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1. (WO2018145924) VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR KARBONISIERUNG ODER GRAPHITISIERUNG VON KOHLENSTOFF ENTHALTENDEN FASERN ODER EINEM MIT KOHLENSTOFF ENTHALTENDEN FASERN GEBILDETEN TEXTILEN GEBILDE
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Patentansprüche

Vorrichtung zur Karbonisierung oder Graphitisierung von Kohlenstoff enthaltenden Fasern oder einem mit Kohlenstoff enthaltenden Fasern gebildeten textilen Gebilde, bei der in stabilisierter Form vorliegende Fasern (3) oder ein mit stabilisierten Fasern gebildetes textiles Gebilde durch einen Durchlaufofen (1) geführt werden oder wird, in dem eine teilweise Vorkarbonisierung bis zu einer Mindesttemperatur von 700 °C erfolgt, und

innerhalb des Durchlaufofens (1) oder unmittelbar im Anschluss an den Durchlaufofen (1) mindestens eine eine Heizzone aufweisende Einrichtung angeordnet ist, durch die die Fasern (3) oder das textile Gebilde im Anschluss an die erreichte teilweise Vorkarbonisierung geführt sind/ist; wobei

die mindestens eine Heizzone mit mindestens einem Walzenpaar (2, 2', 2", 13, 13') oder mindestens einem Heizelementepaar (15, 15') gebildet ist, die mit Fasern (3) in elektrisch leitendem Kontakt stehen und infolge des Anschlusses einer Walze (2, 13) oder eines Heizelements (15) an einen Pol einer elektrischen Spannungsquelle und des Anschlusses der jeweils anderen Walze (2', 13') oder des jeweils anderen Heizelements (15') des jeweiligen Walzen- oder

Heizelementepaares an den jeweils anderen Pol der elektrischen Spannungsquelle eine elektrische Widerstandsbeheizung der Fasern erfolgt und die Walzen (2, 2', 2", 13, 13')eines Walzenpaars oder die Heizelemente (15, 15') eines Heizelementepaares in einem Abstand zueinander angeordnet sind, die zu einer weiteren Karbonisierung ggf. bis hin zu einer Graphitisierung der Fasern führt.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung, die mindestens eine Heizzone aufweist, die nicht in den

Durchlaufofen (1) integriert ist, direkt an den Durchlaufofen (1) angeflanscht oder direkt mit dem Durchlaufofen (1) so verbunden ist, dass eine Reduzierung der maximalen Temperatur der Fasern (3), die während der teilweisen Karbonisierung im Durchlaufofen (1) erreicht worden ist, vermieden - zumindest jedoch diese maximale Temperatur lediglich um maximal 5 %, bevorzugt um maximal 3 % unterschritten wird, bevor eine weitere Erhöhung der Temperatur durch elektrische Widerstandsheizung erfolgt.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizzone, die unmittelbar mit dem Durchlaufofen (1) verbunden ist, mit einem hohlzylindrischen oder innen hohlen mehreckigen Gehäuse so ausgebildet ist, dass dieses Gehäuse an die Geometrie des Anschlusses an den Durchlaufofen (1) sowie an den Bereich, in dem die elektrische Widerstandsheizung mit Walzen (2, 2', 2", 13, 13') oder Heizelementen (15, 15') angeordnet sind, mit seiner Geometrie angepasst ist, wobei dieses Gehäuse bevorzugt an seiner inneren Oberfläche, besonders bevorzugt an der gesamten inneren Oberfläche mit Wärmestrahlung in das Innere des Gehäuses reflektierenden Elementen versehen ist.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einlass in den Durchlaufofen (1) und/oder vor der unmittelbar im Anschluss an den Durchlaufofen (1) angeordneten Heizzone ein System zum Aufspreizen von unverdrillten Fasern (3) angeordnet ist, dass so ausgebildet ist, dass nebeneinander angeordnete Fasern (3) in einem Abstand zueinander aufgefächert sind und mit den jeweiligen Oberflächen der Walzen (2, 2', 2", 13, 13') oder Heizelemente (15, 15') in berührendem Kontakt gebracht werden.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Einrichtung mit mindestens einer Heizzone zur Erwärmung der Fasern (3) mittels elektrischer Widerstandsheizung die Faser(n) (3) oder das textile Gebilde zwischen Walzenpaaren (2, 2', 2") hindurch geführt ist/sind und zwei in Vorschubbewegungsrichtung der Faser(n) oder des textilen Gebildes nacheinander angeordnete

Walzenpaare (2, 2') jeweils an einen Pol einer elektrischen Spannungsquelle angeschlossen sind

oder

die Faser(n) (3) oder das textile Gebilde um entgegengesetzt zueinander angeordnete Oberflächenbereiche von mindestens zwei in Vorschubbewegungsrichtung der Faser(n) (3) angeordneten Walzen (13, 13') eines Walzenpaares geführt ist/sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Walzen (2, 2', 2", 13, 13') eines Walzenpaares parallel zueinander bewegbar und/oder

die parallel zueinander ausgerichteten Rotationsachsen oder mittleren Längsachsen der mindestens zwei Walzen (2, 2', 2", 13, 13') in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (2, 2', 2", 13, 13') keine Rotationsbewegung durchführen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente (15, 15') zumindest teilweise über Ihren äußeren Umfang von einer thermischen Isolation (16) umschlossen und die Fasern (3) oder das textile Gebilde durch die thermische Isolation (16) hindurchgeführt ist/sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Messswalzen (11) oder Messkontakte an den Fasern (3) oder dem textilen Gebilde angreifen, mit denen die elektrische Leitfähigkeit der Faser(n) (3) für eine Regelung der Erwärmung der Faseln) (3) bestimmbar ist, wobei die Messwalzen (11) oder Messkontakte bevorzugt nach durchlaufen einer Heizzone, besonders bevorzugt nach durchlaufen einer in Vorschubbewegungsrichtung letzten Heizzone angeordnet sind.

10. Verfahren zur Karbonisierung oder Graphitisierung von Kohlenstoff enthaltenden Fasern oder einem mit Kohlenstoff enthaltenden Fasern gebildeten textilen Gebilde, bei dem in stabilisierter Form vorliegende Fasern (3) oder ein mit stabilisierten Fasern gebildetes textiles Gebilde durch einen Durchlaufofen (1) geführt werden oder wird, in dem eine teilweise Vorkarbonisierung bis zu einer Mindesttemperatur von 700 °C erfolgt, und

innerhalb des Durchlaufofens (1) oder unmittelbar im Anschluss an den Durchlaufofen (1) mittels mindestens einer mindestens eine Heizzone aufweisenden Einrichtung eine weitere Karbonisierung ggf. bis hin zu einer Graphitisierung der Fasern (3) durchgeführt wird, indem die Fasern (3) durch elektrische Widerstandsheizung auf höhere Temperaturen erwärmt werden, ohne dass nach im Durchlaufofen (1) erreichter teilweiser Karbonisierung ein Temperaturabfall oder lediglich ein Temperaturabfall um maximal 5 % auftritt.

11. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei der zur weiteren Karbonisierung oder

Graphitisierung führenden elektrischen Widerstandsheizung eine Regelung des an mindestens ein Walzenpaar oder Heizelementepaar angelegten elektrischen Stromes und/oder der elektrischen Spannung und/oder

des Abstandes von Walzen (2, 2', 2", 13, 13') eines Walzenpaares oder des Abstands von Heizelementen (15, 15') eines Heizelementepaares mittels des an Fasern (3) gemessenen elektrischen Widerstands und/oder der jeweiligen erreichten Temperatur der Fasern (3) durchgeführt wird.