Vorratsrollen 3 und der jeweils ersten Tränk- und/oder Umlenkrolle bzw. Walze 4 und zwischen der letzten Umlenkrolle 12 und der Formeinheit 7 ist je Strang 1, 2 und bandförmiges Verstärkungsmaterial 13 mindestens je eine Verstärkungsmaterialausricht- bzw. Homogenisierungsvorrichtung 11 zur längengleichen und parallelen Faseranordnung vorhanden.Between the supply rollers 3 and the respective first impregnating and / or deflection roller or roller 4 and between the last deflection roller 12 and the forming unit 7 is per strand 1, 2 and band-shaped reinforcing material 13 at least one Verstärkungsmaterialausricht- or homogenizing device 11 to the same length and parallel fiber arrangement available.

Die Homogenisierungsvorrichtung 11 besteht z_e B» für Glas-, Kohlenstoff- und Aramidfasern aus der Vorrichtung Schwingereinheit für Horizontalziehanlagen (Figur 2 bis 8).The homogenizing device 11 consists z _e B »for glass, carbon and aramid fibers from the device oscillator unit for horizontal drawing systems (Figure 2 to 8).

Zur Ausrichtung der Kohlenstoffaserstränge können Magnetfelder- und insbesondere Elektromagnetfelder-Vorrichtungen wirkungsvoll eingesetzt werden, wo extreme Längengleichheit und Parallelität sowie völlige Luftblasenfreiheit in den Strängen erforderlich sind.For alignment of the carbon fiber strands magnetic field and in particular electromagnetic field devices can be used effectively where extreme length uniformity and parallelism and complete absence of air bubbles in the strands are required.

Claims (10)

Erfindungsanspruchinvention claim 1. Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Plastprofilen aus oder mit Kohlenstoffasern und insbesondere ungesättigten Polyester- oder Epoxidharzen oder Thermoplasten für hochbeanspruchte Konstruktionen bzw· Bauteile, gekennzeichnet dadurch, daß zuerst 20 bis 60,insbesondere 40 bis 50 Volumen-% Faserötränge bzw. Rovings aus Kohlenstoffäden mit einer Elementarfadenzahl von 3000 bis 10 OOO/Strang bzw. Roving oder 17, bis 27, insbesondere 20 bis 25 Volumen-% der genannten Rovings aus Kohlenstoffäden und insbesondere bis 50 % weniger oder die gleichen Volumen-^ Faserstränge bzw« Rovings aus Glasfaden mit einer Spinnfadenfeinheit von 80 bis 130 tex bei einer Spinnfadenanzahl von 12 bis 20/Strang bzw· Roving von Vorratsrollen abgezogen werden, daß danach diesen Fasersträngen bzw· Rovings ein konstanter Fadenzug bei Kohlenstoffasersträngen mit insbesondere 10 000 Elementarfäden von etwa 20 Newton, bei einer Fadenbzw. Strangabzugsgeschwindigkeit von maximal 15 m/min erteilt wird und dort anschließend ihre Tränkung und Benetzung mit zu 100° ergänzenden Volumen-% kalt- oder heißhärtenden Epoxid- oder ungesättigten Polyesterharzen oder vorzugsweise unter Druck mit gleichzeitiger oder nachfolgender Profilierung durchgeführt wird, der sich die Härtung bzw. Verfestigung überlagert und/oder anschließt, bei Warm- oder Heißhärtung unter zusätzlicher Wärmezufuhr, bei der Fotopolymerisation durch Zugabe von Sensibilisatoren zum Harz mit nachfolgender Bestrahlung mit Licht im Wellenbereich zwischen 200 und 800 nm, sodaß ein Verbund, eine weitgehende Faser-Matrix-Haftung und ein weitgehend hohlraumfreies Laminatprofil gebildet wird·1. A process and apparatus for producing fiber-reinforced plastic profiles from or with carbon fibers and in particular unsaturated polyester or epoxy resins or thermoplastics for highly stressed constructions or components, characterized in that first 20 to 60, in particular 40 to 50 volume% Faserötränge or rovings from carbon filaments having an elemental filament count of 3000 to 10 000 / strand or roving or 17 to 27, in particular 20 to 25% by volume of said rovings of carbon filaments and in particular up to 50 % less or the same volume fiber strands or rovings Glass yarn with a filament count of 80 to 130 tex at a strand count of 12 to 20 / strand or · Roving be drawn from supply rolls that thereafter these fiber strands or · Rovings a constant thread train in carbon fiber strands with in particular 10,000 filaments of about 20 Newton, at a Fadenbzw. Strand extraction speed of a maximum of 15 m / min is issued and then their impregnation and wetting with 100 ° to volume% cold or hot curing epoxy or unsaturated polyester resins or preferably under pressure with simultaneous or subsequent profiling is performed, the hardening or Solidification superimposed and / or joined, in hot or hot curing with additional heat, in the photopolymerization by addition of sensitizers to the resin with subsequent irradiation with light in the wavelength range between 200 and 800 nm, so that a composite, a broad fiber matrix adhesion and a largely void-free laminate profile is formed · - 17 -    - 17 - 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei Verwendung von Strängen bzw» Rovings aus Kohlenstoffäden und Glasfäden die Fäden und/oder die Rovings abwechselnd und symmetrisch neben- und/oder übereinander angeordnet und danach vor und/oder während der Zugspannungserteilung in Vorzugsrichtung (Längerichtung) gleichmäßig ausgerichtet werden, insbesondere bei Glasfäden z. B, durch die Vorrichtungen Fig· 2 bis 5, bei beiden Fadenarten durch direkt oder indirekt übertragene mechanische Schwin-IQ gungen.2. The method according to item 1, characterized in that when using strands or »rovings of carbon threads and glass threads, the threads and / or the rovings alternately and symmetrically juxtaposed and / or one above the other and before and / or during the tensile stress distribution in the preferred direction (Längeichtung) are aligned evenly, especially for glass fibers z. B, by the devices Fig. 2 to 5, in both types of yarn by directly or indirectly transmitted mechanical vibration IQ conditions. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß mehrere genannte Stränge bzw. Rovings insbesondere abstandslos neben- und/oder untereinander auch abwechselnd je Faserart, je nach erforderlichem Profil, symmetrisch angeordnet und in dieser Anordnung gespannt, getränkt und benetzt werden, gegebenenfalls während des Transports der Stränge bzw. Rovings und/oder Formeinheiten.3. The method according to item 1 and 2, characterized in that a plurality of said strands or rovings in particular without spacing next to and / or each other also alternately per fiber type, depending on the required profile, symmetrically arranged and stretched in this arrangement, soaked and wetted, optionally during transport of the strands or rovings and / or forming units. 4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß als Fasern insbesondere hochfeste und/oder hochmodulige Kohlenstoffasern und/oder niedermodulige aromatische.Polyamidfasern verwendet werden.4. The method according to item 1 to 3, characterized in that are used as fibers in particular high-strength and / or high modulus carbon fibers and / or low modulus aromatic.Polyamidfasern. 5. Verfahren nach den Punkten 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß nur oberflächenbehandelte oder -veredelte Verstärkungsmaterialien verwendet werden«5. Method according to items 1 to 4, characterized in that only surface-treated or -finished reinforcing materials are used « 6. Verfahren nach den Punkten 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß Harze verwendet werden, die im ausgehärteten Zustand eine besondere niedrige Sorption, Diffusion und Quellung aufweisen, ζ. Β. Dianepoxidharze, Dianpolyester, Buna-Isophthalsäurepolyester, Buna-Dimethylolnörbornenpolyester u· a« 6. The method according to points 1 to 5, characterized in that resins are used which have a particular low sorption, diffusion and swelling in the cured state, ζ. Β. Dianepoxide resins, Dianpolyester, Buna-Isophthalsäurepolyester, Buna-Dimethylolnörbornenpolyester u · a « 7. Verfahren nach den Punkten 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß als Verstärkungsmaterialien Stränge bzw. Rovings und/oder Gewebe und/oder Matten mit dem genannten Harz getränkt und benetzt und danach zu Profilen zwischen 0,1 bis etwa 2 mm Dicke verarbeitet werden«7. The method according to points 1 to 6, characterized in that impregnated as reinforcing materials strands or rovings and / or fabric and / or mats with said resin and wetted and then processed into profiles between 0.1 to about 2 mm thickness " 8. Verfahren nach den Punkten 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die oder einige getränkte Faserverstärkungsmaterialien nach der Benetzung und/oder der Profilierung mit verschäumbaren oder geschäumten Werkstoffen, z· B. aus Polyurethan, beschichtet werden.8. The method according to items 1 to 7, characterized in that the or some impregnated fiber reinforcement materials are coated after wetting and / or profiling with foamable or foamed materials, eg of polyurethane. 9. Verfahren nach den Punkten 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß plattenförraige Profile, hoher Breite, nach dem Zieh- oder insbesondere nach dem Doppelbandverfahren hergestellt und während und/oder unmittelbar nach der Verfestigung in parallele Streifen, insbesondere mit Hilfe von parallelen nebeneinander angeordneten und im Abstand zueinander verstellbaren Trennscheiben oder Schneideinrichtungen, getrennt werden.9. The method according to points 1 to 8, characterized in that plate-shaped profiles, high width, produced by the drawing or in particular by the double-band method and during and / or immediately after solidification in parallel strips, in particular with the aid of parallel juxtaposed and at a distance adjustable cutting discs or cutting devices are separated. 10.Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus Vorratsrollen für gleiche oder unterschiedliche Verstärkungsmaterialien, Harztränk- und Benetzungs- und Abstreichvorrichtungen, Profilierung oder Formeinheiten und Härtungsvorrichtungen, nach den Punkten 1 bis 9,gekennzeichnet dadurch, daß insbesondere bei der Verarbeitung von Fasersträngen und/oder Bändern (1) aus oberflächenempfindlichen Fasern zwischen den Vorratsrollen (3) und der ersten vorzugsweise, teilweise oder vollständig in der Tränkungsvorrichtung bzw. Tränkwanne (5) angeordneten Tränk- und/oder Umlenkrolle oder Walze (4) mindestens eine, vorzugsweise pro Faserstrang (1) oder -band eine, auf den Strang oder das Band (1) insbesondere berührungsfrei wirkende Verstärkungsmaterialausricht- bzw. Homogenisierungsvorrichtung (11) und nach der Abstreifvorrichtung (10) für das Harz eine insbesondere S_chwingungs-10. Apparatus for carrying out the process, consisting of supply rolls for identical or different reinforcing materials, resin impregnating and wetting and wiping devices, profiling or shaping units and hardening devices, according to points 1 to 9, characterized in that in particular in the processing of fiber strands and / or or tapes (1) of surface-sensitive fibers between the supply rolls (3) and the first impregnating and / or deflecting roll or roller (4), preferably per part of fiber strand (4), preferably arranged partially or completely in the impregnation device or drinking trough (5). 1) or band one, on the strand or the band (1) in particular contact-free Verstärkungsmaterialausricht- or homogenizing device (11) and after the stripping device (10) for the resin in particular S _c vibration benetzungsvorrichtung (6), ggf. mindestens eine weitere Verstärkungsmaterialausricht- bzw· eine Homogenisierungsvorrichtung (11), eine Profilierung oder Formeinheit, insbesondere ausgebildet als Stahldoppelband (7) vorzugsweise mit beheizten Stahlbändern zur Vorhärtung oder Härtung, erforderlichenfalls eine Härtungs- oder Nachhärtungsvorrichtung (8) insbesondere ausgebildet als Strahlungs- bzw. UV-Härtungsvorrichtung, wobei vorzugsweise der Tränkungsvorrichtung (5) für die Tränkung der Stränge oder Bänder Wetting device (6), optionally at least one further Verstärkungsmaterialausricht- or a homogenization device (11), a profiling or molding unit, in particular designed as a steel double strip (7) preferably with heated steel strips for precuring or curing, if necessary, a curing or Nachhärtungsvorrichtung (8) in particular formed as a radiation or UV curing device, wherein preferably the impregnation device (5) for the impregnation of the strands or bands (1) aus oberflächenempfindlichen Fasern mindestens eine, je Faserart weitere Tränkungsvorrichtung (5) für strang- oder bandförmige Verstärkungsmaterialien (2, 3), beispielsweise aus Glas, Stahl, aromatischem Polyamid oder dergleichen zugeordnet, wozu die der jeweiligen Tränkungsvorrichtung (5) vor und/oder nachgeordnete Verstärkungsmaterialausricht- bzw. Homogenisierungsvorrichtungen (11) und/oder Benetzungsvorrichtungen (6) gehören.(1) of surface-sensitive fibers at least one, depending on fiber type further impregnation device (5) for strand or strip-shaped reinforcing materials (2, 3), for example made of glass, steel, aromatic polyamide or the like assigned to what the respective impregnation device (5) before and or subordinate reinforcing material leveling or homogenizing devices (11) and / or wetting devices (6). /Üerzu„__ÜSeiten Zeichnungen/ Überzu "__ ÜSeiten drawings