DE102012201262A1

DE102012201262A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs, Endlos-Halbzeug sowie Pultrusionsverfahren und Pultrusionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012201262A1
Application number: DE201210201262
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bommes; Celestine Grassick; Mark Walsh; Greg Byrne; Dipl.-Ing. Kehrle Rainer
Original assignee: Burgmann Packings GmbH
Current assignee: Burgmann Packings Group GmbH
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-08-01

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs für ein Pultrusionsverfahren, werden zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs lange Fasern kontinuierlich um einen Endlos-Kern herum derart angeordnet, dass die Fasern anschließend mit einer definierten räumlichen Orientierung zueinander den Endlos-Kern umgeben und einen, vorzugsweise flexiblen, Endlos-Faserschlauch bilden. Der Endlos-Kern ist ein flexibler, schlauchförmiger, aufblasbarer Hohlkörper. Der Endlos-Kern wird von innen mit Druck beaufschlagt und bildet beim Flechten und Ausformen einen Formkern.

Description

Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs für ein Pultrusionsverfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Pultrusionsverfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 10 zur Herstellung eines festen, formstabilen Hohlprofils, insbesondere zur Herstellung eines Hohlprofils aus einem vorgenannten Endlos-Halbzeug, ein solches Endlos-Halbzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 19, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 25 zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs sowie eine Pultrusionsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 29 zur Herstellung eines festen, formstabilen Hohlprofils, insbesondere zur Herstellung eines Hohlprofils aus dem vorgenannten Endlos-Halbzeug.
Feste, formstabile Hohlprofile können vor allem aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt werden. Bei einem Faserverbundwerkstoff handelt es sich um einen sogenannten Mehrphasen- bzw. Mischwerkstoff aus einem Matrixmaterial, in das Fasern eingebettet sind. Als Matrixmaterial werden häufig Kunststoffe eingesetzt. Je nach Anwendungsfall eignen sich sowohl Duromere, Elastomere oder Thermoplaste. Diverse Fasern sind besonders geeignet als Fasern.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Materialien bekannt, je nach herzustellendem Bauteil. In der Regel werden jedoch zur Herstellung solcher Faserverbundwerkstoffe bei allen Verfahren die Fasern mit einem später das Matrixmaterial bildenden Harz getränkt und das Harz anschließend ausgehärtet. Zur Formgebung des herzustellenden Bauteils erfolgt das Aushärten des Harzes üblicherweise in einem beheizten Formwerkzeug, ggf. zusätzlich unter Druck. Das Formwerkzeug weist dabei eine der gewünschten Außenkontur des Bauteils entsprechende Innenkontur auf. Zur Herstellung von hohlen Bauteilen sind zusätzlich Kerne erforderlich.
Faserverstärkte Kunststoffprofile mit im Wesentlichen konstanten Querschnitten werden häufig im Pultrusionsverfahren bzw. Strangziehverfahren hergestellt. Typischerweise werden bei diesem Verfahren in einem kontinuierlichen Ablauf beliebig lange Fasern, quasi Endlos-Fasern, mit durch Wärme härtbarem duroplastischem Harz getränkt und anschließend zur Formgebung durch ein beheiztes Formwerkzeug gezogen, in welchem das Harz durch Polymerisation, ggf. unter zusätzlichem Druck, zum Matrixmaterial aushärten kann, so dass ein festes, formstabiles Endlos-Profil aus faserverstärktem Kunststoff entsteht. Im Falle von thermoplastischen Materialien wird das Polymer durch Schmelz- und Erstarrungsprozesse gebildet. Das Strangziehverfahren ähnelt damit dem Strangpressen, nur dass die mit Harz getränkten Endlos-Fasern nicht durch das Formwerkzeug gepresst, sondern gezogen werden.
Anstatt die Endlos-Fasern als ein parallel orientiertes Faserbündel durch das Formwerkzeug zu ziehen, kann aus den Endlos-Fasern vor dem Eintritt in das Formwerkzeug auch ein Geflecht, beispielsweise eine Matte oder ein Faserschlauch, erzeugt werden, welches dann entsprechend durch das Formwerkzeug gezogen wird.
Schließt sich das eigentliche Pultrusionsverfahren unmittelbar an eine Geflechtbildung an, kann das kombinierte Verfahren auch als Flechtpultrusion bezeichnet werden. Zur Herstellung von Hohlprofilen mittels Flechtpultrusion werden die Fasern um einen sogenannten Kern herumgeflochten, so dass ein Faserschlauch entsteht. Dieser Faserschlauch kann anschließend auf herkömmliche Weise mit dem gewünschten Matrixmaterial getränkt werden und durch das Formwerkzeug hindurch stranggezogen und ausgehärtet werden. Als Kerne kommen in der Regel sogenannte „fliegende Kerne” in Form massiver, meist metallischer Dorne zum Einsatz, die innerhalb des Faserschlauchs geführt werden.
In der DE 10 2007 051 517 A1 ist ein Flechtpultrusionsverfahren zur Herstellung von faserverstärkten Endlos-Hohlprofilen bzw. von Hohlprofilen mit variabler Länge beschrieben, bei dem aus mehreren Endlos-Fasern durch mehrere seriell angeordnete Rundflechtmaschinen auf einem Flechtdorn koaxial positionierte Flechtschläuche bzw. Endlos-Faserschläuche hergestellt werden können. Die Endlos-Faserschläuche können anschließend zur Imprägnierung durch ein Harzbad geführt und danach durch das nachgeschaltete Pultrusionsformwerkzeug über einen Formkern gezogen werden. Dort werden die mit dem Harz getränkten Fasern verdichtet und das Harz ausgehärtet. Der Formkern im Pultrusionsformwerkzeug gibt dabei die Innenkontur des Hohlprofils vor, wobei es sich bei dem in der DE 10 2007 051 517 A1 beschriebenen Verfahren bei dem Formkern um eine Fortsetzung des Flechtdorns handelt, um den die Fasern geflochten worden sind.
Aufgabe und Lösung
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs für ein Pultrusionsverfahren, ein Endlos-Halbzeug, eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Endlos-Halbzeugs sowie ein entsprechendes Pultrusionsverfahren und eine Pultrusionsvorrichtung bereitzustellen, mit denen Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere die Prozessstabilität verbessert werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs mit den Merkmalen von Anspruch 1, ein Pultrusionsverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 10 zur Herstellung eines festen, formstabilen Hohlprofils, insbesondere aus einem vorgenannten Endlos-Halbzeug, ein vorgenanntes Endlos-Halbzeug mit den Merkmalen von Anspruch 19, eine Vorrichtung zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs mit den Merkmalen von Anspruch 25 sowie eine Pultrusionsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 29 zur Herstellung eines festen, formstabilen Hohlprofils aus faserverstärktem Kunststoff.
Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Manche der nachfolgenden, jedoch nicht erschöpfend aufgezählten Merkmale und Eigenschaften treffen sowohl auf das Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs, das Pultrusionsverfahren, das Endlos-Halbzeug, die Vorrichtung zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs als auch auf die Pultrusionsvorrichtung zu. Sie werden teilweise nur einmal beschrieben, gelten jedoch unabhängig voneinander sowohl für die Verfahren, die Vorrichtungen und das Endlos-Halbzeug.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs zur Weiterverarbeitung in einem nachfolgenden Pultrusionsverfahren werden lange Fasern bzw. Endlos-Fasern kontinuierlich um einen Endlos-Kern herum angeordnet. Dabei werden die Fasern so um diesen Kern herum angeordnet, dass sie anschließend mit einer definierten räumlichen Orientierung zueinander den Endlos-Kern umgeben und einen, vorzugsweise flexiblen, Endlos-Faserschlauch bilden.
Das Anordnen der Endlos-Fasern um den Endlos-Kern herum mit räumlicher Orientierung wird im Folgenden als ”Geflechtbildung” bezeichnet, wobei die räumliche Orientierung insbesondere durch Flechten, Weben, Wickeln oder dergleichen erzeugt werden kann. Der Begriff „Geflechtbildung” bzw. „geflechtbildend” ist somit nicht einschränkend nur als das Umflechten des Endlos-Kerns zu verstehen, sondern umfasst auch andere Verfahren zur Anordnung der Endlos-Fasern mit definierter räumlicher Orientierung zueinander, wie beispielsweise Weben, Wirken oder dergleichen. Unter „kontinuierlich” wird in diesem Zusammenhang fortlaufend bzw. fortwährend verstanden und meint dabei, dass die langen Fasern bzw. die Endlos-Fasern am Stück um den Kern herum angeordnet, vorzugsweise geflochten, werden. Beispiele anwendbarer Arten von Geflechtstrukturen umfassen konzentrische Flechtmuster und Diaplex^®-Flechtmuster.
Als Fasern eignen sich insbesondere synthetische oder natürliche Fasern oder eine Kombination von beiden, zum Beispiel Glasfasern, Kohlefasern (Carbonfasern), Keramikfasern, Basalt-, Polymer-, Aramid- und/oder Metallfasern sowie Hanffasern. In einigen Anwendungsfällen kann es aber auch vorteilhaft sein, thermoplastische Fasern einzusetzen. Es können auch unterschiedliche Fasern eingesetzt werden oder Verbundfasern, insbesondere sogenannte „Commingled Yarns”. Es können auch vorimprägnierte Fäden verwendet werden, das heißt Fäden, die mit duroplastischem (duromerem) Harz beschichtet sind. Das spezielle Harz ist bevorzugt zum Flechten bei Raumtemperatur geeignet. Bei den langen Fasern bzw. Endlos-Fasern handelt es sich vorzugsweise um Filamente, die gemäß DIN 60001 als Faser von mindestens 1000 mm Länge definiert sind und in der textilen Terminologie die internationale Bezeichnung für Fasern mit praktisch unbegrenzter Länge darstellen.
Alternativ ist es auch möglich kurze Fasern zu verwenden, das heißt, Fasern mit einer Länge von mehr als 20 mm, die aber nicht ausreichend lang sind, dass sie als lange Fasern zu betrachten sind, und die zusammen mit einer thermoplastischen Faser in einer Mischfaser vom Typ eines Commingled Yarn ausgebildet sind.
Die Endlos-Fasern werden zur Geflechtbildung vorzugsweise in einem Winkel von 0° bis 80°, insbesondere von 0° bis 45°, relativ zu einer Vorschubrichtung bzw. relativ zu einer Längsrichtung des Endlos-Kerns angeordnet und liegen weiter bevorzugt nach der Geflechtbildung eng am Endlos-Kern an. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Geflechtbildung mit einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit erfolgt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Kern ein flexibler, schlauchförmiger, aufblasbarer Hohlkörper ist. Der Kern kann in einer vorteilhaften Ausführungsform mindestens während die Endlos-Fasern um den Endlos-Kern herum angeordnet werden, also mindestens während der Geflechtbildung, von innen mit Druck beaufschlagt werden.
Ein möglicher Druck im Inneren des Endlos-Kerns kann dabei zwischen 1 bis 160 bar betragen, wobei der Druck während der Geflechtbildung vorzugsweise ca. 1–10 bar oder 6–9 bar beträgt. Bevorzugt wird der Druck im Inneren des Endlos-Kerns pneumatisch, durch Fluiddruck oder hydraulisch, durch Erwärmen oder durch Zuführen von Schaum oder einem lösbaren oder schmelzbaren Kern erzeugt. Der Hohlkörper ist vorzugsweise eine elastische, aufblasbare Hülle.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Endlos-Kern aus einem endlosen, elastischen Schlauch mit einem vorderen und einem hinteren Schlauchende gebildet. Die Schlauchenden bzw. ein vorderer und/oder ein hinterer Schlauchbereich können grundsätzlich offen sein und zum Druckbeaufschlagen druckdicht, vorzugsweise luftdicht und/oder gasdicht, verschlossen werden.
Das druckdichte Verschließen erfolgt vorzugsweise durch Abklemmen, Abquetschen, Abdrücken, Verknoten, Wringen, Verschweißen, Verkleben oder Verstopfen oder Zusammendrücken und/oder Abbinden des Schlauches, ähnlich wie beim Abklemmen eines Gefäßes, insbesondere mittels einer Verschlusseinrichtung. Bevorzugt ist die Verschlusseinrichtung gefäßklemmenartig ausgebildet. Es ist aber auch möglich, den Schlauch ähnlich wie beim Abbinden mit einem Faden, einer Schlinge oder dergleichen druckdicht zu verschließen. Das druckdichte Verschließen kann auch durch Verschweißen erfolgen. Des Weiteren kann auch mindestens eines der Enden durch eine Druckbeaufschlagungseinrichtung druckdicht verschlossen sein oder generell ein bereits verschlossenes Schlauchende sein. Der Schlauch bzw. der Endlos-Kern kann vorzugsweise auch zusätzlich bei Bedarf zwischen den beiden Schlauchenden druckdicht verschlossen werden, bei einem auf eine Rolle aufgewickelten Schlauch z. B. zwischen der Rolle und dem nicht aufgewickelten Ende.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Endlos-Fasern und/oder der Endlos-Faserschlauch mit einem später das Matrixmaterial bildenden Harz bzw. mit einem Matrixmaterial getränkt und/oder imprägniert. Als Verfahren können ein Harzbad, ein Harzgießen oder ein Einspritzen angewendet werden. Die Imprägnierung kann mit Hilfe von Vakuum erfolgen. Es ist auch möglich, die Endlos-Fasern bzw. den Endlos-Faserschlauch in mehreren Schritten zu tränken und/oder zu imprägnieren. Sind zur Bildung des Matrixmaterials des herzustellenden Faserverbundwerkstoffes mehrere Komponenten erforderlich, beispielsweise Harz und Härter, können die Endlos-Fasern bzw. der Endlos-Faserschlauch mit diesen in einem Verfahrensschritt getränkt werden, was auch separat auf mehrere Verfahrensschritte verteilt sein kann. Der Einfachheit halber wird im Folgenden nur noch der Begriff „Matrixmaterial” für sämtliche zur Bildung des Matrixmaterials erforderlichen Komponenten verwendet. Der Begriff ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen und schließt das getrennte Tränken bzw. Imprägnieren mit einzelnen Komponenten nacheinander und/oder mehrfach nicht aus.
Das Tränken der Endlos-Fasern und/oder des Endlos-Faserschlauchs erfolgt dabei bevorzugt durch Tauchen der Endlos-Fasern oder des Endlos-Faserschlauchs in ein mit Matrixmaterial gefülltes Becken und/oder durch Aufsprühen des Matrixmaterials von außen mittels einer Sprüheinrichtung.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung werden die Endlos-Fasern bzw. der Endlos-Faserschlauch bereits während der Geflechtbildung mit Matrixmaterial getränkt oder imprägniert, was bedeutet, dass sie zuvor imprägniert worden sind. Der Endlos-Faserschlauch kann aber auch erst während einer Geflechtbildung zum Flechtzeitpunkt oder nach der Geflechtbildung mit Matrixmaterial getränkt oder imprägniert werden.
Bevorzugt ist das Matrixmaterial ein Thermoplast- oder ein Duroplastpolymer. Dabei können zum Verstärken der Polymermatrixkomponenten Zusätze enthalten sein, wie thermoplastisches Material oder elastomere Materialien. Zu den Thermoplasten zählen Zelluloid, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK) und Polyvinylchlorid (PVC). Faserverstärkte Materialien mit thermoplastischem Matrixmaterial haben gegenüber Duroplasten und Elastomeren den Vorteil, dass sie unter bestimmten Voraussetzungen unter Wärmeeinwirkung nachträglich umformbar oder bearbeitbar sind. Es können aber auch duroplastische Harze, Polyester, Polyurethan, Vinylester und/oder Epoxydharze eingesetzt werden. Weitere Matrixmaterialien oder Matrixsysteme umfassen Keramik, Metall, Geopolymer und eine Mischung von Flüssigkeit/Faser/Pulver.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Endlos-Halbzeug für einen Transport und/oder eine Lagerung bereitgestellt. Dazu wird vorzugsweise der Druck im Endlos-Kern abgebaut und das Endlos-Halbzeug aufgerollt und/oder aufgewickelt. In einigen Anwendungsfällen kann es auch vorteilhaft sein, dass Endlos-Halbzeug zu verpacken, beispielsweise in Folie oder Schutzbeuteln, insbesondere wenn der Endlos-Faserschlauch mit Matrixmaterial getränkt ist.
Nach einer Fertigstellung des Endlos-Halbzeugs mit dem um den Endlos-Kern herum angeordneten Endlos-Faserschlauch kann der Druck im Inneren des Endlos-Kerns weiter aufrecht erhalten werden oder aber auch abgelassen werden, so dass das Endlos-Halbzeug für den Transport besonders platzsparend bereitgestellt werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung wird der Endlos-Faserschlauch mit mindestens zwei separaten Geflechtschichten durch ein sogenanntes Überflechten (Quer-Braiding) hergestellt, wobei drei oder auch mehr Schichten vorgesehen sein können. Das nächste oder zweite Flechten erfolgt auf der Außenseite des ersten Geflechts und gegebenenfalls wird ein nächstes oder drittes Geflecht auf der Außenseite des zweiten Geflechts und so weiter ausgebildet. Die Flechtmaschinen sind nacheinander angeordnet.
Es ist möglich, unidirektionale Fasern einzusetzen, um eine triaxiale Geflechtstruktur für das Halbzeug herzustellen. Dadurch wird die Festigkeit des Materials verbessert.
Weiter ist es möglich, falls der Kern mit einem zuvor erwähnten Druck beaufschlagt wird, eine Walze oder einen Walzensatz zu verwenden, um den gefüllten Kern bis zum Flechtzeitpunkt zu halten. In einer weiteren Ausgestaltung kann bei der Herstellung des Endlos-Faserschlauchs der gefüllte Kern vom hinteren Ende her mit Druck beaufschlagt werden.
Bei einem Pultrusionsverfahren zur Herstellung eines festen, formstabilen Hohlprofils aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere zur Herstellung aus einem zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Endlos-Halbzeug, wird ein Endlos-Faserschlauch zusammen mit einem druckbeaufschlagten Endlos-Kern, der sich im Inneren des Endlos-Faserschlauchs befindet, durch ein temperiertes Formwerkzeug hindurch gefördert bzw. stranggezogen. Dabei wird der Endlos-Faserschlauch mit einem bereitgestellten Matrixmaterial zu einem faserverstärkten Kunststoff verbunden und zu dem Hohlprofil geformt. Der Endloskern ist dabei ein vorbeschriebener, flexibler, schlauchförmiger, aufblasbarer Hohlkörper, der von innen mit Druck beaufschlagt wird und einen Formkern bildet.
Der Druck im Inneren des Endlos-Kerns während der Pultrusion, der im Folgenden als Pultrusions-Arbeitsdruck bezeichnet wird, ist dabei bevorzugt größer als ein bei der vorangegangenen Geflechtbildung zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs im Inneren des Endlos-Kerns aufgebrachter Flecht-Arbeitsdruck. Besonders bevorzugt liegt der Pultrusions-Arbeitsdruck im Bereich des Formwerkzeugs im Inneren des Endlos-Kerns um ca. 1 bis 2 bar über dem Flecht-Arbeitsdruck, der während der Geflechtbildung im Inneren des Endlos-Kerns aufgebracht wird bzw. worden ist. Der erforderliche und/oder optimale Pultrusions-Arbeitsdruck ist dabei unter anderem abhängig von den Eigenschaften des verwendeten Endlos-Kerns sowie von den verwendeten Endlos-Fasern, dem eingesetzten Matrixmaterial und den Dimensionen des herzustellenden Hohlprofils. Der Pultrusions-Arbeitsdruck kann aber auch in etwa dem Flecht-Arbeitsdruck entsprechen.
Das Matrixmaterial wird bevorzugt durch das Endlos-Halbzeug selbst bereitgestellt, indem das Endlos-Halbzeug einen bereits mit Matrixmaterial getränkten bzw. imprägnierten Endlos-Faserschlauch aufweist. Weist das zu verarbeitende Endlos-Halbzeug keinen mit Matrixmaterial getränkten Endlos-Faserschlauch auf, so kann dieser, wie oben im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs beschrieben, vor dem Eintritt in das Formwerkzeug getränkt bzw. imprägniert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Bereitstellung des Matrixmaterials auch erfolgen, indem das Matrixmaterial unmittelbar in das Formwerkzeug eingebracht wird. Dies kann je nach Erfordernis durch Überdruckspritzgießen und Vakuumunterstützung erfolgen. In manchen Fällen kann so das vorherige Tränken des Endlos-Halbzeugs bzw. des Endlos-Faserschlauchs entfallen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Formwerkzeug beheizt, bei Bedarf ist jedoch auch eine Kühlung möglich. Dazu kann das Formwerkzeug bevorzugt durch induktives Heizen oder mittels Öl auf die gewünschte Temperatur temperiert werden. Alternativ kann eine Erwärmung durch eine Gasheizeinrichtung, eine Infrarot(IR)-Heizeinrichtung oder eine Mikrowellenheizeinrichtung, durch die Anwendung eines heißen Mediums, wie Wasser, Luft oder ein beliebiges anderes Gas, erfolgen. Es ist auch denkbar, mehrere nacheinander angeordnete Formwerkzeuge vorzusehen. Diese können auch unterschiedlich temperiert sein, sodass das Aushärten des Matrixmaterials auch auf mehrere Formwerkzeuge verteilt sein kann. Es ist auch möglich das Matrixmaterial aufgeheizt zuzuführen und/oder das Matrixmaterial über eine Heizform zuzuführen und im Formwerkzeug abzukühlen.
Nach Bedarf kann ein Vorwärmen vor dem Formwerkzeug erfolgen und am bearbeiteten Produkt kann nach dem Ausformen eine Wärmenachbehandlung durchgeführt werden.
Dann sollte das Halbzeug nach dem Erwärmen und Härten erneut abgekühlt werden. Dies kann unter Verwendung von Wasser, Luft oder einem anderen Gas, durch Peltier-Elemente oder durch ein Gasvakuum erfolgen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Formgebung des herzustellenden Hohlprofils auch unter zusätzlichem Druck erfolgen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Formwerkzeug derart ausgebildet, dass ein Pressdruck auf das herzustellende Hohlprofil aufgebracht werden kann. Dieser ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung jedoch nicht so groß, dass der Pultrusions-Arbeitsdruck im inneren des Endlos-Kerns nicht mehr ausreicht, um eine stabile Form des Kerns sicherzustellen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird zum Verbinden des Endlos-Faserschlauchs mit dem Matrixmaterial zu dem Hohlprofil eine äußerste Schicht des Endlos-Kerns aufgeschmolzen und diese von innen in den Endlos-Faserschlauch eingedrückt. Zu diesem Zweck weist der Endlos-Kern eine äußerste Schicht auf, die zumindest teilweise des Matrixmaterials bildet. Bevorzugt ist diese äußerste Schicht dabei thermoplastisch. Die Bereitstellung des Matrixmaterials kann also auch durch den Endlos-Kern erfolgen. Durch die Verwendung eines derartigen Endlos-Kerns kann so in einigen Fällen das Tränken bzw. Imprägnieren der Endlos-Fasern bzw. des Endlos-Faserschlauchs mit Matrixmaterial entfallen, da das Matrixmaterial durch den Endlos-Kern selbst bereit gestellt werden kann. Es ist auch nicht erforderlich das Matrixmaterial im Formwerkzeug zuzuführen. Allerdings ist es durchaus möglich, zusätzlich zu der äußersten Schicht aus bzw. mit Matrixmaterial zusätzliches Matrixmaterial durch Tränken, Aufsprühen oder Einbringen in das Formwerkzeug aufzubringen. Werden die Endlos-Fasern in die äußerste Schicht des Endlos-Kerns eingedrückt und mit dieser zu dem herzustellenden Hohlprofil verbunden, ist der Endlos-Kern in diesem Fall als verlorener Kern ausgebildet und verbleibt im Profil, da er mit den Endlos-Fasern verschmilzt bzw. diese im Endlos-Kern eingebettet werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird zum Eindrücken der Endlos-Fasern in die äußerste Schicht des Endlos-Kerns der Pultrusions-Arbeitsdruck erhöht, bis der Endlos-Kern auf ein gewünschtes Maß „aufgeblasen” ist. Vorzugsweise beträgt die Druckerhöhung deutlich mehr als 1 bar, insbesondere ungefähr 5 bis 10 bar von der Druckluftleitung oder noch höher bis zu 160 bar oder sogar 200 bar von Gasflaschen. Bevorzugt erfolgt das Eindrücken des Endlos-Faserschlauchs dabei nicht über die gesamte Länge des Endlos-Faserschlauchs bzw. des Endlos-Halbzeugs, sondern vielmehr nur im Bereich des Formwerkzeugs.
Das Endlos-Halbzeug kann entweder kontinuierlich durch das Formwerkzeug hindurch gezogen werden, so dass es kontinuierlich aushärtet, dies kann aber auch taktend erfolgen und/oder kombiniert. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Pultrusionsverfahren getaktet durchgeführt und der Endlos-Faserschlauch zusammen mit dem sich im Inneren des Endlos-Faserschlauchs befindlichen druckbeaufschlagten Endlos-Kern im Taktbetrieb in das Formwerkzeug hinein, hindurch und wieder hinaus gezogen bzw. gefördert. Werden mehrere Formwerkzeuge verwendet, kann es sinnvoll sein, den Endlos-Faserschlauch mit dem Endlos-Kern bzw. das Endlos-Halbzeug durch einige Formwerkzeuge im Taktbetrieb hindurchzufördern und durch andere kontinuierlich. Während es nämlich bei der Geflechtbildung mit den Fasern schwierig wäre, ein taktendes Verfahren durchzuführen, ist es beim Formen leichter.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird das erzeugte Hohlprofil nach einem Austritt aus dem Formwerkzeug an einer Trennstelle auf eine definierte Länge abgelängt. Das Hohlprofil und/oder der Endlos-Kern können durch Schneiden, Sägen, oder dergleichen abgelängt werden. Es können eine Säge, ein Messer, eine Klinge, ein Laser, ein Wasserstrahl, ein Rohrschneider, eine zweistufige Schneideinrichtung sowie ein zweistufiges Schneiden durch teilweises Schneiden und danach Auseinanderziehen angewendet werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird nach dem Ablängen des Hohlprofils auch der Endlos-Kern abgelängt, vorzugsweise im Bereich der Trennstelle wie das Hohlprofil, insbesondere an der gleichen Trennstelle. Dabei wird durch das Ablängen des Endlos-Kerns ein neues vorderes Schlauchende des Endlos-Kerns gebildet bzw. ein neues vorderes Ende des Endlos-Halbzeugs.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Endlos-Kern vor seinem Ablängen im Bereich der Trennstelle auf einer dem Formwerkzeug zugewandten Seite druckdicht verschlossen, besonders bevorzugt auf beiden Seiten von der Trennstelle.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung erfolgt das Ablängen in einer Druckkammer, wobei der Druck in der Druckkammer mindestens so hoch ist wie der Pultrusions-Arbeitsdruck im Inneren des Endlos-Kerns im Bereich des Formwerkzeugs. Auf diese Weise kann ein Druckverlust im Inneren des Kerns vermieden werden, da der Umgebungsdruck höher ist.
Durch das Ablängen kann das hergestellte, feste, formstabile Hohlprofil auf eine gewünschte, vordefinierte Länge gebracht werden. Wird der Endlos-Kern einfach abgelängt, ohne dass zusätzliche Maßnahmen zur Aufrechterhaltung des Drucks im Inneren des Endlos-Kerns getroffen werden, kann der Druck im Inneren des Endlos-Kerns entweichen und der Endlos-Kern kann zusammenfallen. Dabei kann sowohl der Teil des Endlos-Kerns in dem fertigen, abgelängten vorderen Teil des Hohlprofils zusammenfallen als auch der Teil des Endlos-Kerns im restlichen, hinteren Teil des Endlos-Halbzeugs bzw. des Endlos-Faserschlauchs. Dabei ist das Zusammenfallen des Endlos-Kerns im fertig hergestellten, vorderen Hohlprofil für ein einfaches Entnehmen des Endlos-Kerns aus dem Hohlprofil vorteilhaft, während der Druckverlust im übrigen Endlos-Kern nicht gewünscht ist.
Um den Druckverlust zu vermeiden und den Pultrusions-Arbeitsdruck aufrecht zu erhalten, wird der Endlos-Kern in einer bevorzugten Ausgestaltung vor seinem Ablängen vor der Trennstelle druckdicht verschlossen, bevorzugt durch Abklemmen, Abdrücken, Zusammendrücken oder Abbinden. Alternativ kann der Endlos-Kern nach dem Ablängen an seinem neuen vorderen Schlauchende wieder druckdicht verschlossen werden und danach erneut mit dem Pultrusions-Arbeitsdruck beaufschlagt werden. Es kann die Möglichkeit vorgesehen sein, im Bereich der Trennstelle einen Verschluss einzusetzen oder zu aktivieren, d. h. einen expandierenden Schaum in einer Länge von 50 mm einzuspritzen und diesen durchzuschneiden, um eine Abdichtung zu beiden Seiten des Verschlusses auszubilden.
Ein erfindungsgemäßes Endlos-Halbzeug für die Verarbeitung zu einem festen, formstabilen Hohlprofil aus Faserverbundwerkstoff mittels Pultrusion ist durch ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt worden und weist einen Endlos-Kern und einen den Endlos-Kern umgebenden, vorzugsweise flexiblen, Endlos-Faserschlauch auf. Dabei ist der Endlos-Kern ein flexibler, schlauchförmiger, aufblasbarer Hohlkörper, der von innen mit Druck beaufschlagbar ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Endlos-Faserschlauch Endlos-Fasern mit Matrixmaterial auf, insbesondere Verstärkungsfasern, die einen Volumenanteil von 10% bis 70% an einem Gesamt-Faservolumen des Endlos-Faserschlauchs, bezogen auf das fertige ausgehärtete Bauelement oder Teil bilden. Mit anderen Worten, bevorzugte thermoplastische Endlos-Fasern bilden 10% bis 70% des Faservolumens beim ausgehärteten Endprodukt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Endlos-Kern ein endlosen, elastischen Schlauch mit einem vorderen und hinteren Schlauchende auf und die Schlauchenden und/oder ein vorderer bzw. hinterer Schlauchbereich sind druckdicht verschließbar. Insbesondere ist der Schlauch dazu ausgebildet, dass er in seinem Inneren mit Drücken wie zuvor angegeben beaufschlagt werden kann, die zur Geflechtbildung bei der Herstellung des Endlos-Halbzeugs und/oder zur Formgebung des Hohlprofils während der Pultrusion erforderlich sind, insbesondere zum Aufblasen des Endlos-Kerns auf ein gewünschtes Maß.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Schlauch luftdicht oder gasdicht verschließbar, so dass er in einem dicht verschlossenen Zustand, beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch, mit Druck beaufschlagt werden kann. Bevorzugt ist der Schlauch temperaturbeständig, besonders bevorzugt in einem Bereich von ca. 10°C bis 200°C. Dabei sollte der Schlauch so temperaturbeständig sein, dass er mindestens die Temperaturen unbeschadet übersteht, die zur Aushärtung des Matrixmaterials während des Pultrusionsverfahrens erforderlich sind. Die Temperaturbeständigkeit sollte also über der Aushärtetemperatur des eingesetzten Matrixmaterials liegen.
Der Schlauch kann an beiden Schlauchenden offen ausgebildet sein, wenn die Schlauchenden jeweils durch einen Verschlussmechanismus druckdicht verschlossen werden können, bevorzugt durch Abklemmen, Abdrücken oder Abbinden. Der Schlauch kann aber auch mindestens ein geschlossenes Schlauchende aufweisen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Endlos-Kern eine Antihaft-Schicht an seiner Außenseite auf, die ein Anhaften des Matrixmaterials an dieser Schicht vermindert bzw. verhindert. Dabei enthält die Antihaft-Schicht vorzugsweise Silikon und/oder PTFE bzw. besteht daraus.
In einer weiteren Ausgestaltung weist der Endlos-Kern eine klebfreie (nicht haftende) Oberfläche auf, die durch eine entsprechende Ausgestaltung der Oberflächenenergie ausgebildet ist, und kann bevorzugt ein Schlauch aus Silikon oder PTFE sein, wobei ein solcher Schlauch zum Beispiel auch ein nicht haftendes Material wie PTFE enthalten oder damit beschichtet sein kann oder mit einer Beschichtung versehen sein kann, die PTFE enthält. Es ist auch möglich Partikel aus PTFE oder ähnlichem Material in das Matrixmaterial einzubetten.
In einer weiteren Ausgestaltung kann der Endlos-Kern mit einer transferierbaren Beschichtung überzogen sein, die an der Innenfläche des herzustellenden Hohlprofils aufgebracht ist. Eine solche Beschichtung kann aufgebracht werden, um die Oberflächeneigenschaften und die Funktionalität der Innenfläche des herzustellenden Hohlprofils zu verbessern. Eine solche Beschichtung kann verschleiß- oder korrosionsbeständige Komponenten, antimikrobielle und/oder bewuchshemmende Wirkstoffe beinhalten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Endlos-Kern eine äußerste Schicht auf, die zumindest teilweise das Matrixmaterial bildet. Dabei ist die äußerste Schicht vorzugsweise thermoplastisch. Durch die Verwendung eines solchen Endlos-Kerns kann in einigen Fällen die zusätzliche Bereitstellung von Matrixmaterial entfallen. Wie zuvor bereits beschrieben worden ist, können bei Verwendung eines solchen Endlos-Kerns zur Herstellung des Hohlprofils aus Faserverbundwerkstoff die Endlos-Fasern in die äußerste Schicht des Endlos-Kerns eingedrückt und mit dieser zu dem herzustellenden Hohlprofil verbunden werden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs zur Weiterverarbeitung mittels eines Pultrusionsverfahrens ist zur Durchführung des zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Endlos-Halbzeugs ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Druckbeaufschlagungseinrichtung auf zum Druckbeaufschlagen des schlauchförmigen Endlos-Kerns mit Druck in seinem Inneren. Vorzugsweise ist die Druckbeaufschlagungseinrichtung dazu ausgebildet, den Druck vor einem Geflechtbildungsbereich in den Endlos-Kern einzuleiten, insbesondere über das hintere Schlauchende des Endlos-Kerns. Es ist alternativ und/oder zusätzlich aber auch denkbar, den Druck vom vorderen Schlauchende her aufzubringen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung mindestens eine Verschlusseinrichtung zum druckdichten Verschließen des Endlos-Kerns auf. Diese ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Endlos-Kern nach dem Geflechtbildungsbereich druckdicht verschlossen werden kann, insbesondere wenn das vordere Ende des Endlos-Kerns kein geschlossenes Ende ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung zwei Verschlusseinrichtungen auf, wobei die Druckbeaufschlagungseinrichtung eine Verschlusseinrichtung bildet und das hintere Schlauchende durch die Druckbeaufschlagungseinrichtung druckdicht verschlossen werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine bereits vorgenannte Ablängeinrichtung zum Ablängen des Endlos-Halbzeugs auf.
Eine erfindungsgemäße Pultrusionsvorrichtung zur Herstellung eines Hohlprofils aus fasererstärktem Kunststoff, insbesondere zur Herstellung aus einem zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Endlos-Halbzeug, ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Pultrusionsverfahrens ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung ein Formwerkzeug auf, insbesondere ein temperierbares Formwerkzeug, durch das der Endlos-Faserschlauch zusammen mit dem druckbeaufschlagten Endlos-Kern hindurch förderbar ist bzw. durch das das Endlos-Halbzeug stranggezogen (pultrudiert) werden kann. Dabei weist das Formwerkzeug zur Formgebung einer Hohlprofil-Außenkontur eine entsprechende korrespondierende Formwerkzeug-Innenkontur auf.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Pultrusionsvorrichtung eine Druckbeaufschlagungseinrichtung zum Druckbeaufschlagen des schlauchförmigen Endlos-Kerns in seinem Inneren auf, wobei vorzugsweise die Druckbeaufschlagungseinrichtung dazu ausgebildet ist, den Druck vor dem Formwerkzeug in den Endlos-Kern einzuleiten. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann durch die Druckbeaufschlagungseinrichtung ein Pultrusions-Arbeitsdruck von 1 bar bis zu 160 bar aufgebracht werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Pultrusionsvorrichtung mindestens eine Verschlusseinrichtung zum druckdichten Verschließen des Endlos-Kerns auf. Dabei ist die Verschlusseinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet, den Endlos-Kern nach dem Formwerkzeug, also in Vorschubrichtung hinter dem Formwerkzeug, druckdicht zu verschließen und/oder wieder zu verschließen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Pultrusionsvorrichtung eine bereits vorgenannte Ablängeinrichtung auf zum Ablängen des Hohlprofils und/oder des Endlos-Kerns an einer Trennstelle, vorzugsweise als Sägeeinrichtung. Bevorzugt wird das zuvor fertig gestellte Hohlprofil dabei auf eine vordefinierte Länge abgelängt. Mittels dieser Ablängeinrichtung kann nach dem Austritt aus dem Formwerkzeug das Hohlprofil und/oder der Endlos-Kern auf eine definierte Länge abgelängt werden.
Das Wiederverschließen des Endlos-Kerns ist insbesondere von Bedeutung, wenn der Endlos-Kern nach dem Austritt aus dem Formwerkzeug abgelängt wird, ohne vorher zwischen der Trennstelle und dem Formwerkzeug druckdicht verschlossen worden zu sein. Um den abgelängten und damit offenen und drucklosen Endlos-Kern für den weiteren Pultrusionsprozess in seinem Inneren erneut mit Druck beaufschlagen zu können, muss der Endlos-Kern bzw. das neue vordere Ende des Endlos-Kerns erst wieder verschlossen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Ablängeinrichtung dazu ausgebildet, das Hohlprofil abzulängen, ohne dabei den Endlos-Kern derart zu beschädigen, dass sich der Druck im Inneren des Endlos-Kerns wesentlich verringert, vorzugsweise ohne dass der Druck um mehr als 0,5 bar abfällt. Mit einer solchen Ablängeinrichtung ist es möglich, das außen um den Endlos-Kern herum angeordnete feste, formstabile Hohlprofil zu trennen bzw. abzulängen, ohne den Endlos-Kern abzulängen. Dadurch kann der Druck im Inneren des Endlos-Kerns, insbesondere der Pultrusions-Arbeitsdruck, weiterhin aufrecht erhalten werden und ein Wiederverschließen des Endlos-Kerns im Bereich der Trennstelle ist nicht erforderlich.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Pultrusionsvorrichtung eine Druckkammer auf, welche um die Trennstelle herum bzw. um die Pultrusionsvorrichtung im Bereich der Trennstelle herum angeordnet ist. Die Druckkammer ist dazu ausgebildet, einen Druck von außen auf den Endlos-Kern und/oder das Hohlprofil aufzubringen, der mindestens so groß ist wie der Pultrusions-Arbeitsdruck im Inneren des Endlos-Kerns, so dass ein Druckabbau und/oder ein Druckabfall auf einen Druck unterhalb des Pultrusions-Arbeitsdruckes nahezu vermieden werden kann.
Sofern der Endlos-Kern nicht als verlorener Kern in die Endlos-Fasern bzw. den Endlos-Faserschlauch eingedrückt worden ist, kann das abgelängte bzw. abgetrennte fertige Hohlprofil vom vorderen Ende des Endlos-Kerns entfernt, vorzugsweise abgezogen werden, so dass der Endlos-Kern im Bereich der Trennstelle zum druckdichten Verschließen zugänglich wird. Anstatt das abgetrennte Hohlprofil vollständig vom Endlos-Kern zu entfernen, kann es in manchen Fällen auch ausreichend sein, den abgelängten Teil des Hohlprofils durch Verschieben entlang des Endlos-Kerns von der Trennstelle zu beabstanden, um den Endlos-Kern im Bereich der Trennstelle zum Verschließen zugänglich zu machen.
In einem zweiten Schritt kann der Endlos-Kern im Bereich der Trennstelle druckdicht verschlossen werden, vorzugsweise durch Abklemmen, Abdrücken oder Abbinden, insbesondere auf der dem Formwerkzeug zugewandten Seite der Trennstelle. Ist der Endlos-Kern im Bereich der Trennstelle zwischen dem Formwerkzeug und der Trennstelle druckdicht verschlossen, kann auch der Endlos-Kern an der Trennstelle abgelängt werden, ohne das es zu einem deutlichen Druckverlust im Inneren des Endlos-Kerns kommt. Der Endlos-Kern kann auch auf beiden Seiten der Trennstelle vor dem Ablängen des Endlos-Kerns jeweils druckdicht verschlossen werden, wobei in diesem Fall das Ablängen bevorzugt dazwischen erfolgt. Es kann aber auch vorteilhaft sein, den Endlos-Kern nur zwischen dem Formwerkzeug und der Trennstelle druckdicht zu verschließen, sodass der Druck im abzulängenden Teil des Endlos-Kerns abgebaut wird, und der Endlos-Kern in diesem Teil in sich zusammenfallen kann, so dass er einfach aus dem abgelängten, fertigen Hohlprofil entnommen werden kann.
Eine Herausforderung bei der Herstellung von Hohlprofilen mittels der aus dem Stand der Technik bekannten Flechtpultrusionsverfahren ist es, einen kontinuierlich arbeitenden Herstellungsprozess bereitzustellen, mit dem eine ausreichende Anzahl von Verbundbauteilen in höchster Qualität, insbesondere in Form von Endlos-Profilen oder Profilen in variabler Länge je nach Bedarf herstellbar sind, und bei denen zugleich eine hinreichend sichere reproduzierbare Maßhaltigkeit sowie homogene Materialeigenschaften der Endprodukte gegeben ist.
Insbesondere bei der Herstellung von Hohlprofilen kann es zu unterschiedlich starken Verquetschungen oder unterschiedlicher Reckung des Fasermaterials beim Hindurchziehen durch das Formwerkzeug kommen, bedingt durch große Toleranzen der Faserdurchmesser der verwendeten Faserwerkstoffe, die bei Verwendung eines massiven Kerns nicht ausgeglichen werden können. Mit den erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen können diese Probleme vermieden werden. Durch die Verwendung eines flexiblen, schlauchförmigen, aufblasbaren Endlos-Kerns können die großen Toleranzen der Faserdurchmesser während des Pultrusionsprozesses im Formwerkzeug ausgeglichen werden, da der Endlos-Kern eine hierfür ausreichende Nachgiebigkeit aufweist. Somit kann die Gefahr von unterschiedlichen Verquetschungen und/oder unterschiedlicher Reckung der einzelnen Fasern deutlich reduziert werden und die Homogenität der Materialeigenschaften des Faserverbundwerkstoffes und damit des Hohlprofils deutlich verbessert werden. Insbesondere kann die Gefahr von inhomogenen Materialeigenschaften, insbesondere von lokal unterschiedlichen Festigkeiten, innerhalb des Hohlprofils reduziert werden. Dies ist gerade im Leichtbau von zentraler Bedeutung.
Des Weiteren können mit den erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen sowie dem erfindungsgemäßen Endlos-Halbzeug Probleme des Standes der Technik insbesondere hinsichtlich der Prozessstabilität deutlich reduziert werden. Für qualitativ hochwertige Ergebnisse ist es für beide Prozessabschnitte, die Geflechtbildung und das eigentliche Pultrusionsverfahren, von entscheidender Bedeutung, jeweils einen möglichst kontinuierlichen Prozess sicherzustellen, der möglichst selten angehalten bzw. unterbrochen werden muss, um Einlauf- bzw. Einschwingzeiten und damit Ausschuss zu reduzieren. Dadurch, dass das erfindungsgemäße Endlos-Halbzeug eine Trennung von Geflechtbildung und dem eigentlichen Pultrusionsverfahren ermöglicht, können bei Bedarf die Prozesse getrennt voneinander gefahren werden, was die Flexibilität in der Produktion deutlich erhöht.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor; wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombination bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Die in den einzelnen Figuren gezeigten Ausführungsformen weisen teilweise Merkmale auf, welche die anderen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung nicht aufweisen. Die Merkmale können jedoch, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, beliebig miteinander kombiniert werden. In den Zeichnungen zeigen:
1a ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs,
1b einen Schnitt durch das Endlos-Halbzeug aus 1a entlang der Schnittebene A-A',
1c einen Schnitt in Längsrichtung durch das Endlos-Halbzeug aus 1a,
1d das fertig gestellte Endlos-Halbzeug aus den 1a bis 1c aufgerollt in einem für den Transport bereitgestellten Zustand,
2a das Tränken des Endlos-Halbzeugs aus den 1a bis 1c in einem mit Matrixmaterial gefüllten Becken durch Tauchen,
2b das Tränken des Endlos-Halbzeugs aus den 1a bis 1c mit Matrixmaterial durch Aufsprühen des Matrixmaterials von außen,
3a einen Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel einer Pultrusionsvorrichtung zur Herstellung eines festen, formstabilen Hohlprofils aus dem Endlos-Halbzeug aus den 1a bis 1c, der ein Formwerkzeug zeigt,
3b ein vorderes Ende des festen, formstabilen Hohlprofils nach dem Austritt aus dem Formwerkzeug aus 3a vor einem Ablängen,
3c–3f in Schnittdarstellung entlang der Schnittebene B-B' verschiedene Ausführungsformen eines festen, formstabilen Hohlprofils,
4a einen anderen Ausschnitt aus dem Ausführungsbeispiel der Pultrusionsvorrichtung aus 3a mit einer in einer Druckkammer angeordneten Ablängeinrichtung und dem Hohlprofil nach dem Austritt nach dem Formwerkzeug vor dem Ablängen,
4b den Ausschnitt aus 4a nach dem Ablängen des Hohlprofils, aber vor dem Ablängen des Endlos-Kerns,
4c einen Ausschnitt einer anderen Ausführungsform einer Pultrusionsvorrichtung im Bereich der Trennstelle mit einer Verschlusseinrichtung und einem abgelängten Hohlprofil sowie einem abgelängten Endlos-Kern, der nach dem Ablängen bereits wieder verschlossen worden ist an seinem neuen vorderen Ende und von innen erneut mit Druck beaufschlagt worden ist,
4d den Ausschnitt aus der Pultrusionsvorrichtung in 4c mit einer anderen Ausführungsform einer Verschlusseinrichtung und einer zusätzlichen Ablängeinrichtung,
5a ein Ausführungsbeispiel eines fertig gestellten, festen, formstabilen Hohlprofils in einer Seitenansicht,
5b das Hohlprofil aus 5a in Schnittdarstellung entlang der Schnittebene C-C' mit einem bereits entnommenen Endlos-Kern und
6a–6e eine Ausführungsform eines Herstellungsprozesses eines festen, formstabilen Hohlprofils mit einem Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs und einem Pultrusionsverfahren.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1a ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1000 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Endlos-Halbzeugs 1500 dargestellt. Zur Herstellung eines hier beispielhaft dargestellten Endlos-Halbzeugs 1500 aus glasfaserverstärktem Kunststoff wird als Endlos-Kern 100 ein flexibler, aufblasbarer und elastischer Schlauch 100 aus Silikon, der auf einer Rolle aufgerollt bereitgestellt wird, zunächst von innen her mit einem Druck p_i beaufschlagt. Der hierfür erforderliche Druck p_i von ca. 3 bar wird mittels einer Druckbeaufschlagungseinrichtung 200 von einem hinteren Schlauchende 103 her in den Schlauch 100 eingebracht. Dazu ist das hintere Schlauchende 103 über ein Anschlussstück 202 mit einer Druckleitung 201 mit der Druckbeaufschlagungseinrichtung 200 verbunden. Dazu sollte der Schlauch nicht zu fest bzw. stramm auf der Rolle aufgerollt sein, damit sich der Druck p_i bis zum vorderen Ende 102 des Schlauches ausbreiten kann.
Damit der Druck p_i, der am hinteren Schlauchende 103 in den Schlauch 100 eingebracht wird, auch im Inneren des Schlauchs 100 erhalten bleibt, ist das vordere Schlauchende 102 mit einem Verschluss 104 druckdicht verschlossen. In diesem Fall handelt es sich bei dem Verschluss 104 um eine Klemme, die wie eine Art Gefäßklemme das vordere Schlauchende 102 druckdicht abklemmt. Das Verschließen des Schlauchs 100 erfolgt dabei mittels einer Verschlusseinrichtung 800, welche in diesem Ausführungsbeispiel in einem Bereich hinter der Geflechtbildung angeordnet ist. Es ist aber auch denkbar, die Verschlusseinrichtung 800 beispielsweise unmittelbar nach einem Schlauchformer 203 und damit vor dem Bereich der Geflechtbildung vorzusehen. Das Verschließen des Schlauchs 100 ist einmal zu Beginn erforderlich. Ist der Schlauch 100 erst einmal verschlossen kann er kontinuierlich mittels der Druckbeaufschlagungseinrichtung 200 von innen her mit dem erforderlichen Druck p_i beaufschlagt werden.
Anstatt den Druck p_i vom hinteren Schlauchende 103 einzuleiten, ist es auch denkbar, den Druck p_i vom vorderen Schlauchende 102 her einzuleiten und entsprechend das hintere Schlauchende 103 druckdicht zu verschließen.
Ist der Schlauch 100 aufgeblasen bzw. mit dem gewünschten Druck p_i von innen her beaufschlagt, werden Glasfasern als Endlos-Fasern 300 um ihn herum geflochten. Es können aber auch andere Fasermaterialien verwendet werden, beispielsweise thermoplastische Fasern oder sogenannte „Commingled Yarns”, wie es zuvor erläutert wurde. Die Endlos-Fasern 300 werden dabei so verflochten, dass sie mit einer definierten räumlichen Orientierung zueinander den Schlauch 100 umgeben und einen eng an ihm anliegenden Faserschlauch bilden. Um zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 auch einen Faserschlauch beliebiger Länge, also einen Endlos-Faserschlauch 700, flechten zu können, wird der Schlauch 100 beginnend bei seinem vorderen Ende 102 kontinuierlich mit einer Vorschubgeschwindigkeit v_f,, die bevorzugt konstant ist, in einer Vorschubrichtung bewegt. Der Druck p_i im Inneren des Schlauchs, der auch als Flecht-Arbeitsdruck bezeichnet werden kann, beträgt während der Geflechtbildung beispielsweise ca. 1 bis 2 bar, wobei andere mögliche Druckwerte im Vorstehenden beschrieben wurden.
Die Vorschubgeschwindigkeit kann mittels einer hier nicht dargestellten Zug- bzw. Zieheinrichtung erreicht werden, welche den Schlauch 100 durch Ziehen an dessen vorderem Ende 102 bewegen kann, sodass sich der hintere Bereich des Schlauches nach und nach abwickeln kann und die Endlos-Fasern 300 zu einem Endlos-Faserschlauch 700 um den Schlauch 100 herum geflochten werden können. Solche Zieheinrichtungen sind prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt. Der Schlauch 100 bildet dabei einen endlosen Flecht-Kern.
Um den Schlauch 100 in eine vordefinierte Form und/oder auf eine definierte Größe zu bringen, insbesondere, um ihn auf einen definierten Außendurchmesser aufzublasen, kann, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, zusätzlich ein Schlauchformer 203 vorgesehen sein, mit dem er kontinuierlich während seiner Vorwärtsbewegung in die gewünschte Form gebracht werden kann, beispielsweise in eine rohrförmige Form. Der Schlauchformer 203 ist eine den Schlauch 100 umgebende Form, die eine seiner gewünschten Außenkontur entsprechende Innenkontur aufweist.
Es kann in einigen Fällen vorteilhaft sein, den Schlauch 100 nicht nur von innen mit Druck p_i zu beaufschlagen, sondern zusätzlich auch mit einer Temperatur T. Das Aufbringen des Drucks p_i erfolgt bevorzugt pneumatisch. Wird Druckluft eingesetzt, kann zum Erreichen der Temperatur T erwärmte Druckluft eingesetzt werden. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, um das Dehnverhalten des Schlauches 100 und/oder die Flexibilität des Schlauches zu erhöhen, was sich in einem späteren Pultrusionsverfahren vorteilhaft auf die Formgebung auswirken kann und ggf. auch geringere Drücke p_i erfordert, was vorteilhaft hinsichtlich Energieverbrauch sein kann.
Wird der Schlauch 100 kontinuierlich mit der Vorschubgeschwindigkeit v_f in Vorschubrichtung bewegt, und werden ebenfalls kontinuierlich die Endlos-Fasern 300 um ihn angeordnet, so entsteht das Endlos-Halbzeug 1500 mit dem Endlos-Faserschlauch 700, der um den Schlauch 100 herum angeordnet ist. Zum besseren Verständnis ist in 1b entlang der Schnittebene A-A' das hergestellte Endlos-Halbzeug 1500 in Schnittdarstellung abgebildet. Gut zu erkennen in dieser Darstellung ist der Endlos-Faserschlauch 700, der den aufgeblasenen Schlauch 100 umgibt. 1c zeigt einen entsprechenden Schnitt in Längsrichtung durch das Endlos-Halbzeug 1500 aus 1a.
Anstatt die Endlos-Fasern 300 um den Schlauch 100 herumzuflechten, können sie auch gewebt, gewickelt, gewirkt, gestrickt oder anderweitig mit einer definierten räumlichen Orientierung zueinander um ihn herum angeordnet werden. Mit welcher räumlichen Orientierung die Endlos-Fasern zueinander angeordnet werden und nach welchem vorgenannten Verfahren dies erfolgt, hängt insbesondere davon ab, was für ein faserverstärktes Hohlprofil später aus dem Endlos-Halbzeug 1500 hergestellt werden soll und/oder für welche Beanspruchungen das Hohlprofil eingesetzt werden soll und welche Faserorientierung diesbezüglich erforderlich ist.
Die in 1a dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung 1000 zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 weist ferner eine Sprüheinrichtung 500 auf sowie ein mit einem Matrixmaterial 600 gefülltes Tauchbecken 400 auf. Das Tauchbecken kann zur Verwendung eines weiten Bereichs von Matrixmaterialien temperaturgeregelt sein, zum Beispiel kann duroplastisches Matrixmaterial so erwärmt werden, dass Vernetzungsreaktionen initiiert werden, oder auf eine niedrigere Temperatur geregelt werden, um die Dauer ihrer Verarbeitbarkeit, ihre sogenannte ”Topfzeit”, zu verlängern, während thermoplastische Matrixmaterialien eine Erwärmung benötigen, um eine ausreichende Viskosität zu erreichen, so dass die Endlos-Fasern 300 damit getränkt oder imprägniert werden können. Mit dieser Vorrichtung 1000 können bereits während einer Geflechtbildung die Endlos-Fasern 300 bzw. der Endlos-Faserschlauch 700 mit dem Matrixmaterial 600 getränkt werden.
In dem in 1a dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Endlos-Fasern nicht nur durch Aufsprühen des Matrixmaterials 600 mittels der Sprüheinrichtung 500 getränkt bzw. imprägniert, sondern zusätzlich wird der Endlos-Faserschlauch 700 mit dem darin angeordneten Schlauch 100 noch durch ein mit Matrixmaterial 600 gefülltes Tauchbecken 400 gefördert, sodass die Endlos-Fasern 300 oder der geflochtene Endlos-Faserschlauch 700 mit weiterem Matrixmaterial 600 getränkt werden. Es können aber auch die Endlos-Fasern durch Tauchen in ein Becken getränkt und der Endlos-Faserschlauch 700 durch Aufsprühen von außen mittels der Sprüheinrichtung 500 mit Matrixmaterial 600 imprägniert werden. Das in 1a dargestellte Tauchbecken 400 ist nur angedeutet, eine beispielhafte Ausführungsform, wie das Endlos-Halbzeug 1500 aus Faserschlauch 700 und aufgeblasenem Schlauch 100 durch ein solches Becken 400 gefördert werden kann, ist in 2a dargestellt. 2b zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Aufsprühen des Matrixmaterials 600 erst im Anschluss an die Geflechtbildung mittels der Sprüheinrichtung 500 erfolgt.
Neben der Verschlusseinrichtung 800 weist die Vorrichtung 1000 zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 des Weiteren eine Ablängeinrichtung 900 auf, die dazu dient, das Endlos-Halbzeug 1500 bei Bedarf auf eine vordefinierte Länge abzulängen. Soll der Schlauch 100 auch nach dem Ablängen in druckbeaufschlagtem Zustand innerhalb des Endlos-Faserschlauchs 700 bzw. des abgelängten Stücks Endlos-Faserschlauch 700 verbleiben, kann mittels der Verschlusseinrichtung 800 vor einer Trennstelle zunächst ein weiterer Verschluss angeordnet werden. Dieser verschließt den Schlauch 100 vor der Trennstelle druckdicht, so dass der Druck p_i in seinem inneren aufrecht erhalten werden kann. Es kann jedoch in manchen Fällen auch vorteilhaft sein den Druck im abgelängten Teil des Schlauchs 100 nicht aufrecht zu erhalten. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Endlos-Halbzeug 1500 platzsparend zwischengelagert werden soll, bevor es durch ein Pultrusionsverfahren zu einem festen, formstabilen Hohlprofil aus faserverstärktem Kunststoff weiterverarbeitet wird. Für eine platzsparende Lagerung und/oder für einen einfachen Transport des Endlos-Halbzeugs 1500 kann es, wie in 1d beispielhaft dargestellt, aufgerollt werden.
In 3a ist ein Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Pultrusionsvorrichtung 2000 dargestellt, mit der das Endlos-Halbzeug 1500 zu einem festen, formstabilen Hohlprofil 2500 aus faserverstärktem Kunststoff weiterverarbeitet werden kann. Die Pultrusionsvorrichtung 2000 kann unmittelbar im Anschluss an die Vorrichtung 1000 zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 angeordnet sein, so dass das Endlos-Halbzeug 1500 nicht zwischengelagert und/oder transportiert werden muss zwischen diesen beiden Vorrichtungen 1000 und 2000. In einer vorteilhaften Ausführung wird die Pultrusionsvorrichtung 2000 jedoch unabhängig von der Vorrichtung 1000 zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 betrieben, was die Prozessstabilität und damit auch die Qualität der hergestellten Erzeugnisse deutlich verbessern kann.
Der in 3a dargestellte Ausschnitt zeigt ein temperierbares Formwerkzeug 2100, durch welches das Endlos-Halbzeug 1500 mit dem Endlos-Faserschlauch 700 und dem druckbeaufschlagten Schlauch 100 stranggezogen und/oder hindurchgefördert wird und als fertiges faserverstärktes Hohlprofil 2500 aus dem Formwerkzeug 2100 austritt.
Wird die Pultrusionsvorrichtung 2000 unabhängig von der Vorrichtung 1000 bzw. unabhängig von der Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 betrieben, ist das Endlos-Halbzeug 1500 zur Herstellung des Hohlprofils ähnlich bereitzustellen wie der Schlauch 100 zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500. Ebenso ist eine entsprechende, hier nicht dargestellte Druckbeaufschlagungseinrichtung vorzusehen, um den sich im Inneren des Endlos-Faserschlauchs 700 befindlichen Schlauch 100 mit dem für die Pultrusion erforderlichen Druck beaufschlagen zu können. Die Druckbeaufschlagungseinrichtung kann bevorzugt ähnlich ausgebildet sein wie die im Zusammenhang mit der Vorrichtung 1000 beschriebene Druckbeaufschlagungseinrichtung 200. Der Schlauch 100 kann ebenfalls bevorzugt nach einem ähnlichen Prinzip, wie im Zusammenhang mit der Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500 beschrieben, druckdicht verschlossen werden.
Zur Herstellung des Hohlprofils aus faserverstärktem Kunststoff aus dem Endlos-Halbzeug 1500 mittels der Pultrusionsvorrichtung 2000 ist das Endlos-Halbzeug 1500 mit dem im Inneren befindlichen Schlauch 100 abzuwickeln und vor dem Eintritt in das Formwerkzeug 2100 mit einem erforderlichen Pultrusions-Arbeitsdruck p_i zu beaufschlagen, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel dem Flecht-Arbeitsdruck p_i entspricht. In manchen Anwendungsfällen kann es jedoch vorteilhaft sein, den Pultrusions-Arbeitsdruck 1 bis 2 bar oder mehr oberhalb des Flecht-Arbeitsdruckes zu wählen. Das ist besonders einfach realisierbar, wenn die Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500, insbesondere die Geflechtbildung, und das eigentliche Pultrusionsverfahren getrennt und unabhängig voneinander durchgeführt werden können.
Im Formwerkzeug 2100 erfolgt die Formgebung des herzustellenden Hohlprofils 2500. Dabei dient der aufgeblasene Schlauch 100 als Endlos-Kern und zur Formgebung einer Innenkontur des Hohlprofils 2500. Für eine definierte Innenkontur und eine hohe Maßhaltigkeit des herzustellenden Hohlprofils 2500 ist es dementsprechend erforderlich den Druck p_i im Inneren des Schlauchs 100, also den Pultrusions-Arbeitsdruck p_i, ausreichend hoch zu wählen. Die Außenkontur des Hohlprofils wird durch das starre Formwerkzeug 2100 definiert.
Durch den flexiblen bzw. etwas nachgiebigen Schlauch 100 als Endlos-Kern können jedoch auch bei hohen Pultrusions-Arbeitsdrücken p_i toleranzbedingte Schwankungen der Faserdurchmesser bzw. Dickenschwankungen des Endlos-Faserschlauchs 700 leicht ausgeglichen werden. Dadurch können zwischen Formwerkzeug 2100 und Endlos-Halbzeug 1500 auftretende Reibungskräfte gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Pultrusionsverfahren mit einem starren Kern und entsprechend konstantem Durchzugsquerschnitt deutlich reduziert werden. Als weiteren Effekt bewirkt der flexible Endlos-Kern, dass die Reibungskräfte zwischen dem Endlos-Halbzeug 1500 und dem Formwerkzeug 2100 gleichmäßig verteilt sind. Das führt dazu, dass die einzelnen Fasern des Endlos-Faserschlauchs 700 während des Ziehvorgangs durch das Formwerkzeug 2100 deutlich gleichmäßiger belastet werden können und nicht unterschiedlich stark gereckt werden, was zu einer verbesserten Homogenität der Materialeigenschaften des faserverstärkten Kunststoffprofils 2500 führt. Des weiteren erfordern geringere Reibungskräfte nicht so hohe Ziehkräfte zur Erzeugung der erforderlichen Vorschubgeschwindigkeit v_f.
Der Endlos-Faserschlauch 700 ist in diesem Ausführungsbeispiel dabei bereits mit Matrixmaterial getränkt. Es ist aber auch möglich das Matrixmaterial erst im Formwerkzeug 2100 zuzugeben oder zuzuführen. Hierfür ist ein Zuführkanal 2200 im Formwerkzeug 2100 vorgesehen, wie in 3a schematisch dargestellt ist. Eine Weiterentwicklung des Formwerkzeugs 2100 mit Zuführkanal 2200 kann die Anwendung eines Vakuumdrucks umfassen, um ein Eindringen des Harzes in den Endlos-Faserschlauch 700 zu unterstützen.
Für eine stabile Formgebung wird im Formwerkzeug das Matrixmaterial, mit dem der Endlos-Faserschlauch 700 getränkt bzw. imprägniert ist, ausgehärtet, so dass ein faserverstärkter Kunststoff entsteht. Je nach verwendetem Matrixmaterial sind dazu unterschiedliche Temperaturen erforderlich, die in der Regel in einem Bereich von 0°C oder 20°C bis 600°C, bevorzugt von 40°C bis 200°C liegen. Um die entsprechenden erforderlichen Aushärtetemperaturen sicherzustellen, kann das Formwerkzeug 2100 temperiert werden, insbesondere beheizt werden.
Es ist aber auch möglich, das Matrixmaterial bereits ausreichend erwärmt bzw. erhitzt beim Tränken bzw. Imprägnieren zuzuführen. Dies kann insbesondere bei thermoplastischem Matrixmaterial vorteilhaft sein, das in der Regel bereits erwärmt auf ca. 150°C zugeführt wird. In diesem Fall kann es auch vorteilhaft sein, das Formwerkzeug zur Kühlung des Matrixmaterials oder zum Halten dieser Temperatur zu verwenden.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur ein Formwerkzeug 2100 abgebildet, es können aber auch mehrere Formwerkzeuge hintereinander vorhanden sein. Sowohl die Formgebung als auch der Aushärtevorgang können auf mehrere Formwerkzeuge verteilt werden.
Das Endlos-Halbzeug 1500 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls mit der Vorschubgeschwindigkeit v_f durch das Formwerkzeug 2100 hindurch gezogen. Werden das Verfahren zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs sowie das Pultrusionsverfahren getrennt durchgeführt, können auch unterschiedliche Vorschubgeschwindigkeiten realisiert werden, was in einigen Anwendungsfällen vorteilhaft sein kann.
3b zeigt in einer Seitenansicht einen Ausschnitt eines festen, formstabilen Hohlprofils 2500 am vorderen Schlauchende 102, das mittels des Verschlusses 104 druckdicht verschlossen ist.
In den 3c bis 3f sind verschiedene Ausführungsbeispiele von mittels des zuvor beschriebenen Pultrusionsverfahrens hergestellten Hohlprofilen 2500, 2500', 2500'' und 2500''' aus faserverstärktem Kunststoff dargestellt, die aus einem Endlos-Halbzeug 1500 hergestellt worden sind.
3c zeigt in Schnittdarstellung entlang der Schnittebene B-B' das Endlos-Halbzeug 2500 aus 3a und 3b nach dem Austritt aus dem Formwerkzeug 2100. Der faserverstärkte Kunststoff mit dem im ausgehärteten Matrixmaterial eingebetteten Endlos-Faserschlauch 700 umschließt dabei den Schlauch 100 und grenzt unmittelbar an dessen äußerste Schicht 101 an, die eine nicht haftende Oberfläche aufweist, beispielsweise aus PTFE besteht, und ein Anhaften des faserverstärkten Kunststoffs daran verhindert. Dadurch kann der Schlauch 100 bzw. der Endlos-Kern später einfach aus dem hergestellten Hohlprofil 2500 entnommen werden.
Bei dem in 3d dargestellten Ausführungsbeispiel hingegen weist der Schlauch 100' eine äußerste Schicht 101 aus thermoplastischem Matrixmaterial auf, in welche der Endlos-Faserschlauch 700 eingedrückt worden ist. In diesem Fall ist der Schlauch 100' als Endlos-Kern fest mit dem Hohlprofil 2500' verbunden und verbleibt in diesem.
3e zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hohlprofils 2500'', bei dem der Schlauch 100'' ebenfalls eine äußerste Schicht 101 aus Matrixmaterial aufweist, in das der Endlos-Faserschlauch 700 eingedrückt worden ist. Im Unterschied zu dem Schlauch 100' aus 3c weist dieser Schlauch 100'' als Endlos-Kern ferner innerhalb der Schicht 101 aus Matrixmaterial eine Antihaftbeschichtung aus PTFE sowie eine darunter bzw. innen liegende Schicht aus Silikon auf.
In 3f ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hohlprofils 2500'' dargestellt, bei dem der Schlauch bereits aus dem Inneren entnommen bzw. entfernt worden ist und das eine sternförmige Querschnittskontur aufweist.
Mittels zuvor beschriebener flexibler Schläuche 100, 100' und 100'' als Endlos-Kerne können Hohlprofile aus faserverstärkten Materialien mit nahezu beliebiger Querschnittsgeometrie hergestellt werden, ohne für jede Querschnittsgeometrie einen speziellen Kern vorhalten zu müssen, da sie flexibel für unterschiedliche Geometrien einsetzbar sind. Lediglich die Formwerkzeuge sind entsprechend vorzuhalten.
Bei dem anhand der 3a bis 3e erläuterten Pultrusionsverfahren zur Herstellung des Hohlprofils 2500 aus dem Endlos-Halbzeug 1500 handelt es sich bevorzugt um einen kontinuierlichen Prozess, bei dem das Endlos-Halbzeug 1500 kontinuierlich durch die Pultrusionsvorrichtung 2000 hindurch gezogen wird.
Das Pultrusionsverfahren kann aber auch im Taktbetrieb durchgeführt werden. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn längere Verweilzeiten im Formwerkzeug zur Formgebung und/oder zum Aushärten des Matrixmaterials erforderlich sind.
Um das Hohlprofil 2500 nach dem Austritt aus dem Formwerkzeug 2100 auf eine vordefinierte Länge abzulängen, kann die Pultrusionsvorrichtung 2000 auch eine Ablängeinrichtung 900 aufweisen, siehe 4a bis 4d. Wie das Ablängen erfolgen kann wird im Folgenden beispielhaft anhand dieser Figuren erläutert.
Es gibt verschiedene vorteilhafte Vorgehensweisen zum Ablängen. Bei dickeren Kernmaterialien ist ein einfaches Durchschneiden des gehärteten Schlauchs möglich. Außerdem ist es möglich, das Hohlprofil 2500 schnell durchzuschneiden und dann die Öffnung mit einem elastischen Verschluss oder Gummiverschluss zu verschließen, zum Beispiel auf einem Roboterarm. Es ist auch möglich, zwei Schnitte vorzunehmen, wobei ein zweiter Endschnitt fein ist und eine hochakkurate Säge verwendet. wird. Auch hier wird die Öffnung wieder wie zuvor beschrieben verschlossen. Bei einer vierten Verfahrensweise ist es möglich, den gehärteten Schlauch am Hohlprofil 2500 fast durchzuschneiden und den Schlauch auseinander zu ziehen. Dann wird der Kern eingespannt und durchgeschnitten. Schließlich kann beim Abtrennen des letzten verbleibenden Abschnitts ein System wie ein Rohrschneider verwendet werden.
4a zeigt eine Ablängeinrichtung 900, die in Vorschubrichtung hinter dem in dieser Figur nicht dargestellten Formwerkzeug angeordnet ist. Im Bereich der Ablängeinrichtung 900 wird das fertig gestellte Hohlprofil 2500 zwischen Führungen 930 geführt. Die Führungen 930 können in einigen Fällen auch eine Haltefunktion ausüben. Zur Vermeidung eines Druckverlustes im Inneren des hier nicht erkennbar dargestellten Schlauchs 100 bzw. des Endlos-Kerns beim Ablängen ist eine Druckkammer 910 um den Bereich mit der Ablängeinrichtung 900 und den Führungen 930 herum angeordnet. Innerhalb der Druckkammer herrscht ein Druck p_a, der größer oder gleich dem Druck p_i im Inneren des Schlauchs 100 ist. Die Druckkammer 910 ist über Dichtungen 911 nach außen hin abgedichtet.
4a zeigt den Zustand der Druckkammer 910, die im Bereich einer Trennstelle teleskopartig auseinander und zusammenschiebbar ist, im zusammengeschobenen Zustand. Zum Ablängen wird in einem ersten Schritt zunächst nur das Hohlprofil 2500 im zusammengeschobenen Zustand der Druckkammer 910 durchtrennt. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Ablängeinrichtung 900 dazu ein Sägeblatt 920 auf. Dabei ist darauf zu achten, dass der Schlauch 100 nicht beschädigt wird, so dass es nicht zu einem nennenswerten Druckverlust in seinem Inneren kommt. In einem weiteren Schritt werden dann die beiden voneinander getrennten Teile des Hohlprofils 2500 voneinander beabstandet. Dies erfolgt vorzugsweise, indem die teleskopierbare Druckkammer 910 auseinandergezogen wird, siehe 4b, welche die Druckkammer 910 in einem auseinandergeschobenen Zustand zeigt.
In einem weiteren Schritt kann dann der Schlauch 100 abgelängt werden. Um ihn jedoch ohne nennenswerten Druckverlust im Inneren ablängen zu können, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Pultrusionsvorrichtung 2000 im Bereich der Trennstelle eine weitere Verschlusseinrichtung 800 vorgesehen. Mit dieser kann der Schlauch auf der dem Formwerkzeug zugewandten Seite vor dem Ablängen des Schlauchs 100 mittels eines zusätzlichen Verschlusses 104' verschlossen werden, siehe 4c.
Ist der Schlauch 100 entsprechend verschlossen, so dass der Druck p_i in seinem Inneren als Endlos-Kern im Bereich des Formwerkzeugs aufrecht erhalten werden kann, kann er ebenfalls abgelängt werden, ohne dass es zu einem Druckverlust auf der Seite des Formwerkzeugs bzw. des Schlauchbereichs im Formwerkzeug kommt. Bevorzugt wird der Schlauch 100 an der gleichen Trennstelle wie das Hohlprofil 2500 abgelängt.
Ein Druckverlust im Inneren des Schlauchs des abgelängten Hohlprofils, also im dem Formwerkzeug abgewandten Teil des getrennten bzw. abgelängten Schlauchs, ist nicht weiter nachteilig, insbesondere nicht, wenn der Schlauch in einem weiteren Verfahrensschritt sowieso aus dem Hohlprofil 2500 entfernt werden soll. Ist der Druck durch das Ablängen bereits abgebaut, kann der Schlauch 100 in sich zusammenfallen und leicht aus dem Hohlprofil 2500 entnommen werden. Weist der Schlauch 100 eine antihaftende äußerste Schicht 101 auf, kann die Entnahme weiter erleichtert werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Schlauch 100 im Bereich der Trennstelle beidseitig der Trennstelle jeweils druckdicht verschlossen, wie bei dem in 4d gezeigten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel sind dazu zwei Verschlusseinrichtungen 800a und 800b vorgesehen, die nach einem anderen Prinzip arbeiten als die zuvor beschriebene Verschlusseinrichtung 800. Bei den Verschlusseinrichtungen 800a und 800b wird statt einer Klemme 104 bzw. 104' eine Schlinge um die druckdicht zu verschließenden Schlauchbereiche angeordnet, so dass diese quasi abgeschnürt werden können. Ist der Schlauch 100 rechts und links von der Trennstelle jeweils druckdicht verschlossen bzw. durch die Schlingen 801a und 801b abgebunden, kann er mittels der Ablängeinrichtung 900 mit dem Sägeblatt 920 oder einem beliebigen anderen der oben genannten Mittel zum Abtrennen ohne nennenswerten Druckverlust an der Trennstelle abgelängt werden.
In den 4c und 4d ist der Einfachheit halber keine Druckkammer dargestellt, diese kann jedoch vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, ohne eine Druckkammer mit erhöhtem Druck im Bereich der Trennstelle abzulängen.
Erfolgt das Ablängen des Schlauches 100 ohne dass er zuvor auf der dem Formwerkzeug zugewandten Seite druckdicht verschlossen wird, kommt es zu einem Druckverlust im Bereich des Formwerkzeugs. Das bedeutet, dass der Pultrusionsprozess unterbrochen werden muss oder dass zunächst der Schlauch 100 im Bereich des Formwerkzeugs wieder mit Druck beaufschlagt werden muss, damit der eigentliche Pultrusionsprozess fortgesetzt werden kann.
Das zuvor beschriebene Ablängen des Hohlprofils 2500 ohne den Schlauch 100 im Inneren zu beschädigen mit anschließendem Trennen und Auseinanderschieben ist selbstverständlich nur möglich, wenn der Endlos-Faserschlauch nicht dauerhaft in die äußere Schicht 101 des Schlauches 100 eingedrückt und mit dieser fest verbunden worden ist, so dass der Schlauch 100 nicht entnommen werden kann. In diesem Fall ist es vorteilhaft, den Schlauch 100 in einem Arbeitsgang gemeinsam mit dem Hohlprofil 2500 abzulängen.
Mögliche Verfahrensweisen zum Abtrennen und erneuten druckdichten Verschließen sind die Verwendung von dickeren Kernmaterialien und das Durchführen des Schnitts direkt durch den gehärteten Schlauch. Es ist auch möglich schnell durchzuschneiden und die Öffnung mit einem Gummiverschluss an einem Roboterarm zu verschließen. Alternativ können zwei Schnitte gemacht werden, wobei der letzte Schnitt fein ist und eine hochakkurate Säge verwendet wird, wobei nach diesem Schritt erneut ein Verschluss eingesetzt wird. Es ist auch möglich den gehärteten Schlauch fast durchzuschneiden und ihn auseinander zu ziehen. Dann wird der Kern eingespannt und durchgeschnitten. Schließlich kann beim Abtrennen des letzten verbleibenden Abschnitts ein System wie ein Rohrschneider verwendet werden.
In den 5a und 5b ist ein fertiges Hohlprofil 2500 aus faserverstärktem Kunststoff dargestellt, das mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs 1500 sowie einer erfindungsgemäßen Pultrusionsvorrichtung 2000 hergestellt worden ist und auf eine vordefinierte Länge abgelängt worden ist. 5b zeigt anstatt der in 5a dargestellten Seitenansicht das Hohlprofil 2500 in Schnittdarstellung entlang der Schnittebene C-C'.
In den 6a bis 6e ist zum besseren Verständnis das komplette Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofils 2500 aus faserverstärktem Kunststoff mit den einzelnen Verfahrensschritten und den zur Durchführung der Verfahrensschritte verwendbaren Vorrichtungen 1000 und 2000 dargestellt. 6a zeigt dabei die Herstellung des Endlos-Halbzeugs 1500, bei der zunächst die Endlos-Fasern 300 zur Geflechtbildung mit einer definierten räumlichen Orientierung um den flexiblen, elastischen und aufgeblasenen Schlauch 100 herum angeordnet werden und anschließend mit Matrixmaterial 600 getränkt werden. Das Tränken mit Matrixmaterial 600 erfolgt dabei sowohl durch Aufsprühen des Matrixmaterials 600 von außen auf den Endlos-Faserschlauch 700 mittels der Sprüheinrichtung 500 als auch durch Tauchen in ein mit Matrixmaterial 600 gefülltes Becken 400. Aus diesem Endlos-Halbzeug 1500 kann mittels des Pultrusionsverfahrens in der Pultrusionsvorrichtung 2000 mit dem Formwerkzeug 2100 aus dem Endlos-Halbzeug 1500 anschließend das gewünschte Hohlprofil 2500 aus faserverstärktem Material hergestellt werden, siehe 6c. Dieses kann mit der in 6d dargestellten in der Druckkammer 910 angeordneten Ablängeinrichtung 900 auf eine vordefinierte Länge abgelängt werden. Um einen Druckverlust im Inneren des Schlauchs 100 zu vermeiden, sind zwei Verschlusseinrichtungen 800a und 800b vorgesehen, mit denen er vor dem Ablängen beidseitig der Trennstelle jeweils druckdicht verschlossen werden kann. 6e zeigt entsprechend der Darstellung in 5b das fertig gestellte feste, formstabile Hohlprofil in Schnittdarstellung ohne den Schlauch, der bereits entnommen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007051517 A1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 60001 [0013]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs für ein Pultrusionsverfahren, wobei zur Herstellung des Endlos-Halbzeugs lange Fasern oder Endlos-Fasern kontinuierlich um einen Endlos-Kern herum angeordnet werden derart, dass die Fasern anschließend mit einer definierten räumlichen Orientierung zueinander den Endlos-Kern umgeben und einen, vorzugsweise flexiblen, Endlos-Faserschlauch bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Kern ein flexibler, schlauchförmiger, aufblasbarer Hohlkörper ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Kern mindestens während des Anordnens der Endlos-Fasern um den Endlos-Kern herum von innen mit Druck beaufschlagt wird, bevorzugt mit einem Druck zwischen 1 bar und 10 bar.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Kern aus einem endlosen, elastischen Schlauch mit einem vorderen und einem hinteren Schlauchende gebildet wird und die Schlauchenden und/oder ein vorderer und/oder ein hinterer Schlauchbereich zum Druckbeaufschlagen druckdicht verschlossen werden, vorzugsweise durch Abquetschen oder Zusammendrücken des Schlauchs.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlos-Fasern während einer Geflechtbildung mit Matrixmaterial getränkt und/oder imprägniert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Faserschlauch nach der Geflechtbildung mit Matrixmaterial getränkt und/oder imprägniert wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Endlos-Halbzeug für einen Transport und/oder eine Lagerung bereitgestellt wird, indem der Druck im Endlos-Kern abgebaut wird und insbesondere das Endlos-Halbzeug aufgerollt oder gefaltet wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Faserschlauch mit mindestens zwei separaten Geflechtschichten ausgebildet wird, wobei das zweite Flechten auf der Außenseite des ersten Geflechts erfolgt, wobei die Flechtmaschinen für das erste Flechten und das zweite Flechten hintereinander angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unidirektionale Fasern eingesetzt werden, um eine triaxiale Geflechtstruktur für das Halbzeug herzustellen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Walzen verwendet werden, um den gefüllten Kern bis zum Flechtzeitpunkt zu halten.
Pultrusionsverfahren zur Herstellung eines festen, formstabilen Hohlprofils, insbesondere aus einem Endlos-Halbzeug, das nach einem Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche hergestellt worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endlos-Faserschlauch zusammen mit einem sich im Inneren des Endlos-Faserschlauchs befindlichen druckbeaufschlagten Endlos-Kern durch ein temperiertes Formwerkzeug hindurch gefördert oder gezogen wird derart, dass der Endlos-Faserschlauch mit einem bereitgestellten Matrixmaterial zu einem faserverstärkten Kunststoff zur Formung des Hohlprofils verbunden wird, wobei der Endlos-Kern ein flexibler, schlauchförmiger, aufblasbarer Hohlkörper ist, der von innen mit Druck beaufschlagt wird und einen Formkern bildet.
Pultrusionsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden des Endlos-Faserschlauchs mit dem Matrixmaterial zu dem Hohlprofil eine äußerste Schicht des Endlos-Kerns aufgeschmolzen wird und diese in den Endlos-Faserschlauch eingedrückt wird, wobei der Endlos-Kern dazu eine äußerste Schicht aufweist, die zumindest teilweise aus Matrixmaterial gebildet ist, wobei vorzugsweise diese äußerste Schicht thermoplastisch ist.
Pultrusionsverfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Inneren des Endlos-Kerns zum Eindrücken der äußersten Schicht des Endlos-Kerns in den Faserschlauch erhöht wird, vorzugsweise um mindestens 1 bar bis 10 bar, insbesondere bis zu 200 bar.
Pultrusionsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Pultrusionsverfahren getaktet durchgeführt wird und der Endlos-Faserschlauch zusammen mit dem sich im Inneren des Endlos-Faserschlauchs befindlichen druckbeaufschlagten Endlos-Kern im Taktbetrieb in das temperierte Formwerkzeug hinein, hindurch und hinaus gezogen oder gefördert wird, wobei vorzugsweise pro Takt x bis y Meter des Endlos-Faserschlauchs und des Endlos-Kerns gezogen oder gefördert werden.
Pultrusionsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erzeugte Hohlprofil nach einem Austritt aus dem Formwerkzeug an einer Trennstelle auf eine definierte Länge abgelängt wird, insbesondere durch Sägen.
Pultrusionsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ablängen des Hohlprofils auch der Endlos-Kern abgelängt wird, vorzugsweise an der gleichen Trennstelle wie das Hohlprofil, wobei durch das Ablängen des Endlos-Kerns ein neues vorderes Schlauchende des Endlos-Kerns gebildet wird.
Pultrusionsverfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Kern vor seinem Ablängen im Bereich der Trennstelle mindestens auf einer dem Formwerkzeug zugewandten Seite druckdicht verschlossen wird, vorzugsweise auf beiden Seiten von der Trennstelle, insbesondere durch Zusammenquetschen.
Pultrusionsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablängen in einer Druckkammer erfolgt, wobei der Druck in der Druckkammer mindestens so hoch ist, wie ein Pultrusions-Arbeitsdruck im Inneren des Endlos-Kerns im Bereich des Formwerkzeugs.
Pultrusionsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Kern nach seinem Ablängen und dem druckdichten Verschließen im Bereich der Trennstelle wieder mit dem Pultrusions-Arbeitsdruck im Bereich des Formwerkzeugs beaufschlagt wird.
Endlos-Halbzeug zur Verarbeitung zu einem festen, formstabilen Hohlprofil mittels Pultrusion, mit einem Endlos-Kern und einem den Endlos-Kern umgebenden, vorzugsweise flexiblen, Endlos-Faserschlauch, wobei der Endlos-Kern ein flexibler, schlauchförmiger, aufblasbarer Hohlkörper ist, der von innen mit Druck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Endlos-Halbzeug durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt ist.
Endlos-Halbzeug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Faserschlauch Endlos-Fasern mit Matrixmaterial aufweist, insbesondere thermoplastische Endlos-Fasern, vorzugsweise mit einem Volumenanteil von 10% bis 70%.
Endlos-Halbzeug nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Kern einen endlosen, elastischen Schlauch mit einem vorderen und einem hinteren Schlauchende aufweist und die Schlauchenden und/oder ein vorderer und/oder ein hinterer Schlauchbereich druckdicht verschließbar sind und der Schlauch druckbeaufschlagbar ist, vorzugsweise mit einem Druck bis zu 160 bar.
Endlos-Halbzeug nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Kern eine Antihaft-Schicht aufweist, die ein Anhaften des umgebenden Matrixmaterials an dieser Schicht vermindert bzw. verhindert, wobei vorzugsweise die Antihaft-Schicht Silikon und/oder PTFE aufweist oder daraus besteht.
Endlos-Halbzeug nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Kern aus Silikon und/oder PTFE gebildet ist, wobei vorzugsweise der Endlos-Kern ein Schlauch aus Silikon und/oder PTFE ist.
Endlos-Halbzeug nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Endlos-Kern eine äußerste Schicht aufweist, die zumindest teilweise das Matrixmaterial bildet, wobei vorzugsweise die äußerste Schicht thermoplastisch ist.
Vorrichtung zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs zur Weiterverarbeitung mittels eines Pultrusionsverfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder zur Herstellung eines Endlos-Halbzeugs mit einem flexiblen, schlauchförmigen, aufblasbaren Hohlkörper als Endlos-Kern nach einem der Ansprüche 19 bis 24 ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Druckbeaufschlagungseinrichtung zum Druckbeaufschlagen des schlauchförmigen Endlos-Kerns mit Druck aufweist, wobei vorzugsweise die Druckbeaufschlagungseinrichtung dazu ausgebildet ist, den Druck vor einem Geflechtbildungsbereich in den Endlos-Kern einzuleiten und vorzugsweise der Druck bis zu 200 bar beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Verschlusseinrichtung zum druckdichten Verschließen des Endlos-Kerns aufweist, wobei vorzugsweise die Verschlusseinrichtung dazu ausgebildet ist, den Endlos-Kern nach dem Geflechtbildungsbereich druckdicht zu verschließen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Ablängeinrichtung zum Ablängen des Endlos-Halbzeugs aufweist.
Pultrusionsvorrichtung zur Herstellung eines Hohlprofils aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere zur Herstellung aus einem Endlos-Halbzeug nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung eines Pultrusionsverfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 18 ausgebildet ist.
Pultrusionsvorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Formwerkzeug aufweist, insbesondere ein temperierbares Formwerkzeug, durch das der Endlos-Faserschlauch zusammen mit dem druckbeaufschlagten Endlos-Kern hindurch förderbar ober ziehbar ist, wobei das Formwerkzeug zur Formgebung einer Hohlprofil-Außenkontur eine entsprechende korrespondierende Formwerkzeug-Innenkontur aufweist.
Pultrusionsvorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Pultrusionsvorrichtung eine Druckbeaufschlagungseinrichtung zum Druckbeaufschlagen des schlauchförmigen Endlos-Kerns aufweist, wobei vorzugsweise die Druckbeaufschlagungseinrichtung dazu ausgebildet ist, den Druck vor dem Formwerkzeug in den Endlos-Kern einzuleiten und vorzugsweise der Druck bis zu 200 bar beträgt.
Pultrusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Pultrusionsvorrichtung mindestens eine Verschlusseinrichtung zum druckdichten Verschließen des Endlos-Kerns aufweist, wobei vorzugsweise die mindestens eine Verschlusseinrichtung dazu ausgebildet ist, den Endlos-Kern nach dem Formwerkzeug druckdicht zu verschließen und/oder wieder zu verschließen.
Pultrusionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Pultrusionsvorrichtung eine Ablängeinrichtung aufweist zum Ablängen des Hohlprofils und/oder des Endlos-Kerns an einer Trennstelle auf eine definierte Länge nach dem Austritt aus dem Formwerkzeug, wobei vorzugsweise die Ablängeinrichtung eine Sägeeinrichtung ist.
Pultrusionsvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablängeinrichtung dazu ausgebildet ist, das Hohlprofil abzulängen ohne dabei den Endlos-Kern derart zu beschädigen, dass sich der Druck im Inneren des Endlos-Kerns wesentlich verringert.
Pultrusionsvorrichtung nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Pultrusionsvorrichtung eine Druckkammer aufweist, wobei die Druckkammer um die Trennstelle herum angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, einen Druck von außen auf den Endlos-Kern und/oder das Hohlprofil aufzubringen, der mindestens so hoch ist wie der Pultrusions-Arbeitsdruck im Inneren des Endlos-Kerns im Bereich des Formwerkzeugs.