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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung getrennter Faserlängen und
insbesondere ein Verfahren zur Herstellung getrennter Verstärkungsfasern,
die zur Verwendung in Verstärkungsmatten,
Verstärkungsvorformlingen
und anderen Arten von Verstärkungsstrukturen
geeignet sind.
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Getrennte
Verstärkungsfaserlängen sind
in der Herstellung vieler verschiedener Verstärkungsstrukturen nützlich.
Zum Beispiel können
die Fasern in Verstärkungsmatten
für Verstärkungsartikel
wie Dachschindeln verwendet werden. Die Verstärkungsmatten können mit
einer einzigen Art von Faser hergestellt werden, mit vermischten
Fasern verschiedener Arten (zum Beispiel Kohlenstofffasern und thermoplastischen
Fasern) oder mit Lagen verschiedener Faserarten.
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Die
getrennten Verstärkungsfaserlängen können auch
in Verstärkungsvorformlingen
verwendet werden. Konstruktionsverbundstoffe und andere verstärkte geformte
Artikel werden für
gewöhnlich durch
Harzspritzpressverfahren oder Konstruktionsharzspritzguss hergestellt.
Diese Formungsverfahren wurden effizienter gemacht, indem zunächst ein
Verstärkungsfaservorformling
erzeugt wird, der annähernd
die Größe und Form
des geformten Artikels aufweist, der Vorformling in die Form eingesetzt
und das Harz um den Vorformling in die Form eingespritzt wird.
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Getrennte
Faserlängen
für Verstärkungsstrukturen
werden für
gewöhnlich
durch Schneiden einer Endlosfaser aus Verstärkungsmaterial in getrennte
Längen
gebildet. Eine Vorrichtung zum Schneiden und Ausgeben getrennter
Verstärkungsfaserlängen ist
allgemein als "Zerhacker" bekannt. Der Zerhacker
enthält
für gewöhnlich einen
Mechanismus zum Zuführen
der Endlosfaser, mehrere Schneidklingen zum Schneiden der Faser
in getrennte Längen,
und einen Mechanismus zum Ausgeben der getrennten Faserlängen. Einige
Zerhacker ermöglichen
eine Änderung
in der Länge
der getrennten Faserlängen
während
des Schneidvorgangs durch Ändern
der Geschwindigkeit der Schneidklingen in Bezug auf die Zufuhrrate
der Endlosfaser.
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Ein
Problem, das allgemein mit Zerhackern verbunden ist, ist, dass sich
die Schneidklinge relativ rasch abnutzen und ausgetauscht werden
müssen. Wenn
die Geschwindigkeit der Schneidklingen in Bezug auf die Zufuhrrate
der Endlosfaser während
des Schneidvorgangs geändert
wird, wird dieses Problem schlimmer, da der Schlupf zwischen den
beschleunigenden und verlangsamenden Schneidklingen und der Endlosfaser
einen verstärkten
Abrieb an den Schneidklingen verursacht.
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Nach
dem Stand der Technik wird dieses Problem nicht behandelt. Zum Beispiel
offenbaren die veröffentlichten
Internationalen Patentanmeldungen WO 95/01939 und WO 96/02475, die
beide an Applicator System AB übertragen
wurden, Zerhacker, bei welchen eine Endlosfaser zwischen einer Auflagewalze
und einer drehenden Schneidvorrichtung mit mehreren Schneidklingen
geschnitten wird. Es gibt keine Offenbarung einer Schneidkonstruktion,
die den Abrieb an den Schneidklingen verringern könnte. Das
Französische
Patent
FR 1 350 963
A offenbart eine Vorrichtung, die kreisförmige Schneidklingen
und ein fadenführendes
Rad umfasst, die in querverlaufenden Ebenen angeordnet sind. Schleifsteine
sind vorgesehen, um die Schneidklingen ständig zu schärfen. Die Vorrichtung ist jedoch
auf die Zufuhr eines einzigen filamentösen Fadens begrenzt.
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Daher
wäre es
wünschenswert,
ein Verfahren zur Herstellung getrennter Faserlängen bereitzustellen, das die
Lebenszeit der Schneidklingen verlängert, die in dem Verfahren
verwendet werden. Es wäre
besonders wünschenswert,
die Länge
der getrennten Faserlängen
während
des Schneidvorganges ändern
zu können,
ohne einen verstärkten
Abrieb an den Schneidklingen zu verursachen.
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Die
oben genannten Aufgaben wie auch andere Aufgaben, die nicht insbesondere
erwähnt
sind, werden durch ein Verfahren zur Herstellung getrennter Faserlängen gemäß der Erfindung
gelöst.
In dem Verfahren wird ein erstes Erfassungsorgan in einer Kreisbahn
in Bezug auf ein zweites Erfassungsorgan bewegt. Vorzugsweise ist
das erste Erfassungsorgan eine Schneidvorrichtung und das zweite
Erfassungsorgan ein Ring. Eine Endlosfaser wird zwischen dem ersten
und zweiten Erfassungsorgan positioniert. Die Endlosfaser wird zwischen
dem ersten und zweiten Erfassungsorgan erfasst, wo sie in getrennte
Faserlängen
geschnitten wird. In einer bevorzugten Ausführungsform verwendet das Verfahren
mehrere erste Erfassungsorgane, die mit einem zweiten Erfassungsorgan
zur Bildung getrennter Faserlängen
zusammenwirken.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird ein zweites Erfassungsorgan in einer Kreisbahn in Bezug auf
erste Erfassungsorgane bewegt. Eine Endlosfaser wird zwischen dem
zweiten Erfassungsorgan und den ersten Erfassungsorganen positioniert. Die
Endlosfaser wird zwischen dem zweiten Erfassungsorgan und den ersten
Erfassungsorganen erfasst, wo sie in getrennte Faserlängen geschnitten wird.
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Verschiedene
Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden
ausführlichen
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen offensichtlich,
wenn diese in Anbetracht der beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
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In
den beiliegenden Zeichnungen ist:
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1 eine
perspektivische Ansicht, die die Abgabe getrennter Faserlängen zeigt,
die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt werden.
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2 eine
Seitenansicht, die einen Mechanismus zum Zuführen von Endlosfasern, einen
Querschnitt eines Schneide geräts,
das zum Schneiden der Endlosfasern zur Herstellung getrennter Faserlängen nach
dem Verfahren der Erfindung geeignet ist, und einen Querschnitt
einer Düse
zur Abgabe der getrennten Faserlängen
zeigt.
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Teils des Schneidegeräts von 2,
die mehrere drehende Schneidvorrichtungen zeigt, die sich in einer
Kreisbahn entlang einem Innenumfang eines Ringes bewegen, um Endlosfasern
in getrennte Faserlängen
zu schneiden.
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4 eine
Draufsicht auf einen Teil einer anderen Ausführungsform des Schneidegeräts, die mehrere
drehende Schneidvorrichtungen zeigt, die sich in einer Kreisbahn
um einen Außenumfang
eines Ringes bewegen.
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5 eine
Draufsicht auf einen Teil einer anderen Ausführungsform des Schneidegeräts, die
einen Ring zeigt, der sich in einer Kreisbahn um eine drehende Schneidvorrichtung
bewegt, wobei die drehende Schneidvorrichtung außerhalb des Ringes angeordnet
ist.
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6 eine
Draufsicht auf einen Teil einer anderen Ausführungsform des Schneidegeräts, die
einen Ring zeigt, der sich in einer Kreisbahn um eine drehende Schneidvorrichtung
bewegt, wobei die drehende Schneidvorrichtung im Inneren des Ringes
angeordnet ist.
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7 eine
Draufsicht auf einen Teil einer anderen Ausführungsform des Schneidegeräts, die
einen Ring zeigt, der sich in einer Kreisbahn um mehrere drehende
Schneidvorrichtungen bewegt, wobei die drehenden Schneidvorrichtungen
im Inneren des Ringes angeordnet sind.
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8 eine
Querschnittsansicht eines Teils einer anderen Ausführungsform
des Schneidegeräts, die
eine Endlosfaser zeigt, die zwischen einer drehenden Schneidvorrichtung
und einer Seitenfläche eines
Ringes erfasst ist, um die Endlosfaser in getrennte Faserlängen zu
scheren.
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9 eine
Seitenansicht mehrerer getrennter Faserlängen, die in verschiedene Längen nach dem
Verfahren der Erfindung geschnitten wurden, und
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10 eine
Draufsicht auf die Abgabedüse von 2 entlang
der Linie 10-10 von 2.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt 1 eine Vorrichtung 10 zur
Herstellung und Abgabe getrennter Faserlängen 12 nach dem Verfahren
der Erfindung. Ein Schneidegerät
(in 1 nicht dargestellt) zur Herstellung getrennter
Faserlängen
ist im Inneren eines Gehäuses 14 montiert, das
am Ende eines Roboterarms 16 befestigt ist. Der Roboterarm
ist so angeordnet, dass er die getrennten Faserlängen auf eine Sammelfläche 18,
wie eine Vorformling-Formungsfläche, ablegt.
Der Roboterarm kann mit einem hydraulischen System (nicht dargestellt)
oder einem anderen ähnlichen
System versehen sein, so dass der Arm neben und über jedem Teil der Sammelfläche positioniert
werden kann. Die Bewegung des Arms kann von einem Computer (nicht dargestellt)
nach einem vorbestimmten Muster gesteuert werden, so dass ein gewünschtes
Muster aus getrennten Faserlängen
auf der Sammelfläche
abgelegt wird. Der Arm muss nicht an einen Roboter angesetzt oder
automatisiert sein, und könnte
sogar unbeweglich sein, während
die Sammelfläche
bewegbar ist.
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Das
Schneidegerät 20,
das in 2 und 3 dargestellt ist, ist ein Beispiel
für einen
Apparat, der zur Herstellung getrennter Faserlängen 12 nach dem Verfahren
der Erfindung geeignet ist. In einem ersten Schritt des Verfahrens
wird ein erstes Erfassungsorgan in einer Kreisbahn in Bezug auf
ein zweites Erfassungsorgan bewegt. Der Begriff "ein erstes Erfassungsorgan" bedeutet ein oder
mehrere erste Erfassungsorgane und der Begriff "ein zweites Erfassungsorgan" bedeutet ein oder
mehrere zweite Erfassungsorgane. Das erste und zweite Erfassungsorgan
sind beliebige Strukturen, die zusammenwirken können, um die Endlosfaser zu
erfassen und diese dadurch in getrennte Faserlängen zu schneiden.
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Vorzugsweise
ist eines von dem ersten und zweiten Erfassungsorgan eine Schneidvorrichtung und
das andere von dem ersten und zweiten Erfassungsorgan ist ein Ring.
Die Schneidvorrichtung kann von jeder Art sein, die imstande ist,
die Endlosfaser in getrennte Faserlängen zu schneiden. Vorzugsweise
ist die Schneidvorrichtung eine drehende Schneidvorrichtung mit
einer gekrümmten
Schneidklinge. In der in 2 und 3 dargestellten
Ausführungsform
sind die ersten Erfassungsorgane des Schneidegeräts drei drehende Schneidvorrichtungen 22 mit
kreisförmigen
Schneidklingen 24. Die Schneidklingen sind vorzugsweise
aus einem metallischen Material oder einem Hartpolymermaterial gebildet.
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Der
Ring kann von jeder geeigneten Größe für den Schneidvorgang sein und
kann aus einem geeigneten Material, wie einem metallischen Material (zum
Beispiel Stahl) oder einem elastischen Material (zum Beispiel Gummi
oder Polyurethan) gebildet sein. In der dargestellten Ausführungsform
ist das zweite Erfassungsorgan ein metallischer Ring 26 mit einem
Unterlagenmaterial 28, das in einer Umfangsnut entlang
dem inneren Umfang 30 des Ringes positioniert ist. Das
Unterlagenmaterial erleichtert den Schneidvorgang zwischen den drehenden
Schneidvorrichtungen und dem Ring. Vorzugsweise ist das Unterlagenmaterial
ein Material, wie Gummi oder Polyurethan, das weicher als das Material
der Schneidklingen ist.
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In
dem Verfahren der Erfindung wird das erste Erfassungsorgan in einer
Kreisbahn in Bezug auf das zweite Erfassungsorgan bewegt. Der Begriff "Kreisbahn" bedeutet, dass sich
das erste Erfassungsorgan um die Mitte des zweiten Erfassungsorgans
dreht. Die "Mitte" des zweiten Erfassungsorgans
kann ein zentraler Punkt oder ein Zentrum sein. Wenn das erste Erfassungsorgan
eine Schneidvorrichtung ist und das zweite Erfassungsorgan ein Ring,
kann sich die Kreisbahn der Schneidvorrichtung außerhalb
oder innerhalb des Ringes befinden. Wie in 3 dargestellt,
werden die drehenden Schneidvorrichtungen 22 in einer Kreisbahn 32 um die
Mitte 34 des Ringes 26, entlang dem Innenumfang 30 des
Ringes bewegt. Die drehenden Schneidvorrichtungen und der Ring weisen
eine ähnliche Struktur
und Funktionsweise wie ein Tellerrad auf.
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4 zeigt
eine andere Ausführungsform,
in der drei drehende Schneidvorrichtungen 36 in einer Kreisbahn 38 um
einen Außenumfang 40 eines
Ringes 42 bewegt werden. 5 zeigt
eine andere Ausführungsform,
in der ein Ring 44 in einer Kreisbahn 46 um eine
drehende Schneidvorrichtung 48 bewegt wird, wobei sich
die Schneidvorrichtung außerhalb des
Ringes befindet. 6 zeigt eine andere Ausführungsform,
in der ein Ring 50 in einer Kreisbahn 52 um eine
drehende Schneidvorrichtung 54 bewegt wird, wobei sich
die Schneidvorrichtung im Inneren des Ringes befindet. 7 zeigt
eine weitere Ausführungsform,
in der ein Ring 56 in einer Kreisbahn 58 um drei
drehende Schneidvorrichtungen 60 bewegt wird, wobei sich
die Schneidvorrichtungen im Inneren des Ringes befinden. In dieser
Ausführungsform
ist das Zentrum 62 der Kreisbahn ein Punkt, der zentral
zwischen den drei drehenden Schneidvorrichtungen angeordnet ist.
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Das
erste Erfassungsorgan kann durch jedes geeignete Mittel in einer
Kreisbahn in Bezug auf das zweite Erfassungsorgan bewegt werden.
In der Ausführungsform,
die in 2 und 3 dargestellt ist, werden die
drehenden Schneidvorrichtungen 22 in einer Kreisbahn bewegt,
indem sie an einem Rotor 64 montiert sind, der auf einer
Achse 66 im Inneren des Ringes 26 dreht. Die Drehung
der Achse wird von einem Motor (nicht dargestellt) oder einer anderen
Leistungsquelle angetrieben. Vorzugsweise ist die Bewegungsgeschwindigkeit
des ersten Erfassungsorgans während
des Schneidvorgangs einstellbar, so dass eine Änderung in der Länge der
getrennten Faserlängen
möglich
ist. In der dargestellten Ausführungsform
ist die Bewegungsgeschwindigkeit der drehenden Schneidvorrichtungen
während
des Schneidvorgangs durch Ändern
der Drehgeschwindigkeit der Achse einstellbar. Die Drehung der Achse kann
durch einen Computer (nicht dargestellt) oder eine andere Steuerung
gesteuert werden. Außer
zur Bewegung in einer Kreisbahn ist jede der dargestellten drehenden
Schneidvorrichtungen 22 auch zur Drehung um ihre eigene
Achse 68 montiert, deren Zweck in der Folge beschrieben
wird.
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In
einem zweiten Schritt des Verfahrens werden eine oder mehrere Endlosfasern
zwischen dem ersten Erfassungsorgan und dem zweiten Erfassungsorgan
positioniert. Die Endlosfasern können aus
jedem geeigneten Fasermaterial gebildet sein. In einer bevorzugten
Ausführungsform
ist das Fasermaterial ein Verstärkungsmaterial,
das zur Bildung von Verstärkungsfasern
geeignet ist. Ein geeignetes Verstärkungsmaterial ist ein zusammengefügter Glasfaserstrang,
erhältlich
von Owens Corning, Toledo, Ohio, obwohl andere Mineralfasern und
organische Fasern, wie Polyester und künstliche organische Aramidfaser,
die aus Polyparaphenylenterephthalamid hergestellt und unter dem
Handelsnamen KEVLAR® vertrieben wird, auch
bei der Erfindung verwendet werden können. Es versteht sich, dass
die Endlosfaser ein einzelnes Filament (Monofilament) oder eine
Faser sein kann, die zahlreiche Filamente umfasst. Die Filamente
können
aus einem einzigen Material oder verschiedenen Arten von Material,
wie vermischten Glas- und Polypropylenfilamenten, gebildet sein.
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Die
Endlosfasern werden für
gewöhnlich durch
kontinuierliches Zuführen
zwischen dem ersten Erfassungsorgan und dem zweiten Erfassungsorgan
positioniert. In der in 2 und 3 dargestellten
Ausführungsform
werden vier Endlosfasern 70 entlang dem Innenumfang 30 des
Ringes 26 zwischen dem Ring und den drehenden Schneidvorrichtungen 36 zugeführt. Die
Endlosfasern werden von einer Quelle (nicht dargestellt) zugeführt und
durch den Roboterarm 16 zu dem Schneidegeräte 20 transportiert.
Die Endlosfasern werden dann dem Schneidegerät durch ein geeignetes Zufuhrmittel
zugeführt, wie
eine Zufuhrwalze (nicht dargestellt) alleine oder in Verbindung
mit einem Zufuhrband (nicht dargestellt). Das Zufuhrmittel kann
von einem Motor (nicht dargestellt) oder einer anderen Leistungsquelle
angetrieben werden. Vorzugsweise ist die Zufuhrrate der Endlosfasern
während
des Schneidvorgangs einstellbar, um eine Änderung in der Länge der
getrennten Faserlängen
zu ermöglichen.
Der Betrieb des Zufuhrmittels kann von einem Computer (nicht dargestellt)
oder einer anderen Steuerung gesteuert werden. Wenn die Endlosfasern
Glasfasern sind, werden die Fasern für gewöhnlich dem Schneidegerät bei einer
Rate im Bereich von etwa 5 Meter/Sekunde bis etwa 20 Meter/Sekunde,
für gewöhnlich etwa
10 Meter/Sekunde zugeführt.
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In
der in 2 und 3 dargestellten Ausführungsform
werden die Endlosfasern 70 durch Zufuhrkanäle 72 zugeführt, um
die Position der Fasern in dem Schneidegerät 20 zu steuern. Die
Endlosfasern werden entlang dem Innenumfang 30 des Ringes 26 an
beabstandeten Stellen, die annähernd gleich
weit voneinander entfernt sind, zugeführt. Vorzugsweise werden die
Endlosfasern durch die Zufuhrkanäle
getrieben, um Probleme wie ein Anhaften der Fasern im Inneren der
Kanäle
zu verhindern. In der dargestellten Ausführungsform werden die Endlosfasern
durch Ejektoren 74 getrieben, die im Inneren eines Ejektorgehäuses 76 montiert
sind. Die Ejektoren treiben die Endlosfasern unter Verwendung von
Druck luft oder einem anderen Druckfluid pneumatisch durch die Zufuhrkanäle.
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In
einem dritten Schritt des Verfahrens wird die Endlosfaser zwischen
dem ersten Erfassungsorgan und dem zweiten Erfassungsorgan erfasst,
um die Endlosfaser in getrennte Faserlängen zu schneiden. Die Endlosfaser
kann zwischen beliebigen geeigneten Oberflächen des ersten und zweiten
Erfassungsorgans erfasst werden. Der Schneidvorgang kann jede geeignete
Art zur Trennung der Endlosfaser in getrennte Faserlängen sein,
wie Brechen, Schneiden oder Scheren. In der in 2 und 3 dargestellten
Ausführungsform
werden die Endlosfasern 70 zwischen den Schneidklingen 24 der
drehenden Schneidvorrichtungen 22 und dem Innenumfang 30 des
Ringes erfasst, um die Endlosfaser durch einen Brech- oder Schneidvorgang
zu schneiden. 8 zeigt eine andere Ausführungsform,
in der eine Endlosfaser 78 zwischen einer Schneidvorrichtung 80 und
einer Seitenfläche 82 eines
Ringes 84 erfasst wird, um die Endlosfaser in getrennte
Faserlängen 86 zu
scheren.
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Die
Endlosfaser kann in getrennte Faserlängen jeder gewünschten
Länge geschnitten
werden. Eine typische Länge
einer Verstärkungsfaser
liegt im Bereich von etwa 15 Millimeter bis etwa 100 Millimeter.
In der in 2 und 3 dargestellten
Ausführungsform
kann die Länge
der getrennten Faserlängen 12 während des
Schneidvorgangs durch Ändern entweder
der Rate, bei der die Endlosfasern 70 dem Schneidegerät 20 zugeführt werden,
der Geschwindigkeit, bei der die drehenden Schneidvorrichtungen 22 in
einer Kreisbahn bewegt werden, oder sowohl der Zufuhrrate als auch
der Umlaufgeschwindigkeit, geändert
werden. 9 zeigt mehrere getrennte Faserlängen 88, 90, 92,
die nach dem Verfahren der Erfindung auf verschiedene Längen geschnitten
sind.
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Das
Verfahren zur Herstellung getrennter Faserlängen verlängert die Lebenszeit der Schneidklingen
im Vergleich zum Schneiden mit herkömmlichen Zerhackern. Vorzugsweise
kann die Länge
der getrennten Faserlängen
während
des Schneidvorgangs durch Ändern
der Zufuhrrate oder der Umlaufgeschwindigkeit geändert werden, ohne den Abrieb an
den Schneidklingen signifikant zu erhöhen. Die Umlaufbewegung des
ersten Erfassungsorgans in Bezug auf das zweite Erfassungsorgan
erzeugt eine Schneidwirkung, die einen verringerten Abrieb an den
Schneidklingen verursacht. Die Bewegung der drehenden Schneidvorrichtungen 22 entlang
dem Innenumfang 30 des Ringes 26 in der in 2 und 3 dargestellten
Ausführungsform
ist besonders bevorzugt. Die Drehung der drehenden Schneidvorrichtungen 22 auf
ihren eigenen Achsen 68, während sie den Ring umkreisen,
verringert den Abrieb an den Schneidklingen 24 weiter.
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Wie
in 2 dargestellt, werden, nachdem die Endlosfasern 70 zur
Herstellung der getrennten Faserlängen 12 geschnitten
wurden, die getrennten Faserlängen
aus dem Schneidegerät 20 ausgestoßen. Die
getrennten Faserlängen
können
durch jedes Mittel ausgestoßen
werden, das zur Entfernung der Fasern aus dem Schneidegerät geeignet
ist. In der dargestellten Ausführungsform
werden die getrennten Faserlängen 12 durch
vier Ausstoßkanäle 94 (von
welchen nur zwei in 2 dargestellt sind) ausgestoßen. Die
getrennten Faserlängen
werden von Ejektoren 96, die in dem unteren Teil des Schneidegeräts 20 montiert
sind, durch die Ausstoßkanäle 96 getrieben.
Vorzugsweise haben die Ausstoßkanäle Öffnungen,
die einen Austritt eines Teils der Luft oder eines anderen Fluids
aus den Ejektoren ermöglichen.
In der dargestellten Ausführungsform
werden die Öffnungen 98 bereitgestellt,
indem die Ausstoßkanäle als Röhren gebildet
werden, die an einer Seite offen sind (die Röhren haben einen halbkreisförmigen Querschnitt).
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Die
getrennten Faserlängen
können
direkt von dem Schneidegeräte
ausgegeben werden oder können
unter Verwendung eines Ausgabemechanismus ausgegeben werden. In
der in 1, 2 und 10 dargestellten
Ausführungsform
werden die getrennten Faserlängen 12 aus
einer Düse 100 ausgegeben,
die am Ende des Roboterarms 16 montiert ist. Wie in 2 und 10 dargestellt,
werden der Düse 100 an
ihrem oberen Ende Ströme
getrennter Faserlängen 12 zugeführt, die
durch die Ausstoßkanäle 94 laufen.
Die Düse
enthält
Elemente, die ein Fluid in die Düsenkammer 102 leiten,
um die Ströme getrennter
Faserlängen
in der Düse
auszubreiten oder konisch zu erweitern. Ein ringförmiger Verteiler 104 ist
so angeordnet, dass er die Ausstoßkanäle umgibt. Dem Verteiler wird über einen
Einlasskanal 106, der durch die Düsenwand verläuft, ein
Fluid zugeführt.
Das Fluid kann jedes Material sein, dass zur Beeinflussung des Bewegungspfades
der getrennten Faserlängen
in der Düse
geeignet ist, wie Luft, andere Gase oder Flüssigkeiten. Das Fluid wird
von dem Verteiler durch Auslassdurchlässe 108 an einen ringförmigen Schlitz 110 abgegeben,
der sich nach unten in die Düsenkammer 102 öffnet. Die
Auslassdurchlässe
sind so ausgerichtet, dass das Fluid in Umfangsrichtung in Bezug
auf die Längsachse
der Düse in
die Düsenkammer
geleitet wird. Dies erzeugt einen Wirbelluftstrom, wie durch den
Richtungspfeil 112 angezeigt, der die getrennten Faserlängen umgibt.
Die Wirkung des Wirbels ist, dass die getrennten Faserlängen, die
sich im Inneren der Düse
bewegen, in einen breiteren Strom verteilt werden. Wenn die getrennten
Faserlängen
aus der Düse
austreten, wird der Faserstrom durch die Wirkung des Wirbels breiter.
Der Winkel des Stroms der getrennten Faserlängen, der von der Düse abgegeben
wird, kann durch Steuern des Fluids, das in die Düse eintritt,
gesteuert werden.
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Wahlweise
können
die getrennten Verstärkungsfaserlängen durch
ein geeignetes Mittel geharzt werden, bevor sie abgegeben werden.
Das Harz kann ein wärmegehärtetes Harz, wie
ein Polyester-, Epoxy-, Phenol- oder Polyurethanharz sein. Das Harz
kann auch ein thermoplastisches Harz sein, wie ein synthetisches
Harz, das unter dem Handelsnamen NYRIM® vertrieben
wird, oder ein anderes.
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Obwohl
die Erfindung in Hinblick auf das Schneiden einer Endlosfaser zwischen
einem Ring und den Schneidklingen drehender Schneidvorrichtungen
beschrieben wurde, könnte
die Erfindung auch durch Montieren einer Schneidklinge in dem Ring
und Verwendung drehender Elemente, die die Faser gegen die Schneidklinge
schieben, ausgeführt werden.
In den Ausführungsformen
von 3 und 4 bewegen sich die drehenden
Schneidvorrichtungen in Kreisbahnen, die sich im Inneren und außerhalb
des Ringes befinden. Die drehenden Schneidvorrichtungen können sich
jedoch auch in einer Kreisbahn mit demselben Durchmesser wie der Ring
bewegen, wobei in diesem Fall die drehenden Schneidvorrichtungen
Schneidklingen haben, die zu der Seitenfläche des Ringes gerichtet sind.
Es werden auch andere Ausführungsformen
der Erfindung in Betracht gezogen.