Kartusche/Applikationssystem zur Faserimprägnierung, Bevorratung und Applikation

STAND DER TECHNIK

Faserverbundtechnik ist Zukunftstechnologie. Dabei werden Fasern (Kohle-, Glas-, Aramid-, Natur-, Basalt-, und andere Fasern) in einem Matrixsystem (Harz) als 1 Komponenten- oder

Mehrkomponentensystem (insbesondere 2 Komponenten) verbunden. Die Faser wird

werkstoffspezifisch im Hinblick auf die Verwendung oder als Mischung für bessere Eigenschaften z.B. Kombination von Kohle- und Glasfaser für Schutzhelme (Kohlefaser für Festigkeit und Glasfaser für Dämpfungseigenschaften) eingesetzt. Fasertechnologie wird auch im Fahrzeugbau, bei

Windkraftanlagen, im Gebäudebau (Substitution von Metallarmierung durch Kohlefasern) und anderen Anwendungen eingesetzt.

Bislang müssen die Fasern durch ein Harzbad getränkt werden. Direkt vor der Verarbeitung muss hierbei die Faser durch das Harzbad gezogen werden. Dies ist sehr aufwändig, der Einsatz großer Apparaturen ist erforderlich.

AUFGABE

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Applikator bereitzustellen, der eine einfache und flexible Herstellung von Glasfaserverbundstoffen erlaubt.

TECHNISCHE LÖSUNG

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Applikationssystem (insbesondere aufbauend auf einer Kartusche) zur Faserimprägnierung, sowie zur Bevorratung und Applikation der Komponenten des

Faserverbundstoffs wie im Folgenden beschrieben.

Gemäß der Erfindung weist das Applikationssystem eine Kartusche mit Faserbündeln/-rovings und Harz (1 oder 2 Komponentensystem) auf. Diese Komponenten sind in der Kartusche/

Applikationssystem bevorratet und werden direkt bei Verbrauch aufbereitet und für die Verarbeitung zur Verfügung gestellt, ohne Harzbad. Das Kartuschensystem kann überall eingesetzt werden („ready to use"), insbesondere Zuhause, am Bau, oder am Roboterkopf. Die Kartusche kann vorzugsweise mit einer handelsüblichen 1K Pistole ausgepresst werden aber auch mit einer speziellen Pistole oder Auspressvorrichtung, falls dies erforderlich ist. Ein in der Kartusche angeordnetes Faserbündel ist vorzugsweise konzentrisch zum

Kartuschendurchmesser aufgewickelt in der Kartusche angeordnet. Das Faserbündel ist vorne in Kartusche angeordnet. Die Kartusche ist mit Schraubkappe zunächst dicht (luftdicht) verschraubt.

Der Faseranfang ist an einem Faserhalter befestigt. Der Faserhalter mit dem daran befestigten Faseranfang ist vorzugsweise an der Schraubkappe befestigt (verrastet), so dass beim Abschrauben der Schraubkappe das Faserende aus der Kartusche gezogen werden kann.

Die Schraubkappe ist vorzugsweise transparent ausgeführt und vorzugsweise mit einer Harzfalle versehen. Bei der Anwendung wird Harz durch die Kartusche und die Faserbündel geschoben, bis das Harz durch die durchsichtige Kappe in der Harzfalle sichtbar ist. Dies ist ein Zeichen, dass die

Faserbündel durchtränkt sind und die Kartusche ist fertig zum Gebrauch ist. Das Harz muss die Fasern gut durchtränken. Deshalb sollte das Harz langsam gegen einen Gegendruck durch das Faserbündel fließen. Dieser Gegendruck wird durch einen Filter oder integrierte Geometrie (kleine Öffnungen, Siebstruktur oder ähnliches) in der Schraubkappe erreicht. Die Kartusche ist zunächst verschlossen, durch einen Dreh z.B. 90° wird die Schraubkappe geöffnet (bezüglich dem definierten Luftdurchlass!) und das Harz kann durch Betätigen der Pistole durch die Faserbündel gepresst werden. Durch den definierten Luftdurchlass wird die Geschwindigkeit des Auspress- und damit des

Durchtränkungsvorgangs verlangsamt.

Das Faserbündel ist durch eine Scheibe oder einen Trennkolben vom Harzsystem getrennt. Dieser Trennkolben wird beim Betätigen der Pistole beispielsweise durch ein Rohr, z.B. ein Mischrohr, durchstochen, so dass Harz in den Bereich und zum Faserbündel gelangen kann. Das Rohr kann dabei eine Mischwendel zum Vermischen von Mehrkomponentenharzsystemen beinhalten. Bei einem Ein- Komponentenharzsystemen ist das Harz in einem Aufnahmesystem (Kartuschenkammer) mit einem Kolben bevorratet. Der Kolben schiebt das Harz nach vorne, das Rohr durchsticht den Trennkolben und das Harz wird durch das Faserbündel gepresst.

Bei einem Mehrkomponentensystem werden z.B. zwei Komponenten in zwei getrennten Kammern gelagert. Beim Vorschub eines Kolbens durch die Pistolenbetätigung werden die zwei Kammern geöffnet und die Materialien durch das Mischrohr mit Mischwendel (zum Vermischen der zwei Komponenten) zum Faserbündel geführt.

Es können natürlich neben einem Faserbündel auch mehrere Faserbündel gleichzeitig in der Kartusche sein und hierbei auch Faserbündel unterschiedlicher Werkstoffe wie z.B. Faserbündel aus Kohlefaser und Faserbündel aus Glasfaser. Hierdurch sind Multifunktionale Anwendungen und Einsatzgebiete denkbar. BEZUGSZEICHENLISTE

1 Kartusche, Zwei-Komponenten-Harz-System

2 Mischwendel

3 Faserbündel / Roving

4 Schiebekolben

5 Aufnahmesystem für erste Materialkomponente

6 Aufnahmesystem für erste Materialkomponente

7 Trennkolben

8 Mischrohr zum Durchstechen des Trennkolbens

9 Faseranfang

10 Faserhalter (KU) für Faseranfang

11 Filter

12 Harzfalle

13 Schraubkappe, vorzugsweise transparent, um Füllzustand der Harzfalle überwachen zu können

Beim 1-Komponentensystem fehlen dagegen die Aufnahme für die zweite Materialkomponente und die Mischwendel .