用于抽取卷绕状复合部件的纤维的方法及设备技术

本公开涉及用于抽取长纤维特别是环状连续纤维的方法及设备，所述长纤维嵌入树脂基体中而形成卷绕状复合部件，其中，纤维通过在用于基体的分解的热解处理之后解绕而抽取为单个部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于抽取卷绕状复合部件的纤维的方法及设备
本专利技术涉及用于抽取纤维的方法及设备、特别是用于执行这种方法的设备，所述纤维嵌入树脂基体中而形成具有主轴线的卷绕状复合部件，其中，纤维在主轴线的方向上形成多个相邻卷绕匝。
技术介绍
根据已知的方法，根据纤维复合部件的加工状态和其纤维类型如干碳纤维碎片、预浸材料以及寿命终止部分对纤维复合部件进行压碎和分类。然后，使压碎和分类的复合部件暴露于热解处理。由于热解处理，基体熔化并且因此纤维从基体中释放出来。压碎的纤维然后可以被用于构建新的复合部件、特别是非结构性复合部件。
技术实现思路
本专利技术的目的是规定一种用于抽取纤维的方法，所述纤维嵌入树脂基体中而形成卷绕状复合部件。此外，本专利技术的目的是创建一种用于抽取纤维的设备、特别是用于执行该方法的设备，所述纤维嵌入树脂基体中而形成卷绕状复合部件。用于抽取纤维的专利技术方法包括下述步骤，其中所述纤维嵌入树脂基体中而形成具有主轴线的复合部件，其中，纤维在主轴线的方向上形成多个相邻的卷绕匝：·将复合部件定位在沿主轴线的方向延伸的保持器上，·通过热解处理生成无树脂纤维结构，·通过从纤维结构的内部指向外部的支撑压力支撑纤维结构，·寻位和抓取纤维的自由端，以及·解绕纤维。根据本专利技术的方法使嵌入卷绕状复合部件中的长纤维能够回收利用。纤维例如碳纤维、玻璃纤维以及芳纶纤维于是可以重新用于卷绕新的复合部件特别是结构性部件。有利地，为了避免在热解处理期间卷绕匝的混合特别是缠结，复合部件水平地对齐。此外，当复合部件在其整个长度上支撑在保持器上时是优选的。由此，在基体分解之后，卷绕匝可以在保持器上以卷绕匝的初始定向彼此相邻地放置。为了减少用于抽取纤维的周期时间，热解可以连续地进行。在一个实施方式中，为了在解绕纤维前支撑纤维结构，在移除保持器之前，在纤维结构中沿着主轴线定位用于生成支撑压力的芯元件。本实施方式使芯元件能够可靠地定位在纤维结构的内部。在替代性实施方式中，在纤维结构中沿着主轴线定位用于生成支撑压力的芯元件，其中，移除保持器和通过芯元件支撑纤维结构同时地进行。与上述实施方式相比，替代性实施方式由于在一个步骤中进行了芯元件的定位和保持器的移除，使芯元件能够更快地定位在纤维结构的内部中。根据一个实施方式，纤维结构的自由端的寻位/位置确定和抓取通过充电进行。由此，电势差施加至纤维结构并且施加至抓取器从而使自由端能够可靠且快速地寻位。根据替代性实施方式，纤维结构的自由端的寻位和抓取通过容易执行的使纤维结构绕主轴线旋转来进行。根据本专利技术，用于抽取纤维的设备包括用于接纳复合部件的保持器、用于执行热解处理以生成无树脂纤维结构的炉、用于支撑纤维结构的可膨胀的芯元件、用于纤维的自由端的寻位和抓取的装置、以及用于接纳解绕的纤维的绕线筒，其中，所述纤维嵌入树脂基体中而形成具有主轴线的卷绕状复合部件，其中，纤维在主轴线的方向上形成多个相邻的卷绕匝，特别地，该设备用于执行本专利技术的方法。优选地，保持器具有外部固定机构和内部固定机构，该外部固定机构用于在第一位置固定复合部件，该内部固定机构用于在第二位置固定复合部件。由此，复合部件支撑在优选地彼此间隔开的至少两个位置上。有利地，内部固定机构结合在保持器头部中，并且在主轴线的方向上是可伸展的。通过这种方式，增强了保持器沿主轴线方向的延伸。由此，由于固定机构可以刺入熔解的基体，因此在热解处理之后甚至位于保持器头部的前方的卷绕匝也被支撑。为了将芯元件定位在纤维结构的内部，保持器可以具有用于接纳芯元件的腔体。为了使保持器能够穿过纤维结构的卷绕匝而被移除，保持器头部可以为锥形形状。替代性地，保持器头部具有用于释放芯元件的前开口。通过这种方式，为了将芯元件定位在纤维结构的内部，保持器可以向后移动，因而防止了纤维结构卷绕匝的移位。为了通过充电来寻位并且抓取纤维的自由端，用于寻位并且抓取纤维的自由端的装置可以包括用于提供直流电的电能量源、可移动的抓取器以及用于使心轴和抓取器与能量源相连接的接线。替代性地，为了通过旋转来寻位并且抓取纤维的自由端，用于寻位并且抓取纤维的自由端的装置可以包括用于使芯元件绕主轴线旋转的驱动机构以及定位在纤维结构的外侧的抓取器。本文中还描述了本专利技术的实施方式的其它优点示例。附图说明在下文中，借助于动态图示更详细地阐述本专利技术的实施方式的优选示例。在这里：图1a示出了复合部件在保持器的一个实施方式上的定位，图1b示出了图1a中所示的内部固定机构的放大图，图2是炉和用于将多个复合部件给送至炉以执行热解处理的传送带的立体图，图3示出了在热解处理后定位在保持器上的复合部件的纤维结构，图4和图5示出了芯元件在纤维结构内部的定位，图6示出了纤维结构通过芯元件的支撑，图7a示出了复合部件在保持器的替代性实施方式上的定位，图7b是图7a中所示的内部固定机构的放大图，图8示出了芯元件经由替代性保持器在纤维结构内部的定位，图9和图10示出了芯元件经由保持器的另一实施方式在纤维结构内部的定位，图11示出了纤维结构基于图7和图8中所示芯元件的支撑，图12示出了用于寻位并且抓取纤维的自由端的装置的第一实施方式，图13示出了用于寻位并且抓取纤维的自由端的装置的第二实施方式，图14示出了纤维的自由端上的可视标记，图15示出了从芯元件上解绕纤维并且将纤维储存在绕线筒上的步骤，以及图16示出了储存在绕线筒上的解绕的纤维。具体实施方式在下面的图中，示出了用于抽取长纤维1、特别是环状连续纤维1的方法和设备，所述长纤维1嵌入树脂基体2中而生成具有主轴线m的卷绕状复合(材料)部件4，其中，纤维1在主轴线m的方向上形成多个相邻的卷绕匝。该方法的主要步骤是：·定位复合部件4(图1a和图1b；图7a和图7b)，·生成无树脂纤维结构8(图2和图3)，·在热解处理之后支撑纤维结构8(图4、图5以及图6；图8；图9、图10以及图11)，·寻位/确定位置并且抓取纤维1的自由纤维端10(图12、图13以及图14)，以及·解绕纤维1(图15和图16)。首先，如图1a中所示，复合部件4水平地定位在沿主轴线m的方向延伸的保持器12上。所示示例性复合部件4具有带有一个开口13的杯状形状，保持器12通过该开口13插入复合部件4中。例如，纤维1是碳纤维并且基体2由热固性树脂制成。在所示实施方式中，保持器12是具有形成腔体14的筒形空心本体和锥形形状的头部15的心轴。保持器12具有与复合部件4的长度对应的在主轴线m的方向上的延伸部。因此，复合部件4在其整个长度上承载在保持器12上。此外，保持器12具有外部固定机构16和内部固定机构18。腔体14用于接纳可膨胀芯元件34(在图4至图9中示出)。腔体14在保持器12的后端19处开口并且在保持器头部15处封闭。外部固定机构16在保持器12的后端19处定位成距保持器头部15一段距离。外部固定机构16包括用于将复合部件4固定至保持器12的外部区域的至少一个夹持元件。如图1b中详细地示出的，内部固定机构18部分地结合在保持器头部15中，并且因此定位成距外部固定机构16一段距离。在所示实施方式中，内部固定机构18包括在主轴线m的方向上从头部15给送的针状销20。销20被定位在头部15内部的弹簧24沿离开保持器12的方向偏置。借助于弹簧24，在没有任本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于抽取纤维(1)的方法，所述纤维(1)嵌入树脂基体(2)中从而形成具有主轴线(m)的卷绕状复合部件(4)，其中，所述纤维(1)在所述主轴线(m)的方向上形成多个相邻的卷绕匝，所述方法包括下述步骤：·将所述复合部件(4)定位在沿所述主轴线(m)的方向延伸的保持器(12)上，·通过热解处理生成无树脂的纤维结构(8)，·通过从所述纤维结构(8)的内部指向外部的支撑压力(p)支撑所述纤维结构(8)，·寻位和抓取所述纤维(1)的自由端(10)，以及·解绕所述纤维(1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.07 EP 12196116.3;2012.12.07 US 61/734,3881.一种用于抽取纤维(1)的方法，所述纤维(1)嵌入树脂基体(2)中从而形成具有主轴线(m)的卷绕状复合部件(4)，其中，所述纤维(1)在所述主轴线(m)的方向上形成多个相邻的卷绕匝，所述方法包括下述步骤：·将所述复合部件(4)定位在沿所述主轴线(m)的方向延伸的保持器(12)上，·通过热解处理生成无树脂的纤维结构(8)，·通过从所述纤维结构(8)的内部指向外部的支撑压力(p)支撑所述纤维结构(8)，·寻位和抓取所述纤维(1)的自由端(10)，以及·解绕所述纤维(1)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述复合部件(4)水平地对齐。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，连续地进行所述热解。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在移除所述保持器(12)之前沿着所述主轴线(m)在所述纤维结构(8)中定位用于生成所述支撑压力(p)的芯元件(34)。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，沿着所述主轴线(m)在所述纤维结构(8)中定位用于生成所述支撑压力(p)的芯元件(34)，移除所述保持器(12)和通过所述芯元件(34)支撑所述纤维结构(8)同时地进行。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述纤维(1)的自由端(10)的所述寻位和抓取通过充电进行。7.根据权利要求1或2所述的方法，所述纤维(1)的自由端(10)的所述寻位和抓取通过使所述纤维结构(8)绕所述主轴线旋转而进行。8.一种用于抽取纤维(1)的设备，所述纤维(1)嵌入树脂基体(2)中从而形成具有主轴线(m)的卷绕状复合部件(4)，其中，所述纤维在所述主轴线(m)的方向上形...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·恩格斯，塔西洛·威特，
申请(专利权)人：空中客车德国运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE