DE3929146A1

DE3929146A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung faserverstaerkter formteile

Info

Publication number: DE3929146A1
Application number: DE3929146A
Authority: DE
Inventors: Martin Rudolph
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-09-02
Filing date: 1989-09-02
Publication date: 1991-03-07

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus faserverstärktem, thermoplastischem Kunststoff, bei dem mindestens eine Faserverstärkungs einlage zwischen Lagen aus thermoplastischem Kunststoff eingeführt wird und die so erhaltenen Lagen zu einem gewünschten Formteil verbunden werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Aus führung des Verfahrens.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Es ist bekannt, glasfaserverstärkte Kunststoffe dadurch herzustellen, daß in der jeweils gewünschten Weise ange ordnete Lagen von thermoplastischen Kunststoffen und Faserverstärkungen bei erhöhter Temperatur zusammenge preßt werden. Der so erhaltene Verbundwerkstoff wird an schließend zu dem gewünschten Formteil verpreßt, wozu ein Preßwerkzeug aus einem Stempel und einem Gesenk ver wendet wird, das mechanisch oder hydraulisch angetrieben wird. Die gewünschte Verstärkung wird bei diesem Verfahren mit Hilfe von Gewebe-Verstärkungseinlagen oder Matten er zielt, die beispielsweise aus Glasfasern oder anderen hoch festen Fasern hergestellt sind.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus faserverstärkten thermoplastischen Kunst stoffen werden in die Kunststoff verstärkende Fasern oder Faserbruchstücke eingearbeitet. Dieses Verfahren führt je doch nur zu Formteilen, die geringere Festigkeit haben als die vorerwähnten Formteile, die unter Verwendung von Gewebe- Verstärkungseinlagen oder Matten hergestellt werden.

Das zunächst genannte Verfahren stellt ein zweistufiges Verfahren dar, bei dem zunächst der Verbundwerkstoff her gestellt und anschließend das gewünschte Formteil aus dem Verbundwerkstoff geformt wird. Ein solches Verfahren hat den Nachteil, daß eine Erwärmung des Materials in beiden Verfahrensschritten erforderlich ist, so daß das Verfahren insgesamt energie- und zeitaufwendig ist.

Nach einem weiteren bekannt gewordenen Verfahren (Mod. Plast. Internat., Seite 32, Mai 1969) werden eine Faserverstär kungseinlage und ein extrudierter Schlauch aus erweichtem thermoplastischen Kunststoff auf einem Rahmen aufgespannt, der sich in einem Preßwerkzeug befindet. Beim nachfolgenden Preßvorgang wird das gewünschte Formteil aus faserver stärktem Kunststoff gebildet.

Offenbarung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Ausübung zu schaffen, das auch kontinuierlich durchgeführt werden kann und den Einsatz unterschiedlicher thermoplastischer Kunst stoffe und gegebenenfalls auch unterschiedlicher Faser- Verstärkungseinlagen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die folgenden Verfahrensschritte gelöst:
der erweichte thermoplastische Kunststoff wird durch eine Ringdüse und gleichzeitig damit eine Bahn der Faserver stärkungseinlage durch einen von der Ringdüse umschlos senen Ringraum gefördert,
die ringförmige Bahn des erweichten thermoplastischen Kunststoffs und die davon umgebene Bahn der Faserver stärkungseinlage werden anschließend zusammengeführt und
die so zusammengeführten Bahnen werden im noch erweichten Zustand des thermoplastischen Kunststoffs dem Formwerkzeug zugeführt.

Die Vorrichtung zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist gekennzeichnet durch
eine Ringdüse, die einen Ringraum bestimmt und an eine Fördervorrichtung zur Förderung einer ringförmigen Bahn eines erweichten thermoplastischen Kunststoffs ange schlossen ist,
eine mit dem Ringraum der Ringdüse zusammenwirkende Fördervorrichtung zur Förderung einer Bahn der Faser verstärkungseinlage durch den Ringraum der Ringdüse, und
eine in Förderrichtung stromab von der Ringdüse und stromauf von dem Formwerkzeug angeordnete Zusammenführungsein richtung, mittels derer die ringförmige Bahn des erweichten thermoplastischen Kunststoffs und die Bahn der Faserver stärkungseinlage zusammenführbar sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen sowohl eine kontinuierliche wie eine diskontinuierliche Herstellung des gewünschten Form teils. Bei der kontinuierlichen Herstellung werden die zusammengeführten Bahnen einer Strangpresse zugeführt, während bei dem diskontinuierlichen Verfahren vorbestimmte Längen der zusammengeführten Bahnen von den aus der Ring düse austretenden Bahnen abgetrennt und an einer Aufspann vorrichtung aufgespannt werden, die an einem Preßwerkzeug angeordnet ist.

Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind an mindestens einer Längsaußenseite, vorzugsweise auf gegen überliegenden Längsaußenseiten der Ringdüse Fördervor richtungen für die Zuführung einer weiteren Faserverstär kungseinlage und beispielsweise Breitschlitzdüsen zur Zuführung eines weiteren erweichten thermoplastischen Kunststoffs vorgesehen. Auf diese Weise wird nicht nur die Herstellung eines Formteils mit erheblich erhöhter Festig keit ermöglicht, sondern auch die Verwendung unterschied licher thermoplastischer Kunststoffe und unterschiedlicher Faserverstärkungseinlagen, wodurch eine bessere Anpassung des hergestellten Formteils an seine Einsatzbedingungen erzielt wird.

Ein weiterer ganz erheblicher Vorteil der zuletzt genannten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der durch die Ringdüse geförderte erweichte thermoplastische Kunststoff aus Abfallkunststoff hergestellt werden kann, wodurch diese Abfallkunststoffe nutzbringender Verwendung zugeführt werden können. Die auf die Außenseite der ring förmigen Bahn des erweichten thermoplastischen Kunststoffs aufgetragene weitere Faserverstärkungseinlage und die darauf aufgebrachte Bann aus dem weiteren erweichten thermo plastischen Kunststoff decken den Abfallkunststoff im wesentlichen ab. Dabei kann der weitere erweichte thermo plastische Kunststoff aus den handelsüblichen thermoplasti schen Kunststoffen und Kunststoffprodukten entsprechend den gewünschten Eigenschaften ausgewählt werden. So kann der weitere erweichte thermoplastische Kunststoff beispiels weise eingefärbt oder bedruckbar sein, aber auch galvani sierbar sein. Solche Eigenschaften sind bei Abfallkunst stoff im allgemeinen nicht gegeben.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und werden nachfolgend anhand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur kontinuierlichen Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur diskontinuierlichen Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teils einer modi fizierten Ausführung der Vorrichtung nach Fig. 2; und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbindung mehrerer Kunst stoffe und Faserverstärkungseinlagen.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung stellt eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens dar. Man erkennt darin eine Fördervorrichtung 1, die auf einer Rolle eine aufgewickelte Bahn 3 einer Faser verstärkungseinlage 2 trägt. Die Rolle ist mittels eines handelsüblichen Antriebsmotors, zum Beispiel Elektro motors, in der angezeigten Drehrichtung antreibbar. Dadurch wird von der Fördervorrichtung 1 eine Bahn 3 der Faser verstärkungseinlage 2 kontinuierlich in der angedeuteten Richtung gefördert.

Unterhalb der Fördervorrichtung 1 befindet sich eine Ring düse 5 mit einem in Fig. 1 nicht gezeigten Ringkanal, der an eine Fördervorrichtung 6 für einen erweichten thermo plastischen Kunststoff, der auch Abfallkunststoff sein kann, angeschlossen ist. In dem dargestellten Ausführungs beispiel zur kontinuierlichen Herstellung des Formteils ist die Fördervorrichtung 6 beispielsweise als Extruder üblicher Bauart ausgebildet.

Der Ringdüse 5 folgt in Förderrichtung eine Zusammen führungsungseinrichtung 7. In dem dargestellten Ausführungs beispiel besteht diese Zusammenführungseinrichtung 7 aus zwei beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch gegen einander in Richtung des Doppelpfeils verschiebbaren Rollen 8, die auf gegenüberliegenden Seiten der aus der Ringdüse 5 austretenden Bahnen angeordnet sind. Unter der Wirkung der Zusammenführungseinrichtung 7 werden die ring förmige Bann des erweichten thermoplastischen Kunststoffs, die aus der Ringdüse 5 austritt, mit der Bahn 3 aus der Faserverstärkungseinlage 2 zusammengeführt. Die so zusam mengeführten Bahnen treten dann in ein Formwerkzeug 9 ein, das zum Beispiel als Strangpresse ausgebildet ist und einen fortlaufenden Strang des jeweils gewünschten Formteils bildet, d.h. ein Strangprofil der jeweils gewünschten Form.

Die Ringdüse 5 dieser Anordnung kann unterschiedliche Formen annehmen. Beispielsweise kann die Ringdüse einen kreisförmigen oder auch ellipsenförmigen Ringraum bestim men. In jedem Fall wird aber die Bahn 3 aus der Faser verstärkungseinlage 2 bevorzugt mittig durch den von der Ringdüse 5 bestimmten Ringraum gefördert. Die stromab von der Ringdüse angeordnete Zusammenführungseinrichtung 7 ist so angeordnet und ausgebildet, daß die ringförmige Bahn aus dem erweichten thermoplastischen Kunststoff verflacht wird und im wesentlichen symmetrisch mit der Bahn 3 aus der Faserverstärkungseinlage 2 zusammengeführt wird.

In der schematischen Darstellung von Fig. 2 ist eine An ordnung zur diskontinuierlichen Durchführung des Verfahrens gezeigt. Eine Fördervorrichtung 11, die wie in dem vorigen Ausführungsbeispiel eine Rolle mit einer aufgewickelten Förderverstärkungseinlage enthält, wird mittels eines bei spielsweise elektrischen Antriebsmotors so angetrieben, daß eine Bahn 13 der Faserverstärkungseinlage 12 erzeugt wird. Diese Bahn 13 wird einer Ringdüse 15 zugeführt, der durch eine Fördervorrichtung 16 erweichter thermoplastischer Kunststoff zugeführt wird. Die Fördervorrichtung 16 ist in bekannter Weise ausgebildet und kann beispielsweise einen Staukopf darstellen, in dem ein bestimmter Vorrat des er weichten thermoplastischen Kunststoffs für einen Form vorgang bereit gehalten wird.

Der Ringdüse 15 folgt in Förderrichtung eine Zusammen führungseinrichtung 17. Die Zusammenführungseinrichtung 17 enthält zwei Balken, die auf gegenüberliegenden Seiten der aus der Ringdüse 15 austretenden Materialbahn angeordnet und durch hydraulische, pneumatische oder elektrische Stellmittel in Richtung der Doppelpfeile gegeneinander und damit gegen die Materialbahn verschiebbar sind.

Der Zusanmenführungseinrichtung 17 folgt eine Spreiz vorrichtung in Gestalt einer Aufspannvorrichtung 20, die mit einem in üblicher Weise aufgebauten und betriebenen Preßwerkzeug 30 zusammenwirkt. Die Aufspannvorrichtung 20 besteht im wesentlichen vorzugsweise aus einem allgemein rechteckigen Rahmen, auf den die aus der Ringdüse 15 aus tretende ringförmige Bann aus erweichtem thermoplastischen Kunststoff aufgleitet und dadurch aufgespannt und auf eine Breite gespreizt wird, die an die Arbeitsbreite des Preß werkzeugs 30 angepaßt ist. Dieser Rahmen ist an seinem der Ringdüse 15 zugewandten Ende mit Führungselementen ver sehen, beispielsweise einer geschlitzten Querstrebe, durch die die Bahn 13 der Förderverstärkungseinlage 12 in das Innere der Aufspannvorrichtung 20 bzw. des Rahmens ein geführt wird. Die Aufspannvorrichtung 20 ist mit einem Fuß 21 versehen, mit dem die Aufspannvorrichtung 20 auf gestellt, an dem Preßwerkzeug befestigt oder gegebenenfalls auch an einer Umlaufbahn geführt sein kann.

Die Zusammenführungseinrichtung 17 führt die aus der Ring düse 15 austretenden Bahnen in einer solchen Weise zusam men, daß diese zu der Aufspannvorrichtung 20 bzw. deren Rahmen ausgerichtet sind. Dazu enthalten die Balken der Zusammenführungseinrichtung 17 zwei einander zugewandte Quetschkanten, an denen die aus der Ringdüse 15 austreten den Bahnen zusammengeführt und verflacht werden. Die zu sammengeführten und verflachten Materialbahnen werden so geführt, daß sie auf den Rahmen der Aufspannvorrichtung 20 aufgleiten können. Eine mit der Zusammenführungseinrich tung 17 verbundene, beispielsweise hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betriebene Trennvorrichtung 18 dient dazu, eine vorbestimmte, auf die Aufspannvorrichtung 20 bzw. den Rahmen aufgespannte Länge der ringförmigen Bahn aus dem erweichten thermoplastischen Kunststoff und der Bahn aus der Faserverstärkungseinlage von den jeweiligen aus der Ringdüse 15 austretenden Bahnen abzuschneiden oder abzu trennen. Die Zusammenführungseinrichtung 17 und die Trenn vorrichtung 18 wirken dabei in der Weise zusammen, daß die Faserverstärkungseinlage 12 nicht durch die ringförmige Bann aus dem erweichten thermoplastischen Kunststoff nach außen dringt.

Nach erfolgter Trennung von dem aus der Ringdüse 15 aus tretenden Material wird das Preßwerkzeug 30 betätigt. Dieses Preßwerkzeug 30 enthält einen Stempel 31 und ein Gesenk 32, die mittels eines hydraulischen Antriebs gegen einander verfahrbar sind, und zwar in der Weise, daß der Stempel 31 die vorbestimmte Länge des an der Aufspannvor richtung 20 bzw. dessen Rahmen befindlichen Materials mitnimmt und in das Gesenk 32 einführt, wodurch die Form geschlossen wird. Der schlauchförmig aufgespannte, er weichte thermoplastische Kunststoff und die dazwischen befindliche Faserverstärkungseinlage 12 werden bei der Betätigung des Preßwerkzeugs 30 zusammengepreßt und dadurch innig miteinander verbunden, wobei der erweichte thermo plastische Kunststoff die Freiräume der Faserverstärkungs einlage 12 durchdringt.

Solche Preßwerkzeuge 30 sind von konventioneller Bauart und in diesem Bereich der Technik so bekannt, daß ihr weiterer Aufbau und ihre Betätigung hier nicht im einzel nen beschrieben werden müssen.

Eine Seitenansicht eines Teils einer modifizierten Aus führung der in Fig. 2 dargestellten, vorstehend beschrie benen Vorrichtung ist in Fig. 3 gezeigt. Man erkennt darin die an einem Träger 19 rotierend antreibbar gelagerte Fördervorrichtung 11, von der die Bahn 13 der Faser verstärkungseinlage 12 durch den Ringraum der Ringdüse 15 gefördert wird. Ausgangsseitig der Ringdüse 15 ist an der Ringdüse 15 eine allgemein bogenförmige Spreizvorrichtung 25 lösbar angebracht, die dazu dient, die aus der Ring düse 15 austretende Bahn 26 des erweichten thermoplastischen Kunststoffs auf die Arbeitsbreite des Preßwerkzeugs 30 zu spreizen und zu verflachen. Die Spreizvorrichtung 25 er streckt sich somit über eine größere Breite als die Ring düse 15 und ist von zwei parallel und im Abstand vonein ander verlaufenden bogenförmigen Bügeln, die in den End bereichen miteinander verbunden sind, gebildet oder ent hält einen eingearbeiteten Schlitz, durch den die Bahn 13 der Faserverstärkungseinlage 12 gefördert wird.

Anstelle der bogenförmigen Spreizvorrichtung kann auch eine allgemein U-förmige Spreizvorrichtung vorgesehen werden, deren Basis der Ringdüse 15 zugekehrt ist und, wie vor stehend beschrieben, mit einer Durchtrittsöffnung für die Bahn 13 der Faserverstärkungseinlage 12 versehen ist. Die Schenkel oder Seitenteile der U-förmigen Spreizvorrichtung sind an die Enden der Basis zum Beispiel mit Hilfe von feststellbaren Scharnieren angelenkt, so daß unterschied liche Spreizbreiten an der Spreizvorrichtung eingestellt werden können. Die Schenkel oder Seitenteile können in der Basis auch teleskopisch verschiebbar angeordnet sein.

Der Spreizvorrichtung 25 folgt die vorstehend beschriebene Zusammenführungseinrichtung 17 mit der Trennvorrichtung 18.

Während des Betriebs der Vorrichtung werden der erweichte thermoplastische Kunststoff und die Faserverstärkungs einlage 12 so lange durch die Ringdüse 15 gefördert, bis die vorbestimmte Länge der Bahnen erreicht ist. Dabei be halten die zusammengeführten, von der Zusammenführungs einrichtung 17 herabhängenden Bahnen unter ihrem Eigen gewicht und dank der halbfesten Natur des erweichten thermoplastischen Kunststoffs ihre verflachte Gestalt, die an die Abmessungen des Preßwerkzeugs 30 angepaßt ist. Die Fördervorrichtungen 11 und 16 und die Zusammen führungseinrichtung 17 mit der Trennvorrichtung 18 werden dann im Arbeitstakt des Preßwerkzeugs 30 so betätigt, daß die Fördervorrichtungen 11 und 16 die Förderung der je weiligen Materialien während des Preßvorgangs unter brechen, während die Quetschkanten der Zusammenführungs einrichtung 17 und die Trennvorrichtung 18 in dem Maße wirksam werden, in dem der Preßvorgang abläuft. Am Ende des Preßvorgangs ist die Durchtrennung der vorbestimmten Länge erfolgt, und das Preßwerkzeug 30 und die Zusammen führungseinrichtung 17 mit der Trennvorrichtung 18 werden in ihre Ausgangsstellungen verfahren. Nach Entnahme des Formteils und gegebenenfalls Säuberung des Preßwerkzeugs kann durch erneute Betätigung der Fördervorrichtungen 11 und 16 ein erneuter Formvorgang eingeleitet werden.

Das in Fig. 4 schematisch dargestellte dritte Aus führungsbeispiel der Vorrichtung enthält eine Förder vorrichtung 1 zur Förderung einer Bahn 3 einer Faser verstärkungseinlage 2 durch die Mitte des Ringraums einer Ringdüse 5 in der Art, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde. Aus Gründen der Übersicht lichkeit ist die Fördervorrichtung 6, die an die Ring düse 5 angeschlossen ist, nicht dargestellt.

Zu beiden Seiten der Fördervorrichtung 6 befinden sich an einem gemeinsamen Träger 40 zwei gleich ausgebildete Förder vorrichtungen 41 zur Förderung von Bahnen weiterer Faser verstärkungseinlagen 42. Die weiteren Faserverstärkungs einlagen 42 können von gleicher Art sein wie die Faser verstärkungseinlage 2, aber auch davon verschieden sein; es kann gegebenenfalls auch nur auf einer Seite der Förder vorrichtung 6 eine Fördervorrichtung 41 vorhanden sein. In Förderrichtung stromab von den Fördervorrichtungen 41 ist auf gegenüberliegenden Seiten und außerhalb der Ring düse 5 eine Führung 43 von allgemein S-förmiger Gestalt vorgesehen. Diese Führungen 43 sind mit hydraulischen, pneumatischen oder anderen üblichen Stellmitteln in der durch Doppelpfeile angedeuteten Richtung zwischen einer Ruhestellung und einer Betriebsstellung verfahrbar. Es kann aber gegebenenfalls auch nur auf einer Längsaußen seite der Ringdüse 15 eine Fördervorrichtung 41 mit der zugehörigen Führung 43 vorhanden sein.

In der Betriebsstellung der Führungen 43 wird die von der jeweiligen Fördervorrichtung 41 ausgehende Bahn 44 der weiteren Faserverstärkungseinlage 42 an die zugehörige Längsaußenseite der ringförmigen Bahn 44 des erweichten thermoplastischen Kunststoffs herangeführt und damit in Kontakt gebracht. Zweckmäßigerweise ist dabei die An ordnung so getroffen, daß das Ablaufende 45 der Führung 43 in den Lauf dieser ringförmigen Bahn 44 hineinragt. Da durch wird nicht nur eine erste Verformung, nämlich Ver flachung der ringförmigen Bahn 44 bewirkt, sondern gleich zeitig sichergestellt, daß die Faserverstärkungsein lage 42 sicher an der ringförmigen Bahn 44 des erweichten thermoplastischen Kunststoffs haftet.

Den Führungen 43 folgen in Förderrichtung Fördervor richtungen 46 zur Förderung eines weiteren erweichten thermoplastischen Kunststoffs, der von gleicher oder anderer Art sein kann wie der durch die Ringdüse 5 geförderte er weichte thermoplastische Kunststoff. Vorteilhafterweise be steht das durch die Ringdüse 5 geförderte Material aus Abfallkunststoff, während der durch die Fördervorrichtungen 46 geförderte Kunststoff entsprechend dem Anwendungszweck oder den Einsatzbedingungen ausgewählt und beispielsweise gefärbt, bedruckbar, galvanisierbar, ölfest, kratzfest oder dergleichen ist. In dem dargestellten Ausführungs beispiel sind die Fördervorrichtungen 46 zu beiden Seiten der aus den Führungen 43 austretenden Materialbahn ange ordnet, es kann aber gegebenenfalls auch nur eine solche Fördervorrichtung 46 vorgesehen sein. Jede Fördervor richtung 46 ist mit hydraulischen, pneumatischen, elektri schen oder anderen üblichen Antriebsmitteln in der durch einen Doppelpfeil angedeuteten Richtung zwischen einer Ruhestellung, die auf der linken Seite der Fig. 4 dar gestellt ist, und einer Betriebsstellung verfahrbar, die auf der rechten Seite der Fig. 4 dargestellt ist. In der Betriebsstellung der Fördervorrichtung 46 wird eine Bahn 47 des weiteren thermoplastischen Kunststoffs auf die weitere Faserverstärkungseinlage 42 aufgebracht, und zwar in der Weise, daß diese einschließlich der Ränder vollständig von der Bahn 47 des weiteren erweichten thermoplastischen Kunststoffs abgedeckt wird.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Fördervorrichtung 46 eine beheizte Förderschnecke 48 und eine an diese angeschlossene konventionelle Breitschlitz düse 49, die auf die aus der Führung 43 austretende Materialbahn gerichtet ist. Stattdessen können aber ge gebenenfalls auch andere bekannte Einrichtungen einge setzt werden, soweit damit hinreichend breite Bahnen 47 des weiteren erweichten thermoplastischen Kunststoffs erzeugt werden können.

Den Fördervorrichtungen 46 folgt eine Zusammenführungs einrichtung 7, die zwei gegeneinander verschiebbare Rollen 8 mit druckmittelbetätigten Stellmitteln 50, mit denen die Rollen 8 zwischen der gezeigten Betriebsstellung und einer Ruhestellung bewegbar sind, enthält, sowie zwei gegenein ander verschiebbare Balken 51 mit druckmittelbetätigten Stellmitteln 52, mit denen die Balken 51 zwischen der gezeigten Betriebsstellung und einer Ruhestellung bewegbar sind. Die Balken 51 sind an den einander zugewandten Enden mit Quetschkanten 53 versehen. Mit den Balken 51 wirkt ein Trennschneider oder eine Trennsäge 54 zusammen, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Zeichenebene bewegbar ist und die zusammengeführten Materialbahnen durchschneidet bzw. durchtrennt.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführung wirkt mit einem Preßwerkzeug 30 in der vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen, diskontinuierlichen Weise zusam men, bei der die aus der Zusammenführungseinrichtung 7, 17 austretende Materialbahn auf die Aufspannvorrichtung 20 aufgespannt wird. Anstelle der Aufspannvorrichtung 20 kann aber am Ausgang der Ringdüse 5 auch die in Fig. 2 dargestellte Spreizvorrichtung 25 angebracht werden. In solchem Fall kann die Zusammenführung mit den Rollen 8 entfallen. Bei kontinuierlicher Durchführung des Ver fahrens befinden sich die Balken 51 in der Ruhestellung außer Kontakt mit der aus der Zusammenführungseinrichtung 7 austretenden Materialbahn, die in diesem Fall der Strang presse 9 zugeführt wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus faser verstärktem, thermoplastischen Kunststoff, bei dem mindestens eine Faserverstärkungseinlage zwischen Lagen aus thermoplastischem Kunststoff eingeführt wird und die so erhaltenen Lagen in einem Formwerk zeug zu dem gewünschten Formteil verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß erweichter thermoplasti scher Kunststoff durch eine Ringdüse und gleichzeitig damit eine Bahn der Faserverstärkungseinlage durch einen von der Ringdüse umschlossenen Ringraum gefördert werden, daß die ringförmige Bahn aus dem erweichten thermoplastischen Kunststoff und die davon umgebene Bahn aus der Faserverstärkungseinlage anschließend zusammengeführt werden und daß die so zusammen geführten Bahnen im noch erweichten Zustand des thermo plastischen Kunststoffs dem Formwerkzeug zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Bahn aus dem erweichten thermo plastischen Kunststoff und die Bahn aus der Faser verstärkungseinlage kontinuierlich gefördert und zu sammengeführt werden und die zusammengeführten Bahnen kontinuierlich durch eine formgebende Strangpresse gefördert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Bahn des erweichten thermoplasti schen Kunststoffes, welche die Bahn der Faserverstär kungseinlage umgibt, gespreizt und verflacht wird, daß eine vorbestimmte Länge der aus der Ringdüse austreten den Bahnen abgetrennt wird, und daß die abgetrennte vorbestimmte Länge der zusammengeführten Bahnen mittels des Preßwerkzeuges zu dem gewünschten Formteil gepreßt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Länge von den gespreizten und verflachten Bahnen während des Preßvorganges abge trennt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß als Spreizvorrichtung eine Aufspannvor richtung an einem formgebenden Preßwerkzeug parallel zur Bahn der Faserverstärkungseinlage angeordnet wird und die ringförmige Bahn des erweichten thermoplasti schen Kunststoffes und die davon umgebene Bahn der Faserverstärkungseinlage an der Aufspannvorrichtung aufgespannt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die ringförmige Bahn des erweichten thermo plastischen Kunststoffes in Förderrichtung unmittelbar stromab von der Ringdüse auf eine einstellbare Breite gespreizt und verflacht wird.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmigen Bahn des erweichten thermoplastischen Kunststoffes vor der Zu sammenführung mit der Bahn aus der davon umgebenen Faserverstärkungseinlage mindestens auf einer Längs außenseite eine Bahn einer weiteren Faserverstärkungs einlage und darauf aufliegend eine Bahn eines weiteren erweichten thermoplastischen Kunststoffes zugeführt werden, und daß die ringförmige Bahn des erweichten thermoplastischen Kunststoffes und die davon umgebene Bahn der Faserverstärkungseinlage, die Bahn der weiteren Faserverstärkungseinlage und die Bahn des weiteren er weichten thermoplastischen Kunststoffes zusammengeführt und anschließend dem Formwerkzeug zugeführt werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, enthaltend eine Einrichtung zum Anordnen mindestens einer Faserverstärkungseinlage zwischen Lagen eines thermoplastischen Kunststoffes und einem Formwerkzeug zur Verbindung der mindestens einen Faserverstärkungseinlage und der Lagen des thermo plastischen Kunststoffes zu einem gewünschten Formteil, gekennzeichnet durch
eine Ringdüse (5, 15), die einen Ringraum bestimmt und an eine Fördervorrichtung (6, 16) zur Förderung eines erweichten thermoplastischen Kunststoffes angeschlossen ist,
eine mit dem Ringraum der Ringdüse (5, 15) zusammen wirkende Fördervorrichtung (1, 11) zur Förderung einer Bahn (3, 13) der Faserverstärkungseinlage (2, 12) durch den Ringraum der Ringdüse (5, 15), und
eine in Förderrichtung stromab von der Ringdüse (5, 15) und stromauf von dem Formwerkzeug (9, 30) angeordnete Zusammenführungseinrichtung (7, 17), mittels derer eine ringförmige Bahn des erweichten thermoplastischen Kunst stoffes und die davon umgebene Bahn (3, 13) der Faser verstärkungseinlage (2, 12) zusammenführbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdüse (5, 15) einen ellipsenförmigen Ring raum bestimmt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zusammenführungseinrichtung (7) aus mindestens einem Paar von gegeneinander beweglichen Rollen (8) besteht, zwischen denen die ringförmige Bahn aus dem erweichten thermoplastischen Kunststoff und die davon umgebene Faserverstärkungseinlage (2) unter Zusammenführung hindurchführbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (9) von einer Strangpresse ge bildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß in Förderrichtung stromab von der Ringdüse (15) eine Spreizvorrichtung (20, 25) zur Spreizung und Ver flachung der ringförmigen Bahn des erweichten thermo plastischen Kunststoffes vorgesehen ist, daß die Spreiz vorrichtung (20, 25) parallel zu der Bahn (13) der Faserverstärkungseinlage (12) angeordnet ist, daß der Zusammenführungseinrichtung (17) eine Trennvorrichtung (18) zugeordnet ist, mittels derer vorbestimmte Längen der ringförmigen Bahn des erweichten thermoplastischen Kunststoffes und der davon umgebenen Bahn (13) der Faserverstärkungseinlage (12) von den gespreizten, verflachten und zusammengeführten Bahnen abtrennbar sind, und
daß das Formwerkzeug (30) von einem Preßwerkzeug mit Stempel (31) und Gesenk (32) gebildet ist, das im Arbeitstakt mit den Fördervorrichtungen (11; 16) und der Zusammenführungseinrichtung (17) gesteuert ist.

13.Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung als eine Aufspannvorrichtung ausgebildet ist, die der Zusammenführungseinrichtung (17) in Förderrichtung folgend an dem Preßwerkzeug (30) ange ordnet ist, und daß die Bahn des erweichten thermo plastischen Kunststoffes und die davon umgebene Bahn (13) der Faserverstärkungseinlage (12) an der Aufspann vorrichtung (20) aufspannbar sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung (25) an der Austrittsseite der Ringdüse (15) in Förderrichtung stromauf von der Zusammenführungseinrichtung (17) angeordnet ist und bügelförmig mit einer Durchtrittsöffnung für die Bahn (13) der Faserverstärkungseinlage (12) ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung (25) verstellbare Seiten teile zur Einstellung der Spreizbreite enthält.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenführungseinrichtung (17) zwei gegeneinander verschiebbare Balken (51) mit ein ander zugekehrten Quetschkanten (53) aufweist, und die Trennvorrichtung (18) als eine Schneidvorrichtung aus gebildet ist, die in Förderrichtung unmittelbar strom auf von den gegeneinander verschiebbaren Balken (51) gegenüber diesen beweglich angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einer Längsaußenseite der Ringdüse (5) eine weitere Fördervorrichtung (41) für eine Bahn einer weiteren Faserverstärkungsein lage (42) mit einer in Förderrichtung vor der Zusammen führungseinrichtung (7) endenden Führung (43) für die Bahn der weiteren Faserverstärkungseinlage (42) ange ordnet ist, daß in Förderrichtung stromab von der Führung (43) aber stromauf von der Zusammenführungs einrichtung (7) eine Breitschlitzdüse (49) zur Förderung einer Bahn eines weiteren erweichten thermoplastischen Kunststoffes vorgesehen ist, und daß die Breitschlitz düse (49) unter einem vorbestimmten Winkel gegen die Längsaußenseite der aus der Führung (43) austretenden Bahnen gerichtet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (41) für die weitere Faser verstärkungseinlage (42) und die Breitschlitzdüse (49) zur Zuführung des weiteren erweichten thermoplastischen Kunststoffes gegen die aus der Ringdüse (5, 15) aus tretenden Bahnen verfahrbar sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einer Längsaußenseite der Ringdüse (15) eine weitere Fördervorrichtung (41) für eine Bahn einer weiteren Faserverstärkungsein lage (42) mit einer in Förderrichtung vor der Zusammen führungseinrichtung (17) endenden Führung (43) für die Bahn der weiteren Faserverstärkungseinlage (42) ange ordnet ist, daß in Förderrichtung stromab von der Führung (43) aber stromauf von der Zusammenführungs einrichtung (17) eine Breitschlitzdüse (49) zur Förderung einer Bahn eines weiteren erweichten thermoplastischen Kunststoffes vorgesehen ist, und daß die Breitschlitz düse (49) unter einem vorbestimmten Winkel gegen die Längsaußenseite der aus der Führung (43) austretenden Bahnen gerichtet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenführungseinrichtung (17) in Förder richtung stromauf von den gegeneinander verschieb baren Balken (51) aber stromab von den Breitzschlitz düsen (49) ein Paar von gegeneinander beweglichen Rollen (8) aufweist, zwischen denen die Materialbahnen hindurchführbar sind.