垫的纤维片装置等。
[0042] 下面说明碳纤维预处理设备21的各个组成部件。
[0043] 卷筒站22具有多个退绕装置23。每个退绕装置23具有绕有粗纱2i的卷筒。
[0044] 在从相应退绕装置23退绕后，粗纱2i被供应给存储站24,在存储站中每个粗纱 2i被供应给摆动辊存储器25。每个摆动辊存储器25具有多个固定辊和至少一个可动辊 ("摆动辊"）并且用于补偿拉出速度V的波动和提供预定的纤维张力。
[0045] 在存储站24后，粗纱2i被供应给纤维展开站26。在纤维展开站26中粗纱在乳光 单元27的两个乳光辊之间展开并且所有粗纱2i的展开的纤维合并成一个唯一的带状的碳 纤维束2。
[0046] 现在碳纤维束2被供应给加热站28,该加热站具有如上所述的加热装置1。通过 加热装置1碳纤维束2被加热到这样的温度上，该温度相应于位于纤维上的浆液的分解温 度Tz。由此从碳纤维束2上去除浆液。由于碳纤维束2已经展开并且带状地被供应，因此 单丝可与加热装置1的接触辊17 (参见图1)良好地电接触。
[0047] 在加热站28中去除纤维浆液后，碳纤维束2被供应给浸渍站29。浸渍站29具有 浆液池30,碳纤维束2经过该浆液池30。在浆液池30中碳纤维束2的丝线被覆上新的浆 液，该浆液适合于再处理。代替浆液池30也可设置用于朝碳纤维束2喷射的喷射装置。
[0048] 在浸渍站29中重新上浆液后，碳纤维束2被供应给拉出站31，该拉出站具有用于 碳纤维束2的驱动装置32。驱动装置32具有用于以拉出速度V拉出碳纤维束2的驱动辊 对。
[0049] 通过控制导线20控制器6 (参见图1)也可根据碳纤维束2所达到的最终温度T 产生并且发出用于驱动装置32的控制信号以便改变拉出速度V。
[0050] 在一种改型方案中，代替一个唯一的加热装置1，在加热站28中设置多个加热装 置1用于分别对碳纤维束2进行调温。在此情况下也设置多个乳光单元27和多个拉出装 置32。浸渍池30也可以是多个或构造用于被多个碳纤维束2穿过。
[0051] 预处理设备21的显示和上述描述为了说明起见被大大简化和示意化。不同站的 设置可适应于再处理的相应需求。可设置另外的调温站28和浸渍站29,以便例如在重新上 浆液后可为优化地调温的碳纤维束2设置一个或多个涂层、如用于制造预浸料或预制坯的 纤维基质。在一些情况下可能不需要去除供货状态的浆料。因此附加或代替加热到分解温 度Tz，规定加热进行到纤维涂层（浸渍物）的软化温度Tw或熔化温度Ts，以便简化后续处 理。也可想到，在浸渍后设置用于使纤维干燥的加热级。
[0052] 不失一般性，可以假设，聚酰胺涂层的熔化温度是Ts￥ 250°C，高温聚合物涂层的 熔化温度是TsS360°C。对于制备层压物可以有意义的是，软化温度Tw远低于这些值。不 失一般性，浆液的分解温度Tz可以为400°C以下。
[0053] 借助滑动接触的加热装置
[0054] 图3以示意图示出本发明另一种实施例的加热装置1。该实施例是图1实施例的 变型方案，因此引用所有相关说明，只要其不与下述涉及区别的描述相矛盾。
[0055] 在本实施例中，碳纤维束2通过两对无电流的导向元件3导向，以便为自由的纤维 束路段提供定义的预张紧。尽管未具体示出，至少一个所述导向元件3可构造用于向碳纤 维束2施加定义的张力，例如方式为，相配的转向辊12被弹性地悬挂。
[0056] 与第一种实施例不同，两个接触元件4不具有接触辊，而是具有滑动触点33,所述 滑动触点的距离相应于接触距离d。
[0057] 在一种情况下（图中的右侧接触元件4)，滑动触点33容纳在固定壳体34中，该固 定壳体通过绝缘装置14固定在未详细示出的设备机架或设备壳体上或其内。通过接触元 件4的端子15,该滑动触点33与电压源5的一个极连接。
[0058] 另一（图中左侧）接触元件4具有活动壳体35,另一滑动触点33容纳于其中。活 动壳体35可移动地支承在两个平行设置的滑轨36上并且支撑在一个丝杆37上。滑轨36 和丝杆37通过未详细示出的器件、如由PTFE或其它绝缘材料制成的导向元件相对于滑动 触点33电绝缘。滑轨36和丝杆37在一侧（自由侧）支承在轴承座38中。在另一（被驱 动的）端部上滑轨36固定在调节驱动装置39的壳体上。调节驱动装置39具有电动机、尤 其是步进电机，其驱动丝杆37。在操作调节驱动装置39时丝杆37旋转并且使接触元件4 在滑轨36上移动。通过这种方式可改变滑动触点33的接触点之间的接触距离d。通过接 触元件4的电流端子，滑动触点33与电压源5的一个极连接，可动接触元件4这一侧上的 相配的连接线18铺设在回线40中或在环链导向装置中被导向。
[0059] 滑动触点33构造成弹性的，以便能够在一定界限内跟随碳纤维束2的通过碳纤维 束2张力预定的走向。
[0060] 控制准则
[0061] 为了推导出适合的控制策略，首先结合重要的设计参数通过公式表示碳纤维束2 的加热。
[0062] 另外在碳纤维束2中流动的电流I与碳纤维束2(自由部分的）欧姆电阻&有关。 这适用欧姆定律（I)U=RcXI或（2)1 =U/Rc。欧姆电阻Rc可由电阻率的定义（3)P el= RXA/L计算出，其中A表示碳纤维纱束2所有丝线的横截面积，L表示导体长度，该长度可 等于自由长度d((4)L=d)。因此，碳纤维束的电阻2为：
[0063] (5)Rc=PelXd/A〇
[0064] 也就是说，
[0065] (6)I=A/pelXU/d〇
[0066] 当z表示一个粗纱内单丝的数量、n表示用于形成碳纤维束2粗纱的数量并且df 表示粗纱内每个单丝的直径时，总横截面积为（7)/l=;r/4x2x〃x<。对于常见的粗纱而 言单丝直径为df= 5~8ym且单丝数量为z= 1000~50000。在设备中例如n= 70~ 80个粗纱卷筒被合并。
[0067] 碳纤维束2的加热AT-方面与碳纤维的比热容c、待加热碳纤维束的质量m和所 输入的热能AQ有关并且可根据比热容的定义（8)c=AQAmXAT)通过关系式（9)AT =AQ/(mXc)得出。质量m由比重Pm的定义（质量密度）以（10)m=PmXAXd得出， 其中A表示横截面积并且d表示碳纤维束2的接触长度。
[0068] 输入碳纤维束2中的热量AQ可表示为有效加热功率Prff与电流流通时间或接触 时间At的乘积、即（11)AQ=PrffXAt，其中接触时间At借助接触距离d和拉出速度 V以（12)At=d/v得出。因此，（13)AQ=PeffXd/v。假设电功率（14)Pel=UXI的有 效加热功率Prff与因数nq(其也可被称为热输入效率）成正比，则输入的热量可通过方程 (15)AQ=IiqXUXIXd/v得出。最后，碳纤维束2的加热AT通过将方程（15)、（10)和 (6)代入方程（9)且稍作变形后以下述方程得出：
[0069] (16)AT=n/(PelXcXpjXU7(dXv)。
[0070] 在上述关于碳纤维束2的加热AT的关系式中，第一个商数仅包含恒定（或与温 度有关的）材料值和效率。第二个商数包含可用于控制加热的过程参数。
[0071] 在此应指出，热输入效率nq也取决于可受结构影响的条件、如通过对流（流动的 空气、新鲜空气）引起的散热、由周围墙壁或构件引起的热吸收或热反射等，并且可能情况 下例如可受到封装或通风影响。另外，电效率也可包含电功率损失、碳纤维束2和接触 辊17或滑动触点33之间的过渡部的电荷损失、静态放电损失等。
[0072] 由上述方程（16)获得用于可能的控制方案的依据：
[0073] -电压源5电压U的变化对于碳纤维束2的加热产生最大影响，因为温度升高AT 与电压U的平方有关。
[0074] -接触距离d的增大减少加热，因为温度升高AT与接触距离d成反比。
[0075] -拉出速度V的增大也减少加热，因为温度升高AT与拉出速度V成反比。
[0076] 数字举例
[0077] 在供电设计中重要的是，要知道所需的电压和电流强度。为了能够简单换算，下面 考察具有1000个单丝（Z= 1000)且每个单丝直径df= 8ym的一个碳纤维束2(n= 1)加 热100°C(AT= 100K)。另外假设接触长度d= 2m并且拉出速度V= 0. 5m/s。
[0078] 为了估算用以实现预规定的温度升高所需的电压，可求上述方程（16)中U的解、 即：
[0079] (17)U= ((PelXcXpm)/(nqXnei)XATXdXv)172
[0080] 碳纤维材料值在文献中给出：c= 710J/(kgK)、Pel= 16Qmm2/m和Pm=I. 8g/ cm3 (维基百科条目"碳纤维"，查询于2013年3月10日）。
[0081] 因此由方程（17)得出用于加热100°C( = 100K)所需的电压：Uiqq= [(16Qmm7 mX710J/(kgK)XL8g/cm3)/(nqXnei)X100KX2mX0. 5m/s]1/2
[0082] U100=[nqxqel] 1/