EP2507030A2

EP2507030A2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer faserverstärkten masse

Info

Publication number: EP2507030A2
Application number: EP10788011A
Authority: EP
Inventors: Richard Brüssel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2012-10-10
Also published as: WO2011066917A3; DE102009056653A1; WO2011066917A2

Abstract

Zur Herstellung einer faserverstärkten Masse weist eine Einwellenmaschine eine Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone (7) auf, der mindestens ein Faserstrang (17) zusammen mit aufbereitetem Matrixmaterial zur Faserstrangimprägnierung zugeführt wird. Der mindestens eine Faserstrang (17) wird der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone (7) mit einer Geschwindigkeit zugeführt, welche kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit des Schneckenwellenaussendurchmessers in der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone (7) ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer

faserverstärkten Masse

Aus DE 198 36 787 AI ist es bekannt, dass bei einem

Zweiwellenextruder der Faserstrang über Beschichtungsdüsen in die Zuführöffnung des Extruders eingezogen wird. In der

Zuführöffnung erfolgt dabei auf eine Flachseite des

Faserstranges das Aufbringen eines flüssigen Kunststofffilms aus einer Beschichtungsdüse direkt, während auf die zweite Flachseite das Aufbringen indirekt durch Einpressen des

Faserstranges in den vorher aus einer zweiten

Beschichtungsdüse auf die Schneckenwelle aufgetragenen

flüssigen Kunststofffilm erfolgt. Dabei wird der Faserstrang innerhalb einer Einzugs- und Imprägnierstrecke mit den

einzelnen endlosen Fasern an den Extruderwellen einreibend bzw. durchreibend an beiden Flachseiten mit den flüssigen Kunststofffilmen benetzt. Anschließend werden die mit

Kunststoff durchimprägnierten Einzelfasern bzw. der

Faserstrang über eine Schneidkante geführt und hierbei in weitgehend vorbestimmte Längen zerschnitten. In der

Zuführöffnung des Plastifizierextruders werden die

Faserstränge vorzugsweise parallel zu den Extruderachsen und annähernd tangential auf eine Extruderwelle und um die

Extruderwellen vortreibend aufgewickelt sowie in

Zylinderbohrungen von im Durchmesser um mindestens die 4 fache Stärke des Faserstranges vergrößerten Schneckenzylinders eingezogen .

Dabei lässt die Qualität des faserverstärkten Plastifikats zu wünschen übrig, da die Faserlängenstruktur zu keinen optimalen Wertstoffkennwerten und die Faserimprägnierqualität zu keiner makellosen Oberflächenqualität führt. Bei guten

Werkstoffkennwerten, also langen Fasern, leidet die

Oberflächenqualität und für eine gute Oberflächenqualität müssen die Fasern in einem Scherkraft intensiven Mischbereich nachimprägniert werden, worunter die Faserlänge extrem leidet.

Aus DE 4236662 C2 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus plastifizierbaren Material mit faserförmigen Einlagen bekannt. Dabei wird ein Einschneckenextruder mit auswechselbaren im Gehäuse einsetzbaren Fasereinzugstutzen verwendet, wobei jedem Einzugskanal ein Faserstrang zugeordnet ist. Der Einzugskanal ist in Drehrichtung etwa eine

Viertelumdrehung umschlingend. Zwar ist angegeben, dass der Faserstrang zerteilt wird, jedoch nicht beschrieben, wie das funktionieren soll.

Aus DE 100 66 145 B4 ist ein Verfahren zum Betrieb einer

Spritzgießmaschine mit kontinuierlich arbeitender

Plastifiziereinheit bekannt. Dabei soll der Druck im

Schmelzevorratsraum also auch der Druck in dem

Dosiervolumenraum konstant bleiben. Wenn während dem

Umfüllvorgang die Plastifizierschnecke kontinuierlich weiter arbeitet und dabei Material in das konstant zu haltende

Volumen fördert, muss zwangsläufig der Druck darin ansteigen. Bei entsprechend langer Umfüllzeit kann dabei ein unzulässig hoher Druck entstehen. Bei einem Einschnecken

Fasereinarbeitungsverfahren würde das zu einer nicht

akzeptablen Verfahrensbeeinflussung führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine faserverstärkte Masse zu erhalten, die sowohl optimale Wertstoffkennzahlen wie eine makellose Oberflächenqualität aufweist . Dies wird erfindungsgemäß mit dem in Anspruch 1

gekennzeichneten Verfahren erreicht, das durch die Ansprüche 2 bis 11 in vorteilhafter Weise ausgebildet wird. Im Anspruch 12 ist eine bevorzugte Einschneckenmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergegeben und in den

Ansprüche 13 bis 30 vorteilhafte Weiterbildungen der

erfindungsgemäßen Einschneckenmaschine .

Erfindungsgemäß wird zur Verbesserung der Qualität der

faserverstärkten Masse ein Einschnecken-Faser- Einarbeitungsverfahren verwendet. Dazu wird eine

Einschneckenmaschine verwendet, bei der im Faserstrangzufunrund -imprägnierbereich der Spalt zwischen

Schneckenwellenaußendurchmesser und Schneckengehäuse so vergrößert ist, dass die Faserstränge zwischen Schneckensteg und Schneckengehäuse nicht zerrieben werden und überwiegend mehrfach umschlingend vortreibend um die Schneckenwelle zur Imprägnierung endlos bleiben.

Um eine stetige Zufuhrgeschwindigkeit des Faserstrangs zu erreichen, wird der Faserstrang vorzugsweise angetrieben haltend zugeführt. Dazu wird der Faserstrang beispielsweise von einer Vorratsspule mit einem Antrieb abgezogen, welcher eine Antriebswalze und eine gegen die Antriebswalze gedrückte Gegendruckwalze aufweisen kann, wobei der Faserstrang durch den Walzenspalt zwischen den beiden Walzen geführt wird. Durch den Druck der Gegendruckwalze wird der Faserstrang

festgehalten, d. h. er kann nicht schneller abgezogen werden als dies die Umlaufgeschwindigkeit der Antriebswalze zulässt, selbst wenn die Schneckenwelle, um die der endlose Faserstrang gewickelt ist, mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit umläuft .

Für den Antrieb der Faserstränge können vielfältige

Ausführungen verwendet werden, welche mit großem Umschlingungswinkel und/oder mit Reibwertvergrößerung usw. dazu geeignet sind, dass die Haltekraft der Faserstränge größer ist, als die Einzugskraft der Schnecke.

Um die erforderliche Faserstrangimprägnierung zu erhalten, wird der Faserstrang mit einer wähl- oder regelbaren

Zuführgeschwindigkeit zur Umfangsgeschwindigkeit des

Schneckenwellenaußendurchmessers haltend angetrieben, wobei diese Geschwindigkeit kleiner der Umfangsgeschwindigkeit des Schneckenwellenaußendurchmessers ist. Mit dieser

Differenzgeschwindigkeit wird erreicht, dass der endlose

Faserstrang ohne einklemmende Wirkung durch die Schneckenstege in einer Art Auskämmfunktion mit dem Matrixmaterial intensiv imprägniert wird und damit auch der störende

Imprägniereinfluss einer Faserstrangverdrehung beispielsweise bei Spulen mit Innenabzug reduziert wird, sodass die

Imprägnierqualität optimiert werden kann. Eine weitere

Imprägnierverbesserung wird mit verdrehfreien Fasersträngen beispielsweise bei rotierender Spule mit Außenabzug oder mit speziell gewickelten Spulen für verdrehfreien Innenabzug erreicht .

Um das aufbereitete Matrixmaterial den Fasersträngen

vorteilhaft zuzuführen, kann das Matrixmaterial der

Schneckenwelle mit einem Matrixmaterialverteiler in Form einer Schlitzdüse oder einer Düsenreihe zugeführt werden. Damit wird das Matrixmaterial anteilig auf die nebeneinander zugeführten Faserstränge verteilt.

Nachdem die weitgehend endlosen Faserstränge imprägniert worden sind, wird vorzugsweise bei reduziertem Spalt zwischen Schneckenwelle und Schneckenwellengehäuse eine Vorzerteilung der Faserstränge durchgeführt. Dies erfolgt teils an einer vorstehenden Vorzerteilkante und teils zerreibend in einer Druckauf auzone. Mittels der Druckaufbauzone wird dann die Masse durch die Fasermisch- und -zerteilzone gefördert, die so ausgelegt ist, dass damit die gewollte Faserlängenstruktur / Faserlängenverteilung erreicht wird.

Mit den Leistungsdaten der faserverstärkten Masse, der

Schikanengeometrie der Fasermisch- und -zerteileinrichtung und den Materialdaten kann die entstehende Faserstruktur beim Durchströmen durch die Fasermisch- und -zerteileinrichtung weitgehend vorbestimmt werden.

Umgekehrt kann für die gewünschte Faserstruktur die

Schikanengeometrie der Fasermisch- und -zerteileinrichtung bestimmt werden. Damit wird mit einem geringstmöglichen

Widerstand auf kurzer Länge gezielt die gewollte Faserstruktur erhalten und verhindert, dass überlange Faserstränge

durchschlupfen. Dazu müssen der Schikanekanalteil, also beispielsweise die mit den Durchtrittskanälen versehene

Schikanehülse oder die Schikaneelemente gegenüber dem

Schneckenwellengehäuse gegen Verdrehen gesichert sein. Dies kann bei einer ortsfesten Fasermisch- und -zerteileinrichtung bei der Extrudernutzung reibschlüssig und/oder formschlüssig oder formschlüssig mit geringer Längsbeweglichkeit erfolgen.

Bei einer längsbeweglichen Schneckenwelle, beispielsweise einer zyklisch arbeitenden Spritzgießeinheit wird diese

Formschlüssigkeit über die Außengeometrie der Schikanehülse oder der Schikaneelemente gewährleistet.

Dazu muss im Schneckenwellengehäuse über die Dosierhublänge die korrespondierende Geometrie zur Verschiebbarkeit der

Schikanehülse bzw. der Schikaneelemente vorgesehen werden. Bei dem schneckenkonformen Durchmesser für die längsbewegliche Dosierhub-Schneckenwelle kann die Fasermisch- und - zerteileinrichtung zugleich als Rückströmsperre für den

Einspritzvorgang ausgebildet sein.

Bei einem kontinuierlichen Massestrangaustrag mittels festen oder manuell oder servo-verstellbaren Düsen ist es

vorteilhaft, dass nach der Fasermisch- und -zerteileinrichtung noch eine zusätzliche Druckaufbauzone vorgesehen wird, um bei hohem Widerstand der Extrusionsdüse den Materialdruck in der Fasermisch- und -zerteileinrichtung zu reduzieren.

Weiter ist es vorteilhaft, dass bei der zyklischen

Arbeitsweise mit Schneckenverlängerung, um das Matrixmaterial aufzubereiten, eine Imprägnierstartdosierung verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass, wenn sich beim Zyklusstopp der Förderdruck in der Matrixmaterialaufbereitung abbaut , bei neuerlichem Zyklusstart sofort Matrixmaterial für die

Faserstrangimprägnierung zur Verfügung steht, bis sich der Druck in der Matrixmaterialaufbereitungszone nach einigen Schneckenumdrehungen wieder aufgebaut hat .

Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass beim zyklischen Spritzgießprozess zwischen Dosiervolumenspeicher und Einspritzdüse eine Nachdruckdosierung zusammen mit einem Absperrorgan im Einspritzkanal verwendet wird. Dazu ist die Nachdruckdosierung mit einem Nachdruckspeicher versehen, der parallel zum Einspritzvorgang und/oder zum Ende des

Einspritzens mit faserverstärkter Masse gefüllt wird, wobei mit dem Absperrorgan der Einspritzkanal zwischen dem

Dosiervolumenspeicher und dem Nachdruckspeicher abgesperrt wird. Damit kann die Nachdruckphase unabhängig von der

Verbindung zum Dosiervolumenspeicher ablaufen. Die neuerliche Füllung des Dosiervolumenspeichers kann damit schon druckunabhängig vom Nachdruck beginnen. Dadurch kann in der Materialaufbereitung bei länger zur Verfügung stehender Zeit ein größeres Dosiervolumen gefüllt

oder es kann eine kürzere Zykluszeit erreicht oder die

Matrixmasse schonender aufbereitet werden.

Den gefürchteten Materialablagerungen am Dosierkolbenende wird dadurch begegnet, dass zu Beginn des neuerlichen

Einspritzvorgangs mögliches Restmaterial in dem

Nachdruckspeicher aus dem vorhergehenden Zyklus in den

neuerlichen Zyklus dosiert wird, damit das Kolbenende als Einspritzkanalbegrenzung freigespült wird und erst dann das neue Dosiermaterial für die Nachdruckdosierung aufgenommen wird. Diese Technologie mit Nachdruckdosierung ist auch für Massen verwendbar, die nicht faserverstärkt sind.

Das erfindungsgemäße Einschnecken-Faser- Einarbeitungsverfahren wird vorzugsweise mit einer

Spritzgießeinheit durchgeführt. Dazu wird die Schneckenwelle und das Schneckenwellengehäuse für den Druckaufbau im

Faserbereich in der Matrixmaterialaufbereitungszone und der Matrixmaterialeinfüllöffnung vorteilhaft um den Dosierhub der Schneckenwelle verlängert. Vorteilhaft sollte bei größerem Dosierhub die Matrixmaterialübergabe nicht durch Überströmen im Schneckenbereich, sondern mittels einer Abstauung zwischen der Matrixmaterialaufbereitungszone und der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone mit einem kaskadischen

Matrixmaterialsammler und einem Matrixmaterialverteiler der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone zugeführt werden.

Eine gravimetrische Matrixmaterial Dosierung hat den Vorteil, dass der Faseranteil in der faserverstärkten Masse genau geregelt werden kann. Eine mit dem Dosierhub mitfahrende gravimetrische Matrixmaterialzuführeinrichtung, bei um den Dosierhub verlängerter Einfüllöffnung, hat dabei den Vorteil, dass eine ansatzfreie teilgefüllte Schneckenfüllung nach dem Einspritzhub eine gleichmässigere Imprägniermaterial- Dosierleistung für die Faserstrangimprägnierung gewährleistet.

Eine volumetrische Matrixmaterialzuführung, bei welcher die Schnecke immer maximal gefüllt ist hat den Nachteil, dass keine enge Faseranteilsregelung möglich ist. Die Verlängerung für die Schneckenwelle und das Gehäuse im

Matrixmaterialzuführbereich wird hierbei jedoch eingespart.

Weiter ist es vorteilhaft, dass beim Einspritzhub die

Faserstränge mit dem Faserstrangantrieb und/oder dem

Faserstranggatter nachgeführt werden. Dazu wird vorteilhaft die Faserstrangzufuhröffnung im Schneckenwellengehäuse

förderabseitig in Schneckenwellenlängsrichtung verlängert.

Unterstützende Maßnahmen, wie Imprägnier-Startdosierung,

Nachdruckdosierung mit Einspritzkanalabsperrung, ein separates Matrixmaterialaufbereitungsaggregat anstelle der verlängerten Matrixmaterialaufbereitungszone sind dabei nutzbar.

Zudem kann für eine Spritzgießmaschine eine Spritzgießeinheit mit zyklisch arbeitendem Extruder verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass die Schneckenwelle zum

Schneckenwellengehäuse sich nicht als Einspritzkolben bewegen muss. Damit ist für den Druckaufbau im Faserbereich, im

Aufbereitungsbereich des Matrixmaterials und in der

Matrixmaterialzugabe keine Dosierhubverlängerung erforderlich. Dies hat auch bei der Faserstrangzuführung Vorteile, weil die Faserstränge für den Einspritzhub nicht nachgeführt werden müssen. Ein weiterer Vorteil ist, dass für den

Dosiervolumenspeicher ein größerer Durchmesser als der

Schneckenwellendurchmesser verwendet werden kann. Das Dosiervolumenspeichergehäuse ist axial vor dem Gehäuse des Einschneckenaggregates angeordnet und ein Einspritzkolben mit zentrischem Fließkanal und Einspritzdüse bildet den

gegenüberliegenden Boden zur Schneckenspitze. Den Einspritzhub vollzieht das Einschnecken-Faser-Einarbeitungsaggregat mit allen möglichen Varianten von

Matrixaufbereitungseinrichtungen. Alle unterstützenden

Elemente, wie Imprägnier-Startdosierung, Nachdruckdosierung usw. sind gleichfalls nutzbar.

Weiter kann das erfindungsgemäße Verfahren in einer

Spritzgießeinheit mit kontinuierlich arbeitendem Extruder durchgeführt werden. Dazu wird die Spritzgießeinheit mit zyklisch arbeitendem Extruder um einen Spritzeinheit mit

Spritzgießspeicher im Spritzgießzylinder erweitert. Damit wird das Dosiervolumenspeichergehäuse, welches in axialer

Verlängerung förderabwärts vor der Einschneckenmaschine angebaut ist als Zwischenspeicher genutzt, um während der Einspritz- und Nachdruckzeit druckentkoppelt kontinuierlich weiterarbeiten zu können. Dazu ist der Doppelkolben mit zentrischem Fließkanal zwischen Zwischenspeicher und

Spritzgießspeicher mit einem Absperrorgan verschließbar. Der Spritzgießzylinder hat an seinem festen Boden einen zentralen Spritzkanal mit angebauter Spritzdüse. Ein Absperrorgan in diesem Spritzkanal ermöglicht den Zyklusablauf auch ohne an das Spritzgießwerkzeug angedockt zu sein oder das zyklische Abheben vom Formwerkzeug.

Nach der Einspritz- und Nachdruckzeit wird vorteilhaft bei Druckausgleich zu dem Zwischenspeicher und geöffnetem

Absperrorgan zwischen den beiden Speichern mittels einem

Verschiebehub das Material vom Zwischenspeicher in den

Spritzgießspeicher übergeben. Nach der Füllung des Spritzgießspeichers bei immer weiterarbeitendem Extruder wird das Absperrorgan zwischen den beiden Speichern geschlossen und der kontinuierliche

Fördervolumenstrom fördert bis zur neuerlichen

Materialübergabe wieder in den Zwischenspeicher. Dabei ist es vorteilhaft, dass ein Regelalgorithmus den kontinuierlichen Fördervolumenstrom dem zyklischen Sprit zgießprozess anpasst und dafür einen Teil des Zwischenspeichers nutzt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass zur Materialübergabe die beiden erforderlichen Stelleinheiten das Start-Übergabevolumen aus beiden Speichern um das kontinuierlich arbeitende

Zudosiervolumen volumenmäßig ausregeln und der Speicherdruck und/oder der Druck oder die Kraft der Stelleinheiten als zusätzliche Überwachung dient.

Das Matrixmaterial kann ein duroplastischer oder

thermoplastischer Kunststoff, ein Harz, eine Mischung aus Kunststoffen oder Harzen mit Additiven und/oder Füllstoffen, ein Metall oder eine Metallmischung, auch mit einem

Zuschlagstoff, oder ein keramisches Material sein.

Der Faserstrang kann aus Glasfasern, Basaltfasern,

Kohlenstofffasern, Chemiefasern, Naturfasern, keramischen Fasern, Metallfasern oder geeigneten Mischungen dieser

genannten Faserarten bestehen. Die aus der Extrusionsdüse austretende faserverstärkte Masse kann beispielsweise im Fall eines Thermoplasten als Matrixmaterial ein Plastifikat oder beispielsweise im Fall eines Metalls als Matrixmaterial eine Schmelze oder beispielsweise im Fall von duroplastischen

Harzen eine pastöse Masse sein.

Die Einschneckenmaschine ist beispielsweise im Fall eines Thermoplasten oder eines Metalls als Matrixmaterial beheizbar und beispielsweise im Fall eines Duroplasten als

Matrixmaterial temperierbar ausgebildet.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Darin zeigen:

Figur 1 eine erste Ausführungsform einer als Extruder

ausgebildeten Einschneckenmaschine im Längsschnitt;

Figur 2 einen Querschnitt durch die Maschine entlang der Linie II- II in Figur 1;

Figur 3A und 3B eine vergrößerte Ansicht der Fasermisch- und zerteileinrichtung der Maschine nach Figur 1 im Längsschnitt bzw. im Querschnitt der Linie III- III als

Funktionsdarstellung;

Figur 4A einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Einschneckennextruders ;

Figur 4B eine Variante des Einschneckenextruders nach Figur 4A;

Figur 5 und 6 jeweils einen Längsschnitt durch einen

Einschneckenextruder nach Figur 1 und 2, als Variante in der Matrixmaterialübergabe zur Faserstrangimprägnierung;

Figur 7A und 7B jeweils einen Längsschnitt durch eine als Spritzgießeinheit ausgebildete Einwellenmaschine, nach bzw. vor dem Einspritzen;

Figur 7C einen Längsschnitt durch eine als Spritzgießeinheit ausgebildete Einwellenmaschine nach dem Einspritzen, bei der in Abweichung zu Fig.7A und Fig.7B der Teil der Matrixmaterialaufbereitung als separates

Matrixmaterialaufbereitungsaggregat ausgebildet ist.

Figur 8A und 8B jeweils eine Variante der Spritzgießeinheit nach Figur 7A und 7B mit Nachdruckdosierung und Imprägnierstartdosierung;

Figur 9A und 9B jeweils einen Längsschnitt durch eine

Spritzgießeinheit mit zyklisch arbeitendem Extruder vor dem Füllen der Dosiervolumenkammer (Figur 9A) und mit gefüllter Dosiervolumenkammer (Figur 9B) ;

Figur 9C und 9D den Figuren 9A und 9B entsprechende

Längsschnitte, jedoch durch eine Spritzgießeinheit ohne

Nachdruckdosierung;

Figur 10A und 10B einen Längsschnitt durch eine weitere

Ausführungsform einer Spritzgießeinheit mit kontinuierlich arbeitendem Extruder bei gefülltem Spritzgießspeicher vor dem Einspritzen (Figur 10A) und nach der Nachdruckphase vor dem Füllen des Spritzgießspeichers (Figur 10B) ;

Figur IIA und IIB einen Längsschnitt durch die Fasermisch- und -zerteileinrichtung mit aktiv geschalteten Rückström-Sperrhub entsprechend der Figur 3A und 3B;

Figur 12A und 12B einen Längsschnitt durch eine

Ausführungsform der Fasermisch- und -zerteileinrichtung mit Rückstromsperre auf einer längsverschiebbaren Schneckenwelle;

Figur 13A und 13B eine andere Ausführungsform der Fasermisch und -zerteileinrichtung mit Stirnseiten-Scherflächen im

Längsschnitt (Figur 13A) und eine Abwicklung entlang der Linie XIII-XIII als Funktionsdarstellung (Figur 13B) ; und Figur 14 eine Ausführungsform der Faserstrangzuführung mit drehbar gelagerten Spulen für die verdrehfreie

Faserstrangzuführung, mit Messrad, Tänzer und automatischer Faserstrang-Verbindeeinrichtung .

Gemäß Figur 1 und 2 ist auf einem Maschinengestell 1 eine als Extruder ausgebildete Einschneckenmaschine gelagert.

Die Einschneckenmaschine weist in einem Schneckenwellengehäuse 3 eine Schneckenwelle 4 auf, die von einem Antrieb 5

angetrieben wird.

Die Einschneckenmaschine weist eine

Matrixmaterialaufbereitungszone 6, eine Faserstrangzufuhr- un -imprägnierzone 7, eine Druckaufbauzone 8 und eine Fasermisch und -zerteilzone 9 sowie eine Extrusionsdüse 10 für die faserverstärkte Masse 12 auf.

In der Matrixmaterialaufbereitungszone 6 ist das

Schneckenwellengehäuse 3 förderaufseitig mit einer

Einfüllöffnung 13 versehen, über die das Matrixmaterial 14 als Granulat von einer Matrixmaterialzugabeeinrichtung 15

zugeführt wird, welche vorteilhaft gravimetrisch ausgebildet ist, jedoch auch volumetrisch sein kann.

Bei der Schnecke in der Materialaufbereitungszone 6 handelt es sich um eine ein- oder mehrgängige Dreizonenschnecke mit

Einzugszone 6a, Kompressionszone 6b und Meteringzone 6c, wobei dass aufbereitete Matrixmaterial von der Meteringzone 6c mit der geringen Gangtiefe 41 in die Faserzufuhr- und

Imprägnierzone7 zur Faserimprägnierung überströmt. Es kann sich aber auch um eine Barriereschnecke oder eine andere geeignete Schneckenkonfiguration zum Aufbereiten des Matrixmaterials handeln.

In dem Schneckengehäuse 3 ist in der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone 7 eine sich in Schneckenwellenlängsrichtung erstreckende Zufuhröffnung 16 für mehrere Faserstränge 17 vorgesehen, die über ein Faserstranggatter 18 zugeführt werden. Das Faserstranggatter 18 hält die Faserstränge 17 in der jeweiligen Zuführspur, wobei durch eine durch den

Doppelpfeil 20 dargestellte Oszillierbewegung des

Faserstranggatters 18 die Zuführspur der Faserstränge 17 stabilisiert werden kann.

Die Faserstränge 17 werden gemäß Figur 1 und 2 von Spulen 19 mit Innenabzug abgezogen und passieren einen

Faserstrangantrieb 21. Der Faserstrangantrieb 21 weist eine von einem Motor 21a angetriebene Antriebswalze 22 und eine gegen die Antriebswalze 22 gedrückte Gegendruckwalze 23 auf. Der Druck der Gegendruckwalze 23 gegen die Antriebswalze 22 kann durch eine Stelleinrichtung 30 eingestellt werden. Die Faserstrangzuführöffnung 16 verläuft tangential zur

Schneckenwelle 4.

Das Gestell 24 des Faserstrangantriebs 21 ist dem

Schneckenwellengehäuse 3 zugeordnet

Die Faserstränge 17 werden durch den Walzenspalt zwischen der Antriebswalze 22 und der Gegendruckwalze 23 hindurchgeführt. Dabei werden die Faserstränge 17 durch den Druck der

Gegendruckwalze 23 festgehalten, d. h. sie können nicht schneller abgezogen werden, als mit der Umfangsgeschwindigkeit der Antriebswalze 22, selbst wenn der die Schneckenwelle 4 umschlingende Faserstrangabschnitt 25 (Figur 2) aufgrund einer höheren Umfangsgeschwindigkeit des Außendurchmessers der Schneckenwelle 4 an den Fasersträngen 17 zieht. Die Zufuhrgeschwindigkeit der Faserstränge 17 zu der

Schneckenwelle 4 wird damit allein durch die

Umfangsgeschwindigkeit der Antriebswelle 22 bestimmt.

Das über die Einfüllöffnung 13 zugeführte Matrixmaterial 14 wird in der Matrixmaterialaufbereitungszone 6 aufbereitet. Im Falle eines Thermoplasten als Matrixmaterial ist dazu das Schneckenwellengehäuse 3 in der

Matrixmaterialaufbereitungszone 6 so beheizt, dass das

Matrixmaterial aufgeschmolzen wird.

Das aufbereitete bzw. aufgeschmolzene Matrixmaterial wird gemäß Figur 1 mit der Schneckenwelle 4 der Faserstrangzufunrund Imprägnierzone 7 zugeführt, in welcher im Gegensatz zu der Matrixmaterialaufbereitungszone 6 der Innendurchmesser des Schneckenwellengehäuses 3 größer ist als der Außendurchmesser der Schneckenwelle 4. Das heißt, der Spalt zwischen

Gehäuseinnendurchmesser und Schneckenaußendurchmesser ist in der Zone 7 deutlich größer als in der Zone 6.

Gemäß Figur 2 wird der endlose Faserstrangabschnitt 25, welcher die Schneckenwelle 4 mit dem Schneckensteg 26

umwickelt, von der umlaufenden Schneckenwelle 4 in das

Schneckenwellengehäuse 3 eingezogen und damit mit dem

aufbereiteten bzw. aufgeschmolzenen Matrixmaterial

imprägniert .

Die Einzugsgeschwindigkeit der Faserstränge 17 wird durch die Umfangsgeschwindigkeit der Antriebswalze 22 bestimmt. Um den Imprägniereffekt zu vergrößern, ist die Umfangsgeschwindigkeit der Schneckenstege 26, also des

Schneckenwellenaußendurchmessers, größer als die durch den Motor 21a des Faserstrangantriebs 21 vorgegebene Faserstrangzufuhrgeschwindigkeit. Das heißt, die

Zufuhrgeschwindigkeit der Faserstränge 17 ist kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit des Schneckenwellenaußendurchmessers in der Zone 7.

Damit wird nämlich der Faserstrang 17 in der

Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone 7 mit den einzelnen endlosen Fasern an der Schneckenwelle 4 flach abgelegt und der flach abgelegte Faserstrangabschnitt 25 auf diese Weise einreibend und durchreibend mit dem Matrixmaterial getränkt.

In der Druckaufbauzone 8 ist der Spalt zwischen dem

Innendurchmesser des Schneckenwellengehäuses 3 und der

Schneckenwelle gegenüber der Faserstrangzufuhr- und

-imprägnierzone 7 reduziert. An dem der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone 7 zugewandten förderaufseifigen Ende der

Druckaufbauzone 8 ist eine Faserstrang-Vorzerteilkante 27 vorgesehen. In Abhängigkeit von der Größe des Spalts zwischen dem Innendurchmesser des Schneckenwellengehäuses 3 und dem Schneckenwellenaußendurchmesser werden die imprägnierten

Faserstränge und vorzerteilten imprägnierten Faserstrangstücke teilweise zerrieben, bis sie von der Schneckenwelle 4 zur Fasermisch- und -zerteilzone 9 gefördert werden.

Über die Schneckenspitze 28 wird die faserverstärkte Masse 12 durch die Extrusionsdüse 10 dann als Strang 29 ausgetragen.

Wie insbesondere aus Figur 3A und 3B ersichtlich, ist in der Fasermisch- und -zerteileinrichtung 9b eine Schikanehülse 31 an der Innenseite des Schneckenwellengehäuses 3 angeordnet, welche mit Schikanekanälen 32 versehen ist. Der

Innendurchmesser der Hülse 31 entspricht dabei dem

Außendurchmesser der Schneckenwelle 4 in der Druckaufbauzone 8. Jeder Schikanekanal 32 ist mit einer Eintrittsöffnung 33, mit einem Eintrittswinkel E in radialer und axialer Richtung, zum Eintritt des imprägnierten teilweise vorzerteilten und/oder zerriebenen Faserstrangs 17 versehen und weist förderabseitig von der Eintrittsöffnung 33, mit einem Austrittswinkel A in radialer und axialer Richtung, eine Austrittsöffnung 34 auf, durch die der imprägnierte Faserstrang 17 wieder an der

Innenseite der Schikanehülse 31 austritt.

Ferner sind auf der Schneckenwelle 4 Sperrscheiben 35 zwischen der Eintrittsöffnung 33 und der Austrittsöffnung 34 der

Schikanekanäle 32 vorgesehen, die einen dem Innendurchmesser der Schikanehülse 31 entsprechenden Außendurchmesser besitzen und damit Absperrungen bilden, sodass der imprägnierte

Faserstrang 17 durch die Schikanekanäle 32 strömen muss. Die Schneckenstege 26 oder Stege 26b der umlaufenden

Schneckenwelle 4 zerteilen damit den imprägnierten Faserstrang an den Kanten der Eintrittsöffnungen 33 und der

Austrittsöffnungen 34 auf eine vorgegebene Längenverteilung.

Das heißt, durch die Innenumfangsfläche der Schikanehülse 31 werden in Umfangsrichtung verlaufende, drehfest mit dem

Schneckenwellengehäuse 3 verbundene Scherflächen gebildet, die mit an den Umfang der Schneckenwelle 4 angeordneten

Scherflächen, nämlich an den Stegen 26b oder Schneckenstege 26, zum Zerteilen der imprägnierten Faserstränge 17 und

Mischen der zerteilten imprägnierten Faserstränge

zusammenwirken .

Die Schikanehülse 31 ist mit mindestens einer Schikanestufe ausgeführt, welche aus Schikanekanal 32 mit Eintrittsöffnung 33 und Austrittsöffnung 34 sowie der dazugehörigen

Sperrscheibe 35 besteht. Die Ausführungsform der Einschneckenmaschine nach Figur 4A unterscheidet sich von der nach Figur 1 bis 3 im Wesentlichen dadurch, dass anstelle der Matrixmaterialaufbereitungszone 6 mit Einfüllöffnung 13 nach Figur 1 ein separates, in der

Zeichnung nicht dargestelltes

Matrixmaterialaufbereitungsaggregat oder Dosiereinrichtung vorgesehen ist, von dem das aufbereitete Matrixmaterial entsprechend dem Pfeil 36 einem in der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone 7 vorgesehenen Matrixmaterialverteiler 37 zugeführt wird. Allerdings ist der Matrixmaterialverteiler 37 nicht im unteren Bereich des Schneckenwellengehäuses 3

angeordnet, wie in Figur 4A gezeigt, sondern vorteilhaft im oberen Bereich wie in Figur 2 dargestellt.

Der Matrixmaterialverteiler 37 wird durch einen Längskanal 38 in dem Schneckenwellengehäuse 3 gebildet, von dem sich in Längsrichtung der Schneckenwelle 4 versetzte radiale Bohrungen mit Düsen 39 in den Innenraum des Schneckenwellengehäuses 3 in der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone 7 erstrecken.

Die Einschneckenmaschine nach Figur 4B weist zusätzlich zwischen der Schneckenspitze 28 und dem förderabseitigem Ende der Fasermisch- und -zerteileinrichtung 9b ein Förderelement 28a auf, um bei hohem Düsenwiderstand den Förderdruck

aufzubauen.

Die Ausführungsform der Einwellenmaschine nach Figur 5

unterscheidet sich von der nach Figur 1 und 2 im Wesentlichen dadurch, dass die Matrixmaterialaufbereitungszone 6 von der Faserstrangzufuhr- und Imprägnierzone 7 durch einen Abstauring 43 auf der Schneckenwelle 4 getrennt ist. Das aufbereitete Matrixmaterial wird dadurch über eine

Radialbohrung 44 in dem Gehäuse 3 einem

Matrixmaterialverteiler 37 zugeführt, der dem

Matrixmaterialverteiler 37 nach Figur 4 entspricht, also einen Längskanal 38 mit einer Düsenreihe 39 aufweist.

Da beim zyklischen Arbeiten der Einschneckenmaschine bei

Schneckenwellenstillstand der Förderdruck auf das

Matrixmaterial abgebaut wird, werden bei neuerlichem

Zyklusstart in der Anfangsphase erst einige Drehungen der Schneckenwelle 4 benötigt, um den Förderdruck auf das

aufbereitete Matrixmaterial wieder aufzubauen und über den Matrixmaterialverteiler 37 der Faserimprägnierung zuzuführen. Bei der Ausführungsform nach Figur 6 ist daher für diese Zeit eine Imprägnier-Startdosierung 45 zur Zufuhr von

Matrixmaterial in die Faserstrangzufuhr- und Imprägnierzone 7 vorgesehen. Damit wird die Bildung einer fehlerhaften

faserverstärkten Masse bei Zyklusbeginn verhindert.

Gemäß Figur 6 ist dazu eine als Zylinder ausgebildete

Matrixmaterialaufnahmekammer 46 vorgesehen, deren Öffnung in den Längskanal 38 des Matrixmaterialverteilers 37 mündet. In der Matrixmaterialaufnahmekammer 46 ist ein Kolben 47, gemäß dem Doppelpfeil 47a als Stelleinrichtung, verschiebbar

gelagert .

Ferner ist in der Radialbohrung 44 ein Absperrorgan

angeordnet, das als Rückschlagventil 48 oder aktiv schaltbares Ventil ausgebildet ist, also ein Zurückströmen des

Matrixmaterials von der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone 7 in die Matrixmaterialaufbereitungszone 6 während der

Startdosierung verhindert. Während des Betriebs der Einschneckenmaschine nach Figur 6 wird der Kolben 47 zurückbewegt, sodass sich die

Matrixmaterialaufnahmekammer 46 mit Matrixmaterial füllt. Wenn nun die Einschneckenmaschine nach dem Einspritzzyklus wieder startet um neues Plastifikat zu dosieren, wird mit dem Kolben 47 das gespeicherte Matrixmaterial sofort zur

Faserimprägnierung herausgedrückt. Dabei schließt aufgrund des Druckunterschiedes das Rückschlagventil 48 damit dieses

Material der Faserimprägnierung zur Verfügung steht. Wenn nach einigen Umdrehungen der Schneckenwelle 4 sich der

Matrixmaterialdruck wieder aufgebaut und der Kolben 47 das gespeicherte Material herausgedrückt hat, öffnet sich das Rückschlagventil 48 durch den Druckunterschied und die

Matrixmaterialversorgung erfolgt über die Schneckenwelle 4. Gleichzeitig wird von diesem Schmelzestrom wieder ein Teil in die Matrixmaterialaufnahmekammer 46 abgezweigt, damit Material für den nächsten Start zur Verfügung steht. Mittels einem Regelalgorithmus und Material-Drucksensoren wird erreicht, dass der Imprägnier-Materialstrom eine hohe Gleichmäßigkeit hat und das Aufnahmevolumen für die Imprägnier-Startdosierung 45 nur der Größe der Versorgungsverzögerung der

Schneckenförderung entspricht.

Gemäß Figur 7A und 7B ist die Einwellenmaschine als

Spritzgießeinheit ausgebildet, die eine längsverschiebbare Schneckenwelle 4, eine um den Dosierhub D verlängerte

Matrixmaterialaufbereitungszone 6, eine mit einem Abstauring 43 gebildete Abstauung zwischen der

Matrixmaterialaufbereitungszone 6 und der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone 7, einen kaskadischen

Matrixmaterialsammler 49, einen Matrixmaterialverteiler 37 in der Faserzufuhr- und -imprägnierzone 7, die

Faserstrangvorzerteilkante 27, eine um den Dosierhub D

verlängerte Druckaufbauzone 8, die Fasermisch- und -zerteilzone mit Rückströmsperre 9a und eine

Dosiervolumenkammer oder Einspritzraum 51 zwischen dem

Spritzkanal IIa mit der Spritzdüse 11 und der

Schneckenwellenspitze 28 aufweist.

Mit einer Stelleinrichtung 91, welche zwischen der

Schließeinheit 2 mit dem (nicht dargestellten) Formwerkzeug und dem Gehäuseschlitten 3a vorgesehen ist, wird die

Spritzdüse 11 mit dem Spritzkanal IIa am Formwerkzeug

angedockt. Der Gehäuseschlitten 3a ist an dem Gestell 1 gelagert. Mit einer Stelleinrichtung 92, welche zwischen dem Gehäuseschlitten 3a und dem Antriebsschlitten 5a vorgesehen ist, wird der Dosierhub D bzw. der variable Dosierhub V ausgeführt, wobei der gezeigte Dosierhub D den

Auslegungsdosierhub der Spritzgießeinheit darstellt. Der Antriebsschlitten 5a ist an dem Gehäuseschlitten 3a gelagert.

Im Laufe des Dosiervorgangs wird die faserverstärkte Masse in der Dosiervolumenkammer 51 gestaut (Figur 7B) , wodurch sich die Schneckenwelle 4 um den variablen Dosierhub V in Richtung Einfüllöffnung 13 mit der Stelleinrichtung 92 verschiebt.

Wenn die Dosiervolumenkammer 51 mit faserverstärkter Masse gefüllt ist (Figur 7B) kann der Einspritzvorgang durchgeführt werden. Dazu wird die Schneckenwelle 4 mit der

Stelleinrichtung 92 axial zur Spritzdüse 11 hin bewegt, wobei die Schikanehülse 31 die Rückströmsperre bildet (Figur 7A) , die beim Einspritzen verhindert, dass Material vom Raum 51 zurück in den Schneckenbereich strömt. Eine detailierte

Beschreibung dieser Fasermisch- und -Zerteileinrichtung mit Rückstömsperre 9c ist weiter unten anhand von Figur 12A und 12B beschrieben.

Die Ausführungsform nach Figur 7C unterscheidet sich von der nach Figur 7A und 7B vor allem dadurch, dass der Teil der Matrixmaterialaufbereitung durch ein separates, nicht

dargestelltes Matrixmaterialaufbereitungsaggregat gebildet ist, von dem das aufbereitete Matrixmaterial gemäß dem Pfeil 36 zugeführt wird.

Der kaskadische Materialsammler 49 nach Figur 7A und 7B weist drei in Längsrichtung der Schneckenwelle 4 versetzte

Radialbohrungen 44 mit jeweils einem Rückschlagventil 48 aus, damit beim Verschieben der Schneckenwelle 4 in Richtung

Einfüllöffnung 13 das aufbereitete Matrixmaterial immer im förderaufseitigen Bereich des Abstaurings 43 zum

Matrixmaterialverteiler 37 geleitet wird. Die überfahrene Radialbohrung 44 schließt mit dem zugehörigen Rückschlagventil 48, weil der Druck in dem Längskanal 38 größer ist, als der Druck des Schneckenbereichs der förderabseitigen Seite des Abstauringes 43 (Figur 8B) . Der Matrixmaterialverteiler ist entsprechend der Figur 5 aufgebaut, wobei in der

Ausführungsform nach Figur 8A und 8B zudem eine

Imprägnierstartdosierung 45 entsprechend Figur 6 vorgesehen ist .

Wie aus den Figuren 7A, 7B, 8A und 8B ersichtlich, weist die Spritzgießeinheit eine entsprechend dem Dosierhub D

verlängerte Einfüllöffnung 33 auf, um eine gravimetrische Dosierung 42 für eine teilgefüllte Schnecke vorteilhaft zu nutzen .

Wenn mit volumetrischer Dosierung gearbeitet wird entfällt die Verlängerung der Einfüllöffnung, mit dem Nachteil, dass keine feine Faseranteilsregelung möglich ist.

Die Spritzgießeinheit nach Figur 8A und 8B weist zudem eine Nachdruckdosierung 70 auf, welche in den Spritzkanal IIa integriert ist. Die Nachdruckdosierung 70 besteht aus dem Absperrorgan 71 und der förderabseitigen Aufnähmekammer 72 mit dem Kolben 73. Der Doppelpfeil 73a stellt die Stelleinheit für den Kolben 73 mit dem materialseitigen Kolbenende 73b dar. Zu Beginn des Einspritzens (Figur 8B) wird vorteilhaft das

Kolbenende 73b von Restmaterial das vorherigen Zyklus

freigespült und dann das erforderliche Nachdruckdosiervolumen in die Aufnähmekammer 72 aufgenommen. Nach dem Einspritzen und dem Füllen der Kammer 72 wird unter Beibehaltung des

Einspritzdrucks das Absperrorgan 71 geschlossen (Figur 8A) und mit dem Kolben 73 das Nachdruckprogramm durchgeführt.

Gleichzeitig kann die Stelleinrichtung 92 den Druck im

Dosiervolumenspeicher 51 abbauen und das neuerliche Füllen des Dosiervolumenspeichers 51 kann druckunabhängig während der Nachdruckphase beginnen.

Die Ausführungsform nach Figur 9A und Figur 9B unterscheidet sich von der nach Figur 7A, 7B, 8A und 8B im Wesentlichen dadurch, dass anstelle einer längsverschiebbaren

Schneckenwelle 4 zur Bildung der Dosiervolumenkammer oder Einspritzkammer 51 das Ende des Schneckenwellengehäuses 3 durch einen an der Innenseite des Gehäuses 3 axial

verschiebbar gelagerten Kolben 74 verschlossen ist, der mit dem Spritzkanal IIa und der Spritzdüse 11 versehen ist. D.h., dass die Einschneckenmaschine als zyklisch arbeitender

Extruder verwendet wird. Da die Schneckenwelle 4 im

Verfahrensablauf nicht bzw. nur um den Rückströmsperrhub S verschoben wird, ist als Materialsammler nur eine

Radialbohrung 44 oder beim Einsatz einer Imprägnierstartdosierung eine Radialbohrung 44 mit Rückschlagventil 48 notwendig und die Einfüllöffnung 13 braucht nicht verlängert zu werden.

Es kann auch die Ausführung mit Überströmen des

Matrixmaterials und/oder die volumetrische Dosierung verwendet werden . Mit der Stelleinrichtung 91 für den Andockhub der

Spritzgießeinrichtung an das (nicht dargestellte)

Formwerkzeug, welche hier zwischen der Schließeinheit 2 und dem Spritzkolbenschlitten 81a vorgesehen ist, wird der

Spritzkanal IIa mit der Spritzdüse 11 an das Formwerkzeug angedockt. Der Spritzkolbenschlitten 81a ist an dem Gestell 1 verschiebbar gelagert. In der dargestellten Ausführungsform ist im Spritzkanal IIa, wie in Figur 8A und 8B beschrieben, die Nachdruckdosierung 70 integriert.

Mit der Stelleinrichtung 92 für den Dosier- bzw. Einspritzhub, welche hier zwischen dem Spritzkolbenschlitten 81a und dem Gehäuseschlitten 3a vorgesehen ist wird der Dosierhub D bzw. der variable Dosierhub V ausgeführt. Der Gehäuseschlitten 3a ist am Spritzkolbenschlitten 81a verschiebbar gelagert.

In der Figur 9A und 9B ist die Schikanehülse 31 der

Fasermisch- und -Zerteileinrichtung 9b verdrehgesichert fest eingebaut. Bei dieser Ausführungsform der Rückströmsperre ist zwischen der Schneckenspitze 28 und dem förderabseitigem Ende der Schikanehülse 31 eine Rückströmsperrhülse 9d vorgesehen, welche indirekt gesteuert aus dem Druckunterschied beim

Fördern des faserverstärkten Matrixmaterials durch die

angetriebene Schneckenwelle 4 sich an der Schneckenspitze 28 anlegt und den Weg zum Füllen des Dosiervolumenspeichers 51 freigibt und sich beim Einspritzen an der Schikanehülse 31 anlegt und den Materialrückfluss in den Schneckenbereich verhindert .

In der Figur 9C und 9D ist eine Ausführungsform der Rückström- Sperrfunktion gezeigt, welche aktiv mit einem kurzen Hub S der Schneckenwelle 4 geschaltet wird. Dazu ist der

Schneckenwellenantrieb 5 mit dem Antriebsschlitten 5a an dem Gehäuseschlitten 3a gelagert. Eine Stelleinrichtung 93, welche zwischen dem Gehäuseschlitten 3a und dem Antriebsschlitten 5a vorgesehen ist, führt den Sperrhub S an der Fasermisch- und - zerteileinrichtung 9b aus, d.h. es wird der schneckenseitige Teil der Fasermisch- und -zerteileinrichtung soweit

verschoben, dass die Sperrscheiben 35 die Schikanekanäle 32 verschließen. In der Figur IIA und IIB ist diese Fasermisch- und -zerteileinrichtung mit aktiv geschaltetem Sperrhub S vergrößert dargestellt.

Die Ausführungsform nach Figur 9C und 9D ist ohne die

möglichen Zusatzeinrichtungen wie Imprägnier-Startdosierung und Nachdruckdosierung ausgerüstet.

Bei der Figur 9A bis 9D hat der Kolben 74 eine trichterförmige Ausnehmung 90, welche zu der Form der Schneckenspitze 28 passt, damit sich keine Totraumstellen bilden können und das Material zyklisch weitertransportiert wird. Da das

Dosiervolumen nicht durch eine längsbeweglicher Schnecke gebildet wird, ist es möglich, dass der Außendurchmesser des Spritzkolbens 74 vom Schneckenwellen-Außendurchmesser

abweicht .

Die Figur 10A und 10B zeigt eine Spritzgießeinheit mit

kontinuierlich arbeitendem Extruder. Die Spritzgießeinheit weist eine Spritzeinheit 76 mit einem Spritzgießzylinder 77 auf, an den der mit einem Absperrorgan 78 versehene

Spritzkanal IIa mit Spritzdüse 11 angeschlossen ist. Der

Spritzgießzylinder 77 umschließt den die faserverstärkte Masse aufnehmenden Spritzgießspeicher 79.

In dem Spritzgießzylinder 77 ist ein Einspritzkolben 81 axial verschiebbar geführt. Der Einspritzkolben 81 weist eine konische Spitze 82, welche als konische Doppelspitze 82a ausgebildet ist, zum Eingriff in die trichterförmige Ausnehmung 83 in dem Spritzzylinder 77 an dem Ende auf, an das der Spritzkanal IIa angeschlossen ist. Die konische

Doppelspitze 82a ist mit den Stegen 82b an dem Einspritzkolben 81 befestigt und dient dazu, dass sich keine Totraumstellen bei dem Materialtransport von dem Kanal 84 in den

Einspritzraum 79 bilden können.

Von dem Einspritzkolben 81 erstreckt sich förderaufseitig ein Verbindungsabschnitt 89 zu einem weiteren Kolben 85, der in dem Schneckenwellengehäuse 3 axial verschiebbar geführt ist. Der Verbindungsabschnitt 89 ist mit einem Kanal 84 versehen, der ein Absperrorgan 86 aufweist. Zwischen dem weiteren Kolben 85 und der Spitze 28 der Schneckenwelle 4 ist ein Zwischenraum 88 für die faserverstärkte Masse vorgesehen. Zum Eingriff der Schneckenwellenspitze 28 weist der weitere Kolben 85 eine trichterförmige Ausnehmung 90 auf.

Förderaufseitig ist die Spritzgießeinheit im Wesentlichen so ausgebildet, wie vorstehend beispielsweise in Zusammenhang mit Figur 5 beschrieben. Das heißt, an die

Fasermaterialaufbereitungszone 6 mit der Einfüllöffnung 13 für das Matrixmaterial schließt sich förderabseitig die

Faserzufuhr- und -imprägnierzone 7, nach der Vorzerteilkante 27 die Druckaufbauzone 8 und die Fasermisch- und -zerteilzone 9 an.

Der Spritzzylinderschlitten 77a ist an dem Gestell 1

verschieebar gelagert und die Stelleinrichtung 91, welche zwischen dem Spritzzylinderschlitten 77a und der

Schließeinheit 2 mit dem (nicht dargestellten) Formwerkzeug vorgesehen ist, wird zum Andocken der Spritzdüse 11 an das Formwerkzeug genutzt. Der Spritzkolbenschlitten 81a mit dem Verbindungsabschnitt 89 ist an dem Spritzzylinderschlitten 77a verschiebbar gelagert und die Stelleinrichtung 95, welche zwischen dem Spritzkolbenschlitten 81a und dem

Spritzzylinderschlitten 77a vorgesehen ist, wird für das

Einspritzen, die Nachdruckphase und das Füllen des

Spritzgießzylinders 77 mit dem Spritzgießspeicher 79

verwendet. Mit einer weiteren Stelleinrichtung 94 kann das Schneckenwellengehäuse 3 mit dem Gehäuseschlitten 3a, welcher an dem Spritzkolbenschlitten verschiebbar gelagert ist, gegenüber dem Verbindungsabschnitt 89 mit dem Kolben 85 verschoben werden. Die Stelleinrichtung 94 ist zwischen dem Spritzkolbenschlitten 81a und dem Gehäuseschlitten 3a

vorgesehen .

Figur 10B zeigt bei geschlossenem Absperrorgan 86 und

geöffnetem Absperrorgan 78 den mit faserverstärkter Masse gefüllten Spritzgießspeicher 79. Mit dem Kolben 81 wird durch Einfahren der Stelleinrichtung 95 die faserverstärkte Masse in das (nicht dargestellte) Formwerkzeug gespritzt und der

Nachdruck über die Nachdruckphase geregelt. Während dieser Zeit fördert die kontinuierlich arbeitende

Einschneckenmaschine in den Zwischenraumspeicher 88. Nach der Nachdruckphase wird das Absperrorgan 86 geöffnet und der

Inhalt des Zwischenraumspeichers 88 wird in den

Spritzgießspeicher 79 des Spritzgießzylinders 77 gefördert. Dazu wird die Stelleinheit 94 eingefahren und die Stelleinheit 95 ausgefahren. Bei dieser Verschiebefahrt wird darauf

geachtet, dass dies volumenmäßig ausgeregelt geschieht, bei Berücksichtigung des kontinuierlichen Volumenstroms von der Einschneckenmaschine. Dadurch können die Durchmesser der

Kolben 81 und 85 auch verschieden sein. Nachdem bei dieser Verschiebefahrt der Zwischenraumspeicher 88 entleert ist, stoppt die Stelleinheit 94 und die Stelleinheit 95 mit dem Spritzgießzylinder 77 nimmt den kontinuierlichen Volumenstrom der Einschneckenmaschine auf, bis das variable Spritzgießvolumen im Spritzgießspeicher 79 erreicht ist. Nun stoppt die Stelleinheit 95 und die Stelleinheit 94 mit dem Schneckengehäuse 3 nimmt den kontinuierlichen Volumenstrom wieder im Zwischenraumspeicher 88 auf und das Absperrorgan 86 wird für das Einspritzen geschlossen.

Figur IIA und IIB zeigt die vergrößerte Darstellung der

Fasermisch- und -zerteileinrichtung 9b wie in der Figur 9C und 9D dargestellt mit aktivem Rückström-Sperrhub S mittels der Schneckenwelle 4. Das Wirkprinzip der Fasermisch- und - zerteileinrichtung entspricht dem der Figur 3A und 3B.

Die Figur IIA zeigt die Schneckenwelle 4 in der Position, dass das faserverstärkte Material durch die Schikanekanäle 32 gefördert wird, indem die Sperrscheiben 35 den Weg zwischen den Eintrittsöffnungen 33 und den Austrittsöffnungen 34 nur durch die Schikanekanäle 32 gestatten.

Die Figur IIB zeigt die Schneckenwelle 4 in der um den

Sperrhub S versetzten Position, womit der Materialfluss durch die Schikanekanäle 32 gesperrt ist. Dazu verschließen in diesem Beispiel die Sperrscheiben 35 die Austrittsöffnungen 34, wodurch kein Rückstrom während dem Einspritzen und der Nachdruckphase möglich ist.

Figur 12A und 12B zeigt die vergrößerte Darstellung der

Fasermisch- und -zerteileinrichtung 9c wie in Figur 7A, 7B, 8A und 8B gezeigt, vorzugsweise für den Einsatz bei einer

längsbeweglichen Schneckenwelle 4, um das Dosiervolumen in der Dosiervolumenkammer 51 zu bilden, wobei die Schikanehülse 31 auch die Rückström-Sperrfunktion übernimmt. Das Wirkprinzip der Fasermisch- und -zerteileinrichtung entspricht dem der Figur 3A und 3B. Bei der längsbeweglichen Schneckenwelle 4 hat die Schikanehülse 31 den gleichen Außendurchmesser wie die Schneckenwelle und ist im Schneckenwellengehäuse 3 verdrehgesichert längsbeweglich gelagert.

Die Figur 12A zeigt die Schikanehülse 31 in Förderposition. Dazu wird sie durch den höheren Förderdruck mit der

förderabseitigen Seite gegen die Schneckenspitze 28 gedrückt. Die Figur 12B zeigt die Schikanehülse 31 durch den Spritzdruck in die Rückström-Sperrposition geschoben, wo sie an ihrem förderaufseitigen Ende mit einer konischen Anschlagsfläche 67 versehen ist, die an einer konischen Anschlagsfläche 68 an einem Ring 69 auf der Schneckenwelle dicht anliegt.

In Figur 13A und 13B ist eine weitere Ausführungsform der Fasermisch- und -zerteilzone mit Rückströmsperre dargestellt. Die Figur 13A zeigt einen Längsschnitt und die Figur 13B eine Abwicklung entlang der Linie XIII- XIII als

Funktionsdarstellung. Danach sind auf der Schneckenwelle 4 ein Einpassring 56 und Zerteilringe 57, 58 und an der Innenseite des Schneckengehäuses 3 Zerteilringe 59, 60 jeweils drehfest, jedoch längsverschiebbar angeordnet.

Der Einpassring 56 ist dabei in Längsrichtung im Abstand von dem förderaufseitigen Zerteilring 58 und dieser im Abstand von dem förderaufseitigen Zerteilring 57 angeordnet. Die beiden Zerteilringe 60, 59 an der Gehäuseinnenseite greifen in die Lücken zwischen dem Einpassring 56 und dem förderaufseitigen Zerteilring 58 bzw. zwischen die beiden Zerteilringe 57, 58 ein. Die Zerteilringe 57 bis 60 sind jeweils mit axial zur Schneckenwelle 4 verlaufenden Durchtrittskanälen 62 bis 65 für den imprägnierten Faserstrang versehen, sodass bei Drehung der Schneckenwelle 4 der imprägnierte Faserstrang durch die Kanten an den Öffnungen der Durchtrittskanäle 62 bis 65 an den

Stirnseiten der Zerteilringe 57, 59 und 58, 60 zerteilt wird. Die schneckenseitigen Zerteilringe 57 und 58 übernehmen vorteilhaft mit den Stegen 26b noch Förderfunktion. Auf dem Einpassring 56 ist die Rückströmsperrhülse 66 verschiebbar gelagert, wobei in der Sperrstellung der Rückströmsperre die konischen Flächen 76 und 77 an der Rückströmsperrhülse 66 bzw. dem förderaufseitigen Zerteilring 60 dicht aneinander liegen.

Nach Figur 13A und 13B sind also durch die Zerteilringe 59, 60 in radialer Richtung verlaufende Scherflächen gebildet, die zum Zerteilen des Faserstrangs mit radialen Scherflächen zusammenwirken, die durch die Zerteilringe 57, 58 gebildet werden .

Für den Einsatz bei einem kontinuierlich arbeitendem Extruder ist die Rückström-Sperrfunktion nicht erforderlich, womit dafür die Rückströmsperrhülse 66 entfallen kann.

Gemäß Figur 14 sind die Faserspulen 118 auf drehbaren

Spulentellern 112 gelagert, damit der Faserstrang 108

verdrehfrei der Schneckenwelle 4 zugeführt werden kann. Mit einem Spulenaufnahmefutter 115 können auch feststehende

Innenabzugsspulen für den drehbaren Außenabzug benutzt werden. Entgegen den feststehenden Innenabzugsspulen kann bei dem drehbaren Außenabzug das Spulenende der laufenden Spule mit dem Anfang der neuen Spule erst bei vollständigem Spulenablauf erfolgen. Dazu ist eine Faserstrang-Verbindeeinrichtung 110 vorgesehen, wo der vorgelegte Faserstrang der neuen Spule 109 mit dem Ende der ablaufenden Spule 108, welches durch den Fadenwächter 111 erkannt wird, mittels einer Spleiss- , Klebe- , Klemm- oder Knotenverbindung automatisch verbunden wird. Die Klemmverbindung kann aus Teilen erfolgen, welche aus dem

Matrixmaterial hergestellt sind.

Damit dieser Verbindevorgang mit ruhenden Strängen in der Faserstrang-Verbindeeinrichtung 110 erfolgen kann ist eine Tänzerumlenkung 101 mit dem Tänzerhub 119 zwischen der

Faserstrang-Verbindeeinrichtung 110 und der Schneckenwelle 4 vorgesehen. Die Tänzerumlenkung kann rollend, gebremst rollend oder feststehend ausgeführt sein. Der Tänzerhub 119 ist so bemessen, dass er auch die zyklische Beschleunigung der

Faserspulen 118 regelt. Dies kann zusätzlich zu dem Gewicht der Tänzerumlenkung .101 noch mit einem nicht dargestellten Regelantrieb für den Tänzerhub 119 erfolgen, welcher nach einem Kraft-Algorithmus auf- und abfährt.

Beim zyklischen Stopp der Schneckenwelle 4 werden die

drehenden Faserspulen 118 durch die jeweilige Spulenteller- Bremse 114 gebremst.

Für den Fall, dass die Faserspule 118 schneller dreht, als der Faserstrang 108 der Schneckenwelle 4 zugeführt wird, trifft die Tänzerumlenkung 101 in unterer Position auf die Reibfläche 105, wo der Faserstrang zwischen der Reibfläche 105 und der Tänzerumlenkung 101 geklemmt wird. Damit bleibt der

Faserstrang 108 zwischen dieser Einklemmung und der

Schneckenwelle 4 gespannt. Mit einer einstellbaren oder regelbaren Kraft, welche durch den Pfeil 107 dargestellt ist, kann die Spannkraft des Faserstranges 108 optimiert werden. Mit dem Messrad 100 wird die zugeführte Faserstranglänge zu der Schneckenwelle 4 gemessen. Die dargestellte Funktion ist für jeden Faserstrang vorhanden.

Die zweite Spule für jeden zugeführten Faserstrang 108 mit der Faserstrang-Verbindeeinrichtung 110 stellt eine Option dar, damit eine ununterbrochene Produktion auch bei Spulenende möglich ist. Bezugs zeichenliste

D Dosierhub

V variabler Dosierhub

S Sperrhub

Z Zwischenspeicherhub

1 Maschinengestell

2 Schließeinheit mit Formwerkzeug

3 Schneckenwellengehäuse

3a Gehäuseschlitten

.4 Schneckenwelle¹

5 Antrieb

5a Antriebsschlitten

6 Matrixmaterialaufbereitungszone

6a Einzugszone

6b Kompressionszone

6c Meteringzone

7 Faserzufuhr- und -imprägnierzone

8 Druckaufbauzone

9 Fasermisch- und -zerteilzone

9a Fasermisch- und -zerteilzone mit Rückströmsperre

9b Fasermisch- und -zerteileinrichtung

9c Fasermisch- und -zerteileinrichtung mit Rückströmsperre

.9d Rückström-Sperrhülse

10 Extrusionsdüse

11 Spritzdüse a Spritzkanal

faserverstärkte Masse

Einfüllöffnung

Matrixmaterial

MatrixmaterialZugabeeinrichtung Zufuhröffnung

Faserstränge

Faserstranggatter

Spulen

Oszilierbewegung

Faserstrangantrieb

a Motor

Antriebswalze

Gegendruckwalze

Gestell Faserstrangantrieb Faserstrangabschnitt

Schneckensteg

a Stegkante

b Steg

Faserstrang-Vorzerteilkante Schneckenspitze

a Förderelement

Strang

Stelleinrichtung

Schikanehülse

Schikanekanal

Eintrittsöffnung

Austrittsöffnung

Sperrscheibe Pfeil für nicht dargestelltes separates Matrixmaterialaufbereitungsaggregat Matrixmaterialverteiler

Längskanal

radiale Bohrungen mit Düsen Gangstiefe Meteringzone

gravimetrische Dosierung

Abstauring

Radialbohrung

Imprägnier-Startdosierung

Matrixmaterialaufnahmekammer

Kolben

Pfeil für Stelleinrichtung Kolben

Rückschlagventil

Matrixmaterialsammler (kaskadisch) Dosiervolumenkammer oder Einspritzraum

konische Anschlagfläche

Einpassring

Zerteilring

Zerteilring Durchtrittskanal Durchtrittskanal

Durchtrittskanal

Rückströmsperrhülse

konische Anschlagfläche

Ring

Nachdruckdosierung

Absperrorgan

Aufnähmekämmer

Kolben

a Doppelpfeil für Stelleinrichtung Kolbenb Kolbenende

Kolben

Formwerkzeug

Spritzeinheit

Spritzgießzylinder

a Spritzzylinderschlitten

Absperrorgan

Einspritzraum Einspritzkolben

a Spritzkolbenschlitten

konische Spitze

a konische Doppelspitze

b Steg

trichterförmige Ausnehmung

Kanal

Kolben

Absperrorgan 87 trichterförmige Ausnehmung

88 Zwischenraumspeicher

89 Verbindungsabschnitt

90 trichterförmige Ausnehmung

91 Stelleinrichtung für den Andockhub der

Spritzgießeinrichtung an das Formwerkzeug

92 Stelleinrichtung für den Dosierhub bzw. den Einspritzhub

93 Stelleinrichtung für den Sperrhub an der

Fasermisch- und -zerteileinrichtung

94 Stelleinrichtung für den Zwischenspeicherhub

95 Stelleinrichtung für den Einspritzhub

100 Messrad

101 Tänzerumlenkung

102 Linearführung

103 Führungsschlitten für Tänzerumlenkung

104 Pfeil für untere Endlage der Tänzerumlenkung

105 Reibfläche

106 Führungsschlitten für untere Reibfläche

107 Pfeil für Einstellung der unteren Reibfläche

108 laufender Faserstrang der abgebenden Spule

109 vorgelegter Faserstrang der neuen Spule

110 Faserstrang-Verbindungseinrichtung

111 Fadenwächter

112 Spulenteller

113 Lagerung-Spulenteller 114 Bremse-Spulenteller

115 Spulen-Aufnahmefutter

116 Umhausung-Spulenteller

117 Maschinengestell

118 Faserstrangspule

119 Doppelpfeil für Tänzerhub

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer faserverstärkten Masse mit einer Einwellenmaschine mit einer Schneckenwelle (4) in einem Schneckenwellengehäuse (3) und einer

Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone (7), der mindestens ein Faserstrang (17) zusammen mit aufbereitetem

Matrixmaterial zur Faserstrangimprägnierung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine

Faserstrang (17) der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone (7) mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, welche kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit des

Schneckenwellenaussendurchmessers in der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone (7) ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstrangzufuhrgeschwindigkeit 1 bis 70 % kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit des Schneckenwellenaußendurchmessers ist .

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstrangzufuhrgeschwindigkeit bei Beginn der Rotation der umlaufenden Schneckenwelle bis zu 100 % kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit des

Schneckenwellenaußendurchmessers ist .

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstrang (17) antreibend haltend oder bremsend haltend zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstrang (17) Zugkraft-geregelt zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstrangzufuhr- und

-imprägnierzone (7) mehrere Faserstränge (17) zugeführt werden, wobei das aufbereitete Matrixmaterial den

Fasersträngen anteilig zugeführt wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung des Soll-Fasergehalts in der faserverstärkten Masse für die Drehzahl der

Schneckenwelle (4), die Faserstrangzufuhrgeschwindigkeit und die Dosierung des Matrixmaterials (14) ein

Regelalgorithmus verwendet wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine kontinuierlich oder zyklisch arbeitende Einschneckenmaschine zum Austrag eines Strangs (29) der faserverstärkten Masse verwendet wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zyklisch oder kontinuierlich arbeitende Einschneckenmaschine als Spritzgießeinheit in einer Spritzgießmaschine verwendet wird.

Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Start der zyklisch arbeitenden Einwellenmaschine eine Startdosierung zur Imprägnierung des Faserstrangs durchgeführt wird.

Verfahren insbesondere nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einspritzen der

faserverstärkten oder nicht faserverstärkten Masse durch die Spritzdüse (11) in ein Formwerkzeug eine von der

Stelleinrichtung für den Einspritzhub unabhängige

Nachdruckdosierung der Sprit zgieß-Masse durchgeführt wird.

Einschneckenmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Schneckenwelle (4) in einem Schneckenwellengehäuse (3) und einer

Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone (7), in der

mindestens ein Faserstrang (17) in den Spalt zwischen dem Außendurchmesser der umlaufenden Schneckenwelle (4) und dem Schneckenwellengehäuse (3) einzogen wird, wobei zur

Imprägnierung des Faserstrangs aufbereitetes Matrixmaterial zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine

Einrichtung zur Zufuhr des wenigstens einen Faserstrangs (17) vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, dass der Faserstrang (17) dem Spalt zwischen dem Außendurchmesser der Schneckenwelle (4) und dem Schneckenwellengehäuse (3) in der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone (7) mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, welche kleiner als die Umfangsgeschwindigkeit des Schneckenwellenaußendurchmessers in der Faserstrangzufuhr- und

-imprägnierzone (7) ist.

13. Einschneckenmaschine nach Anspruch 12, dadurch

gekennzeichnet, dass das Schneckenwellengehäuse (3) in der Faserstrangzufuhr- und -imprägnierzone (7) am Umfang mindestens eine Zuführöffnung (16) für den wenigstens einen Faserstrang (17) aufweist.

14. Einschneckenmaschine nach dem Anspruch 12 oder 13 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Matrixmaterialverteiler (37) in der Faserstrangzuführ- und -imprägnierzone (7) vorgesehen ist.

15. Einschneckenmaschine nach Anspruch 14, dadurch

gekennzeichnet, dass der Matrixmaterialverteiler (37) durch eine sich in Längsrichtung der Schneckenwelle (4)

erstreckende Schlitzdüse oder eine Düsenreihe (38) gebildet wird.

16. Einschneckenmaschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch

gekennzeichnet, dass der Matrixmaterialverteiler (37) an ein separates Matrixmaterialaufbereitungsaggregat oder eine Dosiereinheit angeschlossen ist. 17. Einschneckenmaschine nach Anspruch 12, dadurch

gekennzeichnet, dass die Schneckenwelle (4) förderaufseitig der Faserstrangzufuhr und -imprägnierzone (7) eine

Matrixaufbereitungszone (6) aufweist und an dem

förderabseitigen Ende der Matrixaufbereitungszone (6) einen Abstauring (43) vorgesehen ist.

18. Einschneckenmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschneckenmaschine als zyklisch oder kontinuierlich arbeitender Extruder eine Spritzgießeinheit bildet.

19. Einschneckenmaschine nach Anspruch 18, dadurch

gekennzeichnet, dass die Spritzgießeinheit eine axial längsverschiebbare Schneckenwelle (4) aufweist, der

Matrixmaterialverteiler (37) mit dem Längskanal (38) mit einer Radialbohrung (44) oder mehreren in Längsrichtung der Schneckenwelle (4) versetzten Radialbohrungen (44) für das aufbereitete Matrixmaterial an einer Meteringzone (6c) in der Matrixmaterialaufbereitungszone (6) der Schneckenwelle (4) angeschlossen ist, wobei jede Radialbohrung (44) mit einem Absperrorgan versehen ist.

20. Einschneckenmaschine nach Anspruch 19, dadurch

gekennzeichnet, dass die Absperrorgane als

Rückschlagventile (48) ausgebildet sind.

21. Einschneckenmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine an den

Matrixmaterialverteiler (37) angeschlossene Imprägnier- Startdosiereinrichtung (45) mit einer

Matrixmaterialaufnahmekammer (46) vorgesehen ist, welche sich beim zyklischen Start der Schneckenwelle (3) entleert.

22. Einschneckenmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass f rderabseitig von der

Faserzufuhr- und Imprägnierzone (7) eine Fasermisch- und - zerteilzone (9) oder Fasermisch- und -zerteilzone mit

Rückströmsperre (9a) vorgesehen ist.

23. Einschneckenmaschine nach Anspruch 22, dadurch

gekennzeichnet, dass in der Fasermisch- und

-zerteilzone (9) oder der Fasermisch- und -zerteilzone mit Rückstromsperre (9a) an der Innenseite des

Schneckenwellengehäuses (3) längsbeweglich und/oder

drehfest angeordnete, in Umfangsrichtung oder radialer Richtung verlaufende Scherflächen vorgesehen sind, die zum Zerteilen des Faserstrangs (17) mit an dem Umfang der

Schneckenwelle (4) oder radial verlaufenden, an der

Schneckenwelle (4) drehfest angeordneten Scherflächen zusammenwirken .

24. Einschneckenmaschine nach Anspruch 23, dadurch

gekennzeichnet, dass die an dem Umfang der Schneckenwelle (4) drehfest angeordneten Scherflächen durch den

Schneckensteg (26) oder Stegelemente (26b) gebildet werden.

25. Einschneckenmaschine nach Anspruch 23 oder 24, dadurch

gekennzeichnet, dass in der Fasermisch- und -zerteilzone (9) an der Schneckenwellengehäuseinnenseite eine

Schikanehülse (31) zur Bildung einer Scherfläche in

Umfangsrichtung an dem Schneckenwellengehäuse (3) drehfest angeordnet ist, welche einen dem Schneckenaußendurchmesser entsprechenden Innendurchmesser aufweist und mit wenigstens einer Schikanestufe mit einem Schikanekanal (32) mit einer Eintrittsöffnung (33) zum Eintritt des in der Faserzufuhr- und -imprägnierzone (7) imprägnierten Faserstrangs von der Innenseite der Schikanehülse (31) in den Schikanekanal (32) und mit einer förderabseitig von der Eintrittsöffnung (33) angeordneten Austrittsöffnung (34) zum Wiederaustritt des imprägnierten Faserstrangs (17) aus dem Schikanekanal (32) versehen ist, wobei die Schneckenwelle (4) zwischen der Eintrittsöffnung (33) und der Austrittsöffnung (34) des Schikanekanals (32) mit einer Sperrscheibe (35) versehen ist .

26. Einschneckenmaschine nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschneckenmaschine als Spritzgießeinheit mit einer längsverschiebbaren

Schneckenwelle (4) versehen ist, um bei Verschiebung in Richtung der Einfüllöffnung (13) der Spritzgießeinheit einen Einspritzdosiervolumenspeicher zu bilden, der

förderaufseitig mit einer Rückstromsperre versehen ist, wobei die Schikanehülse (31) welche drehfest und

längsbeweglich im Schneckenwellengehäuse (3) gelagert ist durch Verschieben aus dem schneckenseitigen Teil die

Rückströmsperre bildet

27. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung wenigstens einer radial verlaufenden

Scherfläche in der Fasermisch- und Zerteilzone (9)

Zerteilringe (57, 58) drehfest auf der Schneckenwelle (4) und Zerteilringe (59, 60) an der Innenseite des

Schneckenwellengehäuses (3) drehfest und längsbeweglich angeordnet sind, deren Stirnfläche aneinander angeordnet sind und die mit axial zur Schneckenwelle (4) verlaufenden Durchtrittskanälen (62 bis 65) versehen sind, um bei

Drehung der Schneckenwelle (4) den Faserstrang (17) mit den Kanten an den Durchtrittskanälen (62 bis 65) zu zerteilen.

28. Einschneckenmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass förderaufseitig der

Fasermisch- und Zerteilzone (9) eine Druckaufbauzone (8) mit einer Vorzerteilkante (27) am Schneckenwellengehäuse (3) zur Faservorzerteilung vorgesehen ist.

Einschneckenmaschine nach Anspruch 18, dadurch

gekennzeichnet, dass der zyklisch arbeitende Extruder Einspritzkammer (51) aufweist, die durch einen der Schneckenwellenspit ze (28) gegenüberliegenden, im Schneckenwellengehäuse (3) axial verschiebbaren Kolben (74) mit Spritzkanal (IIa) gebildet wird, der mit der Spritzdüse (11) versehen ist.

30. Einschneckenmaschine nach Anspruch 29, dadurch

gekennzeichnet, dass die Rückstromsperre an der Fasermisch- und -zerteileinrichtung (9b) durch einen aktiven Sperrhub (S) der Schneckenwelle (4) ausgeführt wird, indem die

Sperrscheibe (35), welche für die Förderung durch die

Schikanehülse (31) an dem schneckenseitigen Teil der

Fasermisch- und -zerteileinrichtung (9b) zwischen der

Eintrittsöffnung (33) und der Austrittsöffnung (34) des Schikanekanals (32) steht, die Austrittsöffnung (34) und/oder die Eintrittsöffnung (33) des Schikanekanals (32) sperrt .

31. Einschneckenmaschine nach Anspruch 18, dadurch

gekennzeichnet, dass der kontinuierlich arbeitende Extruder einen axial beweglichen Verbindungsabschnitt (89) mit einem durch ein Absperrorgan (86) verschließbaren Kanal (84) aufweist, der an dem förderabseitigen Ende einen

Einspritzkolben (81) und am förderaufseitigen Ende einen weiteren Kolben (85) aufweist, wobei der Einspritzkolben (81) mit dem Spritzgießzylinder (77) einen

Spritzgießspeicher (79) bildet, welcher mit einem

Spritzkanal (IIa) und der Spritzdüse (11) versehen ist, und der weitere Kolben (85) in dem Scheckenwellengehäuse (3) zur Bildung eines Zwischenraumspeichers (88) verschiebbar geführt ist.