WO2006024421A2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer mehrschichtigen sandwich-leichtbauplatte - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer mehrschichtigen sandwich-leichtbauplatte Download PDF

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    • B29C70/504—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of indefinite length, e.g. prepregs, sheet moulding compounds [SMC] or cross moulding compounds [XMC] using rollers or pressure bands
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    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/60—Multitubular or multicompartmented articles, e.g. honeycomb
    • B29L2031/608—Honeycomb structures

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing a multilayer sandwich lightweight building board, wherein a thermoplastic support core is connected to at least one cover layer consisting of a layered or plate-shaped element.
  • Cover layers can be used as semi-finished products for sandwich lightweight panels, but also as semifinished products for molded parts.
  • Such molded part elements also called organic sheets, can be used, for example, in vehicle construction by the elements being inserted, heated, deformed and cooled after production into molds, thus forming a finished molded part.
  • the elements can be further processed as a cover layer for a sandwich lightweight board by being connected to a support core.
  • the fiber material is usually combined with a thermoplastic matrix and soaked in a pressing process with the thermoplastic material, so that each fiber filament is completely surrounded by thermoplastic material.
  • a thermoplastic matrix for pressing double-band presses with steel or Teflon tapes are used, the material with the thermoplastic Ma ⁇ terial between planned press tables.
  • this requires high wear, a less efficient heat transfer and high machine costs.
  • such a press device requires a large footprint.
  • Lightweight panels also called sandwich panels, are usually produced by combining outer layers of fiber material and matrix mass in a separate working step, either in the form of a remelting of the fibers or by adding thermoplastic synthetic fibers to the reinforcing fibers.
  • the fusion with a thermoplastic support core then takes place in a further working step, in that the prefabricated cover layers are melted and pressed onto the molten thermoplastic support core, as described, for example, in DE 42 08 812 A1.
  • This method is very time-consuming and requires high energy input, which also causes high costs.
  • the solution to this problem consists in the fact that fiber material and liquid thermoplastic material present to form the cover layer as a fiber layer, fiber fabric, flow, rovings or the like arrangement are fed to one another and the liquid thermoplastic material is rolled into the fiber material under pressure and / or infiltrated, and this cover layer then fed to the Stauer ⁇ core and is connected by means of their still liquid thermoplasti ⁇ 's material with the support core thermoplastic.
  • thermoplastic material By rolling and / or rolling the fiber material into the still liquid or pasty, hot, thermoplastic material, a fast, efficient and thus cost-effective joining of the fiber material to the thermoplastic material is achieved possible.
  • thermoplastic sheathing of the fiber reinforcement takes place immediately before welding or fusing with the thermoplastic support core, and the temperature which is necessary for melting the thermoplastic material and for impregnating the fiber material, also for the welding or fusion of already ange ⁇ molten core is used, no separate Energyzu ⁇ drove for melting a prefabricated cover layer required lent. Thus, less energy is required for the production ofchtbau ⁇ plate.
  • the production of the lightweight board in accordance with the method according to the invention can be carried out quickly and continuously.
  • the degree of energy saving depends on the thickness of the fiber material impregnation. Possible savings of about 1kWh / m 2 compared to conventional manufacturing processes. With a machine capacity of 1 million m 2 / year, this means an energy saving of 1 million kWh per year and machine.
  • any material for example glass fiber, carbon fiber, aramid fiber or natural fibers, in particular with a filament bundle thickness (rovings) of about 0.2 mm to 2 mm thickness, can be used as the fiber material.
  • a thermoplastic adapted to the particular application can be used.
  • the invention is characterized by a feeding device for supplying each other flüssi ⁇ gem, thermoplastic material and as Fasergelege, Faserge ⁇ weave, flow or rovings or similar arrangement vorlie ⁇ the fiber material, wherein the feeding device at least one Roller for rolling in and / or Einwalk the provided with liquid thermoplastic material fiber material, and wherein the feeding device for supplying the liquid material surrounded with liquid, thermoplastic material is formed as a cover layer to a connecting device for connection to the thermoplastic region of the support core ,
  • an injection device for producing the thermoplastic core may be provided in the region of the connecting device, in particular an extrusion line and a slot die for injecting thermoplastic foam into a transport path leading to the connecting device for the support core and cover layer (s) having.
  • the direct production of the support core prior to connection to the cover layers eliminates the storage and the associated costs for the support cores.
  • the support core may be a thermoplastic plastic foam or a thermoplastic synthetic material honeycomb produced directly by means of special devices in the connection region.
  • the core structure is directly connected to the cover layer (s) after its production, only a single cooling process is required for the support core in comparison to two cooling processes in the plate production according to the prior art, in which the core is initially used whose separate preparation has to be cooled and then cooled again after being joined to the at least one cover layer. In this way, an additional energy saving of about 1MWh / year is possible.
  • the fibers are introduced under mechanical tension into the liquid, thermoplastic material. Similar to pre-stretched reinforcing steel in prestressed concrete, the strength of the cover layer is thereby increased. In this case, strength advantages of up to 15% over cover layers with non-tensioned fibers are possible, since the material properties of the fibers are optimally utilized only in the stressed state.
  • the introduction of the fibers under tension can be achieved by the fibers take over the entire tensile forces, which are necessary to overcome the resistances when passing through an impregnating device and a subsequent cooling device gleich ⁇ moderately and in this stretched state by the solidification of the thermoplastic Mass be kept. Additional brake devices can make the bias effect controllable.
  • By actively cooling to low temperatures of the fiber material provided with thermoplastic material different coefficients of thermal expansion or expansion of the two material components can be compensated insofar as the plastics material shrinks comparatively strongly during cooling and the prestressed fibers in the plastic Mate ⁇ material in their tightly stretched state practically "frozen". Even with subsequent heating, the fibers retain their tension and, if necessary, are even further tensioned by the temperature-related expansion of the plastic material. This ensures optimum utilization of the material properties, in particular with regard to strength, of the fibers. Due to the increased strength, in contrast, material can be saved, as a result of which the weight of a sand-wich lightweight building board can also be reduced.
  • the fibers lying transversely to the production direction in order then to fuse them with the longitudinal fiber web in a second production step and to melt the fiber web thus obtained as a cover layer with the core material.
  • the two prefabricated components that is to say the core and the pre-impregnated transverse webs, are practically melted by the liquid thermoplastic material on the joining side and thereby fused together, the longitudinal reinforcement in the form of continuous longitudinal fibers being introduced at the same time.
  • the strength can be increased by up to 30% in such oriented fiber layers compared to fiber fabrics.
  • a simple web consisting of any number of juxtaposed longitudinal rovings, impregnated, preferably by a Breit ⁇ slit nozzle by means of vacuum support.
  • the web After cooling by means of Kailanderwalzen the web is divided into sections, the Width of the later to be produced cover layer or Sandwich ⁇ plate correspond. These individual sections are stacked or welded transversely to one another by suitable welding methods, the fibers lying transversely to the main direction, and rolled up.
  • these prefabricated transversely reinforced individual pieces, or the roll consisting of individual pieces welded together are then welded together with a web which is also reinforced only in the longitudinal direction immediately after embossing, the heat required for the impregnation also being used for the welding.
  • the core layer can be welded immediately afterwards using the same heat with the just-joined longitudinal and transverse webs. Only if the heat capacity of the manufactured longitudinal web is insufficient, can preheating of the core material be necessary.
  • the sandwich lightweight board produced by the method and the device according to the invention is also distinguished by the good recycling properties.
  • Spent lightweight plates can for example be shredded, melted down and used again as a thermoplastic material for new lightweight building boards.
  • the glass or fiber content contained in the recycling material and formed by the fiber material of the recycled lightweight construction plate even has a stabilizing effect on the newly produced product.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention for producing a sandwich lightweight board with a feed device having two feed paths for feeding thermoplastic material to fiber material of a
  • FIG. 2 shows a feed device with a feed region for a carrier-forming outer layer
  • FIG. 3 shows a feeding device with a special arrangement of rollers
  • FIG. 4 shows a feeding device with a container having an extrusion system
  • FIG. 5 shows a feed device according to FIG. 4 with a vacuum chamber downstream of the extrusion system
  • Fig. 10 feeding devices each with a device for
  • FIG. 11 is a folding device for forming laterally over the support core protruding supernatants of the cover layers, Fig. 12 to
  • Fig. 15 is a feeding device with a conveyor belt associated pressing belt and
  • thermoplastic material 16 shows a feeding device for feeding thermoplastic material as well as prefabricated, transverse
  • thermoplastic support core 3 A designated as a whole with 1 device for producing a multilayer, a thermoplastic support core 3 as well as two cover layers 4 having sandwich lightweight panel 2, according to Figure 1, a feeder 5 with two Zulite- because 5a, 5b for supplying liquid, thermoplastic Ma ⁇ terial on fiber material 6 of the cover layers 4.
  • the fiber material 6 impregnated with liquid, thermoplastic material is forwarded by means of the feed device 5 to a connecting device 7 for connection to the thermoplastic support core 3, where it is fused to the support core 3.
  • the liquid, thermoplastic material introduced therein cools only on the outside to dissolve, so that it can be fused to the connecting device 7 without renewed heating and thus without additional energy supply to the thermoplastic support core 3.
  • the upper and lower cover layers 4 of the lightweight board 2 can be attached to the support core 3 at the same time. be brought.
  • the two feed paths 5a, 5b of the feed device 5 each have a circulating conveyor belt 9, for example made of heat-resistant plastic or steel, which is guided around three rollers 8a, b, c, onto which the fiber material 6 in an inlet region 10 is laid in the form of a fabric or a fabric.
  • a first roller 8a is heated by a heating device, not shown, so that the conveyor belt 9 and the fiber material 6 placed thereon are likewise heated.
  • thermo ⁇ plastic material over the entire width of the preheated fiber material 6 is applied.
  • the second roller 8b which is eben ⁇ if heated, is associated with a pressure roller 12, with a rolling and flexing work is applied to the liquid thermoplastic material to a homogeneous as possible connection between the individual filaments of the fiber material 6 and the thermoplastic material to reach.
  • the liquid thermoplastic material may first be applied to the conveyor belt 9 and the fiber material 6 subsequently placed thereon and pressed into the thermoplastic material with the pressure roller 12.
  • the roller 8b may have corrugations or the like profilings to a reinforced Walkarbelt on the thermoplastic material and the fiber material to be able to exercise.
  • the fiber material 6 impregnated with liquid, thermoplastic material is guided around the third roller 8c, which is guided by a cooling device (not shown). is cooled.
  • This cooled roller 8c reduces the temperature of the plastic material such that the cover layers 4 cool down on the outside and a perfect separation of the plastic material from the conveyor belt 9 is possible, while the inside of the cover layers 4, still in melt, with the un ⁇ indirectly fused previously support core 3 in contact mit ⁇ merge.
  • the support core 3 is guided with the applied cover layers 4 through a cooling and calibrating device 13, in which the cover layers 4 are pressed onto the support core 3 and the final thickness is determined. In this case, the cover layers 4 are cooled, so that the first still liquid or viscous thermoplastic material er ⁇ stares.
  • FIG. 2 shows a feed device 5 in which an outer layer 15 forming a carrier is introduced into the feed path of the fiber material 6 in a feed region 14.
  • This outer layer 15 as part of the cover layer can be provided, for example, for decorative purposes, for changing the surface structure, in particular as an anti-slip coating, or for changing the Fes ⁇ activity of the cover layer 4.
  • FIG. 3 shows a further feed device 5, in which a rolling device 16 is provided with two Walk rollers 17 acting on the fibrous material 6 provided with liquid, thermoplastic material.
  • the two Walkwalzen 17 are arranged in ei ⁇ nem small distance from each other, so that by means of ei ⁇ ner third, raised sealing roller 18, a sealed intermediate space 19 between the rollers 17, 18 and the fiber material 6 is formed.
  • the lateral sealing of the intermediate space 19 is formed by two side cheeks 20 made of thermoresistive material.
  • the front side cheek 20 is for illustration of the intermediate space 19 of the Walkwalzen 17 and the sealing roller 18 shown spaced. In operating position and this side cheek 20 is located on the rollers 17, 18 at.
  • a suction nozzle 21 is provided, via which the residual air in the intermediate space 19 by means of a not dargestell ⁇ th suction device can be sucked.
  • the evacuation of the gap sucks residual air from the fiber material 6, so that an improved homogeneous connection between the fiber material 6 and the thermoplastic material is achieved.
  • the fiber material 6 passes through a container 22, in which hot thermoplastic material is fed to the fiber material 6 by pressure on both sides by means of an extrusion system (not shown).
  • the fibrous material 6 so impregnated with liquid, thermoplastic material is fed to a vacuum chamber 23 in which the vacuum is as high as possible in order to suck the air between the fibers.
  • the rollers 24 can exert additional flexing work on the impregnated fiber material during the evacuation, in order to achieve as homogeneous a remelting as possible even with highly viscous materials.
  • fiber material 6 in fabric form is used in each case.
  • weaving is a relatively expensive operation, carried out in foreign companies on expensive looms, on the other hand, the fibers are um ⁇ wrapped around each other, the highest possible strength is achieved with directional fibers.
  • FIGS. 6 and 7 show two different devices 1, in which only fiber rovings are separated from a storage device. Roller 28 or any or vari ⁇ len number of supply rollers 28 are used. As an added benefit, this makes it possible to achieve a considerably simpler storage, but above all, a great deal more flexibility in the design of the properties of the cover layers 4.
  • FIG. 6 shows a left and a right conveyor belt 25 with many suspension pins 26 at the respective spacing of the desired roving distances.
  • the fiber rings, which are lined up transversely to the direction of production (arrow Pf1), are placed on the main roll 8b or conveyor belt 9 already coated with thermoplastic mass by the continuous movement of the conveyor belts 25, by the suspension pins 26 immediately after laying ein ⁇ pulled and thus ge the respective fiber roving ge ben.
  • These transverse rovings or fiber material threads are then covered by the vertical longitudinal threads 30, in order then to be pressed by the pressure roller 12 into the liquid, thermoplastic material.
  • FIGS. 7 and 8 show variants in which the transverse Ro ⁇ vings of a plurality of supply rollers 28 coming together in a holding and cutting device 31 are joined together from there as a roving band on the already with flüssi ⁇ gem , thermoplastic material occupied conveyor belt 9 to be guided by means of the transport device 32.
  • the transport device 32 After cutting off the transverse rovings in the holding and cutting device 31, the transport device 32 lowers onto the mass in order to deposit the roving strip there.
  • the transverse rovings can be applied at right angles to the longitudinal threads 30 (FIG. 7) or, as shown in FIG. 8, in any angular position. According to FIG.
  • two holding and cutting devices 31 and transport devices 32 are arranged one behind the other but in different directions or angular positions. Due to the angular position, the strength direction of the reinforcing fibers can be controlled and the overall strength can be improved by applying transverse rovings in different angular positions into a cover layer.
  • a feeding device 34 is in the lower position after a preceding cutting process. Once the clamping and Endpositionier owned 35, which is attached to the conveyor belt 36 is in its initial position on the unrolling and positioning device 37, the feeder 34 clamps the combed rovings 38 and guides them through the cutting device 39 and the rolling and Positioning device 37 for clamping and Endpositionier owned 35 and is then even in the upper position. After transferring the rotating ends to the clamping and end positioning device 35, the feeding device 34 opens again and at the same time returns to its lower position. The transport belts 36 with the clamping and Endpositionier immunity 35 holding the Roving ends clamped move in their transport direction (Pf2) until the length of the rovings 38 to be cut off corresponds to the production width of the cover layer.
  • Pf2 transport direction
  • the clamping and final positioning device 35 and the rolling and positioning device 37 travel to the exact position on the transport belt 36.
  • the rolling and positioning device 37 thereby rotates through 180 ° in the direction of the Arrow Pf3, so that the roving ends facing away from the conveyor belt 9, not shown in Figure 9 with the thermoplastic material.
  • the transport belts 36 then move vertically onto the conveyor belt 9 covered with thermoplastic material and at the same time absorb the speed of the conveyor belt 9 at right angles or at an angle set in accordance with the roving orientation, so that an exact, gapless positioning at the end a previously applied roving-Geleges is achieved.
  • the device according to FIG. 10 is provided.
  • this device 1 first a fiber layer is produced in that the transverse rovings pass through an impregnating nozzle 40 in a larger number from a package collecting board 33 transversely to the production direction Pf1, similar to the arrangement according to FIG.
  • the transport and cutting device 41 arranged on the transport belt 36 pulls the rovings impregnated with liquid, thermoplastic material out of the impregnating nozzle 40 at a continuous speed.
  • the converting device 42 takes up speed and takes over immediately at the same speed behind the Transport and cutting device 41, the impregnated roving band 43 with the front and the rear gripping device 44 a, b. Now the transfer device 42 continues the transverse movement (arrow Pf4) until the transport and cutting device 41 has taken on the conveyor belt 36 immediate connection to the hin ⁇ tere gripping device 44a. In this position, the transport and cutting device 41 engages and simultaneously cuts off.
  • the two gripping devices 44a, b lower themselves with the cut off roving belt 43 and then move in the guides 45 in the production direction (Pf1) and rotate simultaneously through 180 ° around the axis of the conversion device 42 Roving band positioned by the gripping means 44a, b lower themselves onto the conveyor belt 9 and the two gripping bars 46 make a rotation through 90 ° in the respective opposite direction in order to be able to open them.
  • the conveyor belt 9 is guided in each case around a fourth roller 8d.
  • this additional roller 8d can be used directly for rolling in or rolling in the fiber veilings into the thermoplastic material.
  • FIG. 15 shows a feed device 5 similar to that of FIG. 8, in which the conveyor belt 9 is additionally assigned a pressing belt 54.
  • This pressure belt 54 made of thermoresistant Material is led to four rollers 8b, 8d, 8e, 8f, wherein the An ⁇ press belt 54 between the rollers 8d, 8b and 8e follows the course of the conveyor belt 9.
  • the fibrous material 6 provided with thermoplastic material is introduced in the region of the roller 8d between the two belts 9, 54 which are in close contact with each other, so that in the further transport the thermoplastic material is pressed by the two belts 9, 54 into the fiber material a homogeneous connection is achieved.
  • the pressing takes place particularly well in the area of the rollers 8d and 8b due to the large wrap angle and the resulting large pressurization.
  • a good heat transfer from the heated roller (s) 8b, 8d is also given to the pressure belt 54, which further improves the connection between the thermoplastic material and the fiber material.
  • An arrangement according to FIG. 15 can be used not only when introducing fiber material into already liquid, thermoplastic material.
  • a feeding device 5 is also suitable, in particular, if the thermoplastic material is laid next to the fiber material in the form of thin threads or thermoplastic films are laid above or below the fiber layer, since in this case a good heat transfer for liquefying the thermoplastic material and a high surface pressure for rolling or squeezing the fiber material into the thermoplastic material are required.
  • the arrangement according to FIG. 15 is also suitable for the production of so-called organic sheets, as used for example in modern automobile and aircraft construction.
  • FIG. 11 shows a possibility of a lightweight board 2 with thermoplastic outer layers 4 and a thermoplasti ⁇ rule support core 3, which are welded together, laterally close.
  • the cover layers 4 be ⁇ standing of reinforcing fibers and thermoplastic material, as described above immediately before the thermoplastic connection with the support core 3 in the required width produced and still in the melt state with the support core 3, corresponding to the fold Supernatant 47 is narrower, brought into Ver ⁇ connection.
  • the lightweight building board 2 is fed in the production direction Pf1 to a folding device 48, which has a front shaping plate 49a and a rear forming plate 49b arranged behind it in the production direction Pf1.
  • the Umformble- che 49a, b are each curved, so that the Koch ⁇ stand 47 of the respective cover layer 4 when entering the associated Umformblech 49a, b from its original position at right angles in the direction of the open side edge 50 of the Stauer ⁇ core. 3 is transformed.
  • the projections 47 are in one another like a box.
  • the front forming plate 49a is connected to a heating device 51 in order to re-melt the supernatant 47 of the upper covering layer 4, which has already been cooled by the applicator roller for connecting the covering layer 4 to the supporting core 3.
  • a heating device 51 in order to re-melt the supernatant 47 of the upper covering layer 4, which has already been cooled by the applicator roller for connecting the covering layer 4 to the supporting core 3.
  • the warm, pasty supernatant 47 of the lower cover layer 4 which is still oriented toward the core, can be molded onto the previously converted and heated supernatant 47 of the upper cover layer 4 by fusion, resulting in a sealed, in particular watertight, closure of the lightweight building board 2 is created.
  • FIGS. 12 to 14 show, in a highly diagrammatic illustration, a lightweight board 2, each having opposing terminal ends 52a, b for connecting a plurality of lightweight panels 2 together.
  • the connection ends 52a are each formed by projections 47 of the cover layers 4.
  • the cover layers 4 In the lightweight panel 2 according to FIG. 12, only one of the cover layers 4 has a projection 47. This is bent at a distance from the side edge 50 of the support core 3 at right angles. As a result, a U-shaped profile is formed, into which the corresponding connection end 52b of another lightweight building board can be inserted. To reinforce the connection end 52a, the supernatant 47 can also be reshaped in such a way that the supernatant 47 at the resulting free end 53 of the U-profile is folded by 180 ° and returned to the support core 3 in an L-shaped manner.
  • both cover layers 4 are formed with a projection 47, so that a connection end 52a is formed, which makes it possible to connect a plurality of lightweight panels 2 within the panel plane.
  • These projections 47 can also be deformed by 180 ° at the resulting free ends 53 and run back in the direction of the support core 3 in order to increase the material thickness in the region of the connections 52a and thus the stability.
  • the projections 47 can also run back to the support core 3 and be formed there in each case by 90 °, so that overlap the free ends of the projections 47 in the region of the support core 3.
  • FIG. 14 shows a lightweight board 2 with a connection end 52a slightly modified in comparison to FIG.
  • the overhangs 47 at the resulting free ends 53 are also deformed in each case by 180 °, but the projections 47 do not run back to the support core 3, but are only partly returned in the direction of the support core 3, so that an undercut is formed on the connection end 52a into which the corresponding connecting end 52b of a further lightweight building panel 2 can intervene and so particularly is held securely.
  • connection ends 52b of the lightweight panels 2 according to FIGS. 13 and 14 can be formed, in particular, by impressing the cover layer 4 and optionally the support core 3 with a hot molding strip.
  • FIG. 16 shows a device 1 similar to the arrangement according to FIG. 1, wherein the feeding device 5 is comparable with the two feed lines 5a, 5b for the longitudinally extending fiber material 6 with the feeding device according to FIG.
  • the feeding device 5 is comparable with the two feed lines 5a, 5b for the longitudinally extending fiber material 6 with the feeding device according to FIG.
  • These fiber webs 55 run together on the rollers 8c with the fiber material 6 extending in the longitudinal direction, impregnated with liquid, thermoplastic material, and are thus connected to these.
  • the fiber web of longitudinal and transverse fibers thus obtained is bonded to the thermoplastic support core 3 on a connecting device 7, corresponding to the description of FIG. 1, wherein the use of the thermal energy of the still liquid thermoplastic material previously introduced into the longitudinally extending fiber material 6, no further energy input is required.
  • the fibers in the transverse as well as in the longitudinal direction can preferably be pre-stretched, that is, under tensile stress, into the thermoplastic Material are introduced to increase the strength of the Deckschich ⁇ th 4.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Sandwich-Leichtbauplatte (2) wird ein thermoplastischer Stützkern (3) mit zumindest einer aus einem plattenförmigen Element bestehenden Deckschicht (4) verbunden. Zur Bildung der Deckschicht (4) werden als Fasergelege, Fasergewebe, Fließ, Rovings oder dergleichen Anordnung vorliegendes Fasermaterial (6) und flüssiges thermoplastisches Material einander zugeführt und das flüssige thermoplastische Material wird unter Druckeinwirkung in das Fasermaterial (6) eingewalzt und/oder eingewalkt. Diese Deckschicht (4) wird anschließend dem Stützkern (3) zugeführt und mit Hilfe ihres noch flüssigen thermoplastischen Materials mit dem Stützkern (3) thermoplastisch verbunden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer mehrschichtigen
Sandwich-Leichtbauplatte
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vor¬ richtung zur Herstellung einer mehrschichtigen Sandwich-Leicht¬ bauplatte, wobei ein thermoplastischer Stützkern mit zumindest einer aus einem schicht- beziehungsweise plattenförmigen EIe- ment bestehenden Deckschicht verbunden wird.
Deckschichten können als Halbzeug für Sandwich-Leichtbauplat¬ ten, andererseits aber auch als Halbzeug für Formteile verwen¬ det werden. Derartige Formteil-Elemente, auch Organobleche ge- nannt, können beispielsweise im Fahrzeugbau Verwendung finden, indem die Elemente nach der Herstellung in Formen eingelegt, erwärmt, verformt und abgekühlt werden und so ein fertiges Formteil bilden. Andererseits können, wie vorerwähnt, die Ele¬ mente als Deckschicht für eine Sandwich-Leichtbauplatte weiter- verarbeitet werden, indem sie mit einem Stützkern verbunden werden.
Das Fasermaterial wird üblicherweise mit einer thermoplasti¬ schen Matrix kombiniert und in einem Pressprozess mit dem ther- moplastischen Material getränkt, so dass jedes Faser-Filament vollständig von thermoplastischem Material umgeben ist. Zum Pressen werden Doppelband-Pressen mit Stahl- oder Teflonbändern verwendet, die das Fasermaterial mit dem thermoplastischen Ma¬ terial zwischen planen Presstischen durchziehen. Dies bedingt jedoch hohe Abnutzung, einen wenig effizienten Wärmeübergang und hohe Maschinenkosten. Zudem erfordert eine solche Pressein¬ richtung eine große Stellfläche.
BESTATIGUNGSKOPIE Leichtbauplatten, auch Sandwichplatten genannt, werden übli¬ cherweise hergestellt, indem Deckschichten aus Fasermaterial und Matrixmasse in einem separaten Arbeitsschritt zusammenge¬ bracht werden, entweder in Form einer Umschmelzung der Fasern oder durch Beilegen von thermoplastischen Kunststofffasern zu den Armierungsfasern. Die Verschmelzung mit einem thermoplasti¬ schen Stützkern erfolgt anschließend in einem weiteren Arbeits¬ schritt, indem die vorgefertigten Deckschichten angeschmolzen und auf den angeschmolzenen thermoplastischen Stützkern aufge- presst werden, wie dies beispielsweise in der DE 42 08 812 A1 beschrieben ist. Dieses Verfahren ist sehr zeitintensiv und er¬ fordert hohen Energieeinsatz, was auch hohe Kosten verursacht.
Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrich- tung der vorgenannten Art zu schaffen, mit denen die Produkti¬ onszeit einer Sandwich-Leichtbauplatte verkürzt und der Ener¬ gieaufwand und somit auch die Kosten reduziert werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht hinsichtlich des Verfahrens darin, dass zur Bildung der Deckschicht als Fasergelege, Faser¬ gewebe, Fließ, Rovings oder dergleichen Anordnung vorliegendes Fasermaterial und flüssiges thermoplastisches Material einander zugeführt werden und das flüssige thermoplastische Material un¬ ter Druckeinwirkung in das Fasermaterial eingewalzt und/oder eingewalkt wird, und diese Deckschicht anschließend dem Stütz¬ kern zugeführt und mit Hilfe ihres noch flüssigen thermoplasti¬ schen Materials mit dem Stützkern thermoplastisch verbunden wird.
Durch das Einwalzen und/oder Einwalken des Fasermaterials in das noch flüssige oder pastöse, heiße, thermoplastische Mate¬ rial ist ein schnelles, effizientes und somit kostengünstiges Verbinden des Fasermaterials mit dem thermoplastischen Material möglich.
Da die thermoplastische Ummantelung der Faserarmierung unmit¬ telbar vor der Verschweißung beziehungsweise dem Verschmelzen mit dem thermoplastischen Stützkern geschieht und die Tempera- tur, die zur Schmelzung des thermoplastischen Materials und zur Imprägnierung des Fasermaterials notwendig ist, auch für die Verschweißung beziehungsweise Verschmelzung des bereits ange¬ schmolzenen Kerns genutzt wird, ist keine separate Energiezu¬ fuhr zum Anschmelzen einer vorgefertigten Deckschicht erforder- lieh. Somit wird weniger Energie zur Herstellung der Leichtbau¬ platte benötigt. Zudem kann die Fertigung der Leichtbauplatte gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren schnell und kontinuier¬ lich erfolgen. Diese Vorteile resultieren auch in einer kosten¬ günstigen Herstellung.
Der Grad der Energieeinsparung ist abhängig von der Dicke der Fasermaterial-Imprägnierung. Möglich sind Einsparungen von ca. 1kWh/m2 gegenüber herkömmlichen Herstellungsverfahren. Bei ei¬ ner Maschinenkapazität von 1 Million m2/Jahr bedeutet dies eine Energieeinsparung von 1 Million kWh pro Jahr und Maschine.
Als Fasermaterial kann praktisch beliebiges Material, bei¬ spielsweise Glasfaser, Kohlefaser, Aramidfaser oder Naturfa¬ sern, insbesondere mit einer Filament-Bündeldicke (Rovings) von etwa 0,2mm bis 2mm Dicke verwendet werden. Ebenso kann ein an den jeweiligen Anwendungsfall angepasster Thermoplast verwendet werden.
Hinsichtlich der Vorrichtung ist die Erfindung gekennzeichnet durch eine Zuführvorrichtung zum einander Zuführen von flüssi¬ gem, thermoplastischem Material und als Fasergelege, Faserge¬ webe, Fließ oder Rovings oder dergleichen Anordnung vorliegen¬ dem Fasermaterial, wobei die Zuführvorrichtung zumindest eine Walze zum Einwalzen und/oder Einwalken des mit flüssigem, ther¬ moplastischem Material versehenen Fasermaterials aufweist, und wobei die Zuführvorrichtung zum Zuführen des mit flüssigem, thermoplastischem Material umgebenen Fasermaterials als Deck- schicht an eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden mit dem thermoplastischen Bereich des Stützkerns ausgebildet ist.
Dabei ergeben sich die bereits bei der Beschreibung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens erläuterten Vorteile.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann im Bereich der Ver¬ bindungsvorrichtung eine Spritzeinrichtung zum Erzeugen des thermoplastischen Kerns vorgesehen sein, die insbesondere eine Extrusionsanlage und eine Breitschlitzdüse zum Einspritzen von thermoplastischem Kunststoffschäum in einen zur Verbindungsvor¬ richtung für den Stützkern und die Deckschicht (en) mündenden Transportweg aufweist. Durch das unmittelbare Herstellen des Stützkerns vor dem Verbinden mit den Deckschichten entfallen die Lagerhaltung und die damit verbundenen Kosten für die Stützkerne. Der Stützkern kann dabei ein thermoplastischer Kunststoffschäum oder eine mittels spezieller Vorrichtungen di¬ rekt im Verbindungsbereich hergestellte thermoplastische Kunst¬ stoff-Wabe sein. Da die Kernstruktur nach deren Erzeugung direkt mit der oder den Deckschicht (en) verbunden wird ist nur ein einziger Kühl¬ vorgang für den Stützkern erforderlich im Vergleich zu zwei Kühlvorgängen bei der Platten-Herstellung gemäß dem Stand der Technik, bei dem der Kern zunächst bei dessen separater Her¬ stellung abgekühlt und dann nach dem Verbinden mit der zumin- dest einen Deckschicht erneut gekühlt werden muss. Auf diese Weise ist eine zusätzliche Energieeinsparung von etwa 1MWh/Jahr möglich. Es ist vorteilhaft, wenn bei der Herstellung der Deckschicht die Fasern unter mechanischer Spannung in das flüssige, thermo¬ plastische Material eingebracht werden. Ähnlich wie bei vorge¬ strecktem Armierungsstahl in Spannbeton wird dadurch die Festigkeit der Deckschicht erhöht. Dabei sind Festigkeitsvor¬ teile von bis zu 15% gegenüber Deckschichten mit nicht gespann¬ ten Fasern möglich, da die Materialeigenschaften der Fasern erst im gespannten Zustand optimal ausgenutzt werden.
Das Einbringen der Fasern unter Spannung kann erreicht werden, indem die Fasern die gesamten Zugkräfte, die notwendig sind, um die Widerstände beim Durchlaufen einer Imprägniervorrichtung und einer anschließenden Kühlvorrichtung zu überwinden, gleich¬ mäßig übernehmen und in diesem Streckzustand durch das Erstar- ren der thermoplastischen Masse gehalten werden. Zusätzliche Bremseinrichtungen können den Vorspanneffekt steuerbar machen. Durch eine aktive Kühlung auf Tieftemperaturen des mit thermo¬ plastischem Material versehenen Fasermaterials können unter¬ schiedliche Temperatur- oder Ausdehnungskoeffizienten der bei- den Material-Komponenten insoweit ausgeglichen werden, als dass bei der Abkühlung das Kunststoff-Material vergleichsweise stark schrumpft und die vorgespannten Fasern in dem Kunststoff-Mate¬ rial in ihrem stark gespannten Zustand praktisch "eingefroren" werden. Auch bei späterer Erwärmung behalten die Fasern ihre Spannung bei und werden, durch die temperaturbedingte Ausdeh¬ nung des Kunststoff-Materials, gegebenenfalls sogar noch weiter gespannt. Damit ist eine optimale Ausnutzung der Materialeigen¬ schaften, insbesondere hinsichtlich Festigkeit, der Fasern ge¬ währleistet. Durch die erhöhte Festigkeit kann im Gegenzug Ma- terial eingespart werden, wodurch auch das Gewicht einer Sand¬ wich-Leichtbauplatte reduziert werden kann.
Es kann zudem zweckmäßig sein, wenn vorgefertigte, vorimpräg- nierte Faserbahnen mit in Montagelage quer zur Längserstre- ckungsrichtung des Stützkerns orientierten Fasern auf die mit flüssigem, thermoplastischem Material versehenen, in Montage¬ lage in Längserstreckungsrichtung des Stützkerns verlaufenden Längsfasern aufgebracht und mit Hilfe der thermischen Energie des flüssigen, thermoplastischen Materials mit diesen verbunden werden.
Am einfachsten lassen sich aneinander gereihte Längsfasern oder Längsrovings in einer Breitschlitzdüse imprägnieren, da keine übereinander liegende Querfäden, wie zum Beispiel bei einem Ge¬ webe, den Imprägnierfluss hindern. Diese "Überquerungen" wirken wie Knoten und verhindern die lückenlose Imprägnierung.
Daher kann es sinnvoll sein, die quer zur Produktionsrichtung liegenden Fasern vorzuimprägnieren, um diese dann in einem zweiten Produktionsschritt mit der Längsfaserbahn zu verschmel¬ zen und das so erhaltene Fasergelege als Deckschicht mit dem Kernmaterial zu verschmelzen. Die beiden vorgefertigten Kompo- nenten, also der Kern und die vorimprägnierten Querlagenbahnen werden praktisch von dem flüssigen thermoplastischen Material jeweils auf der Verbindungsseite angeschmolzen und dadurch mit¬ einander verschmolzen, wobei gleichzeitig die Längsverstärkung in Form von mitlaufenden endlosen Längsfasern eingebracht wird.
Die Festigkeit kann bei derartigen gerichteten Fasergelegen ge¬ genüber Fasergeweben um bis zu 30% gesteigert werden.
Bei der Vorfertigung der Querbahnen wird eine einfache Bahn, bestehend aus einer beliebigen Anzahl aneinander gereihter Längsrovings, imprägniert, vorzugsweise durch eine Breit¬ schlitzdüse mittels Vakuumunterstützung. Nach Abkühlung mittels Kailanderwalzen wird die Bahn aufgeteilt in Abschnitte, die der Breite der später zu fertigenden Deckschicht oder Sandwich¬ platte entsprechen. Diese einzelnen Abschnitte werden gestapelt oder durch geeignete Schweißverfahren quer aneinander ge¬ schweißt, wobei die Fasern dabei quer zur Hauptrichtung liegen, und aufgerollt. Im weiteren Verfahren werden dann diese vorge¬ fertigten querverstärkten Einzelstücke, oder die aus aneinander geschweißten Einzelstücken bestehende Rolle mit einer ebenfalls nur in Längsrichtung verstärkten Bahn unmittelbar nach der Im¬ prägnierung zusammengeschweißt, wobei die zur Imprägnierung notwendige Hitze auch für die Verschweißung genutzt wird. Wenn die vorgefertigte Querbahn und die aus der Extrusionsdüse kom¬ mende heiße Längsbahn zusammengeführt werden, kann unmittelbar danach die Kernschicht mit Nutzung derselben Wärme mit den eben vereinten Längs- und Querbahnen verschweißt werden. Nur falls die Wärmekapazität der gefertigten Längsbahn nicht aus¬ reicht, kann ein Vorheizen des Kernwerkstoffes notwendig sein.
Auf diese Weise können mehrere verschiedene Lagen unterschied¬ licher Orientierungsrichtungen und unterschiedlicher Armie- rungskonzentration miteinander verschweißt werden, um dann im letzten Extrusionsprozess die Schweißverbindung mit dem thermo¬ plastischen Kernmaterial zu erzielen.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung hergestellten Sandwich-Leichtbauplatte zeichnet sich auch durch die guten Recyclingeigenschaften aus. Ausgediente Leichtbau¬ platten können beispielsweise geshreddert, eingeschmolzen und wieder als thermoplastisches Material für neue Leichtbauplatten verwendet werden. Dabei wirkt sich der in dem Recyclingmaterial enthaltene, durch das Fasermaterial der recycelten Leichtbau¬ platte gebildete Glas- oder Faseranteil sogar stabilisierend in dem neu hergestellten Produkt aus. Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte und Vorrichtungsmerk¬ male ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen.
Es zeigt, zum Teil schematisiert:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung ei¬ ner Sandwich-Leichtbauplatte mit einer zwei Zuführ¬ wege aufweisenden Zuführvorrichtung zum Zuführen von thermoplastischem Material an Fasermaterial einer
Deckschicht sowie mit einer Verbindungsvorrichtung zum Verbinden der Deckschichten mit einem thermoplas¬ tischen Kern,
Fig. 2 eine Zuführvorrichtung mit einem Zuführbereich für eine einen Träger bildende Außenschicht,
Fig. 3 eine Zuführvorrichtung mit einer speziellen Walzenan¬ ordnung,
Fig. 4 eine Zuführvorrichtung mit einem eine Extrusionsan- lage aufweisenden Behälter,
Fig. 5 eine Zuführvorrichtung gemäß Figur 4 mit einer der Extrusionsanlage nachgeordneten Vakuumkammer,
Fig. 6 bis
Fig. 10 Zuführvorrichtungen mit jeweils einer Einrichtung zur
Bildung eines Faser-Geleges,
Fig. 11 eine Falzvorrichtung zum Umformen von seitlich über den Stützkern überstehenden Überständen der Deck¬ schichten, Fig. 12 bis
Fig. 14 Leichtbauplatten mit Anschlussenden zum Verbinden mehrerer Leichtbauplatten miteinander,
Fig. 15 eine Zuführvorrichtung mit einem dem Transportband zugeordneten Anpressband und
Fig. 16 eine Zuführvorrichtung zum Zuführen von thermoplasti- schem Material sowie vorgefertigten, querlaufenden
Faserbahnen an längsverlaufendes Fasermaterial einer Deckschicht sowie mit einer Verbindungsvorrichtung zum Verbinden der Deckschichten mit einem thermoplas¬ tischen Kern.
Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zur Herstellung einer mehrschichtigen, einen thermoplastischen Stützkern 3 so¬ wie zwei Deckschichten 4 aufweisenden Sandwich-Leichtbauplatte 2 weist gemäß Figur 1 eine Zuführvorrichtung 5 mit zwei Zuführ- wegen 5a, 5b zum Zuführen von flüssigem, thermoplastischem Ma¬ terial an Fasermaterial 6 der Deckschichten 4 auf. Das mit flüssigem, thermoplastischem Material getränkte Fasermaterial 6 wird mit der Zuführvorrichtung 5 an eine Verbindungsvorrichtung 7 zum Verbinden mit dem thermoplastischen Stützkern 3 weiterge- führt und dort mit dem Stützkern 3 verschmolzen. Während dem Transport des Fasermaterials 6 kühlt das darin eingebrachte flüssige, thermoplastische Material nur außenseitig ab, um sich zu lösen, so dass es an der Verbindungsvorrichtung 7 ohne er¬ neutes Erwärmen und somit ohne zusätzliche Energiezufuhr mit dem thermoplastischen Stützkern 3 verschmolzen werden kann. Bei der in Figur 1 dargestellten Zuführvorrichtung 5 mit zwei Zu¬ führwegen 5a, 5b können die obere und die untere Deckschicht 4 der Leichtbauplatte 2 gleichzeitig an den Stützkern 3 ange- bracht werden.
Die beiden Zuführwege 5a, 5b der Zuführvorrichtung 5 weisen je¬ weils ein um drei Walzen 8a,b,c geführtes, umlaufendes Trans- portband 9, beispielsweise aus temperaturbeständigem Kunststoff oder aus Stahl auf, auf das in einem Einlaufbereich 10 das Fa¬ sermaterial 6 in Form eines Gewebes oder eines Geleges aufge¬ legt wird. Eine erste Walze 8a ist durch eine nicht darge¬ stellte Heizeinrichtung beheizt, so dass das Transportband 9 sowie das darauf aufgelegte Fasermaterial 6 ebenfalls erwärmt werden. Mit einer Breitschlitzdüse 11 wird flüssiges, thermo¬ plastisches Material über die gesamte Breite des vorgewärmten Fasermaterials 6 aufgebracht. Der zweiten Walze 8b, die eben¬ falls beheizt ist, ist eine Anpresswalze 12 zugeordnet, mit der eine Walz- und Walkarbeit auf das flüssige, thermoplastische Material ausgeübt wird, um eine möglichst homogene Verbindung zwischen den Einzelfilamenten des Fasermaterials 6 und dem thermoplastischen Material zu erreichen. Alternativ kann auch zunächst das flüssige, thermoplastische Material auf das Transportband 9 aufgebracht und das Faserma¬ terial 6 anschließend darauf aufgelegt und mit der Anpresswalze 12 in das thermoplastische Material eingedrückt werden.
Insbesondere die ' Anpresswalze 12 'sowie gegebenenfalls, wenn kein Transportband 9 für das thermoplastische- Material verwen¬ det wird und keine Außenschicht 15 vorgesehen ist, die Walze 8b können Riffelungen oder dergleichen Profilierungen aufweisen, um eine verstärkte Walkarbelt auf das thermoplastische Material und das Fasermaterial ausüben zu können.
Im weiteren Verlauf wird ■ das mit flüssigem, thermoplastischem Material getränkte Fasermaterial 6 um die dritte Walze 8c ge¬ führt, die durch eine nicht dargestellte Kühleinrichtung ge- kühlt wird. Diese gekühlte Walze 8c reduziert die Temperatur des Kunststoffmaterials so, dass die Deckschichten 4 außensei¬ tig etwas abkühlen und eine einwandfreie Trennung des Kunst- stoffmaterials von dem Transportband 9 möglich ist, während die Innenseite der Deckschichten 4, noch in Schmelze, mit dem un¬ mittelbar zuvor angeschmolzenen Stützkern 3 beim Kontakt mit¬ einander verschmelzen. Für eine feste Verbindung zwischen den Deckschichten 4 und dem Stützkern 3 wird der Stützkern 3 mit den aufgelegten Deckschichten 4 durch eine Kühl- und Kalibrier- Vorrichtung 13 geführt, in der die Deckschichten 4 auf den Stützkern 3 aufgepresst und deren endgültige Dicke festgelegt wird. Dabei werden die Deckschichten 4 gekühlt, so dass das zu¬ nächst noch flüssige oder viskose thermoplastische Material er¬ starrt.
Figur 2 zeigt eine Zuführvorrichtung 5, bei der in einem Zu¬ führbereich 14 eine einen Träger bildende Außenschicht 15 in den Vorschubweg des Fasermaterials 6 eingebracht wird. Diese Außenschicht 15 als Teil der Deckschicht kann beispielsweise für dekorative Zwecke, zur Veränderung der Oberflächenstruktur, insbesondere als Antirutschbelag, oder zur Veränderung der Fes¬ tigkeit der Deckschicht 4 vorgesehen sein.
Figur 3 zeigt eine weitere Zuführvorrichtung 5, bei der eine Walkeinrichtung 16 mit zwei das mit flüssigem, thermoplasti¬ schem Material versehene Fasermaterial 6 beaufschlagenden Walk¬ walzen 17 vorgesehen ist. Die beiden Walkwalzen 17 sind in ei¬ nem geringen Abstand zueinander angeordnet, so dass mittels ei¬ ner dritten, erhabenen Dichtwalze 18 ein abgedichteter Zwi- schenraum 19 zwischen den Walzen 17, 18 und dem Fasermaterial 6 gebildet ist. Die seitliche Abdichtung des Zwischenraums 19 ist durch zwei Seitenwangen 20 aus thermoresistivem Material gebil¬ det. In Figur 3 ist die vordere Seitenwange 20 zur Darstellung des Zwischenraumes 19 von den Walkwalzen 17 und der Dichtwalze 18 beabstandet dargestellt. In Betriebsposition liegt auch diese Seitenwange 20 an den Walzen 17, 18 an. An einer der Sei¬ tenwangen 20 ist ein Absaugstutzen 21 vorgesehen, über den die Restluft in dem Zwischenraum 19 mittels einer nicht dargestell¬ ten Absaugeinrichtung abgesaugt werden kann. Die Evakuierung des Zwischenraums saugt restliche Luft aus dem Fasermaterial 6, so dass eine verbesserte homogene Verbindung zwischen dem Fasermaterial 6 und dem thermoplastischen Material erzielt wird.
Bei der Zuführvorrichtung 5 gemäß Figur 4 durchläuft das Faser¬ material 6 einen Behälter 22, in dem dem Fasermaterial 6 mit¬ tels einer nicht näher dargestellten Extrusionsanlage heißes thermoplastisches Kunststoff-Material beidseitig mit Druck zu¬ geführt wird.
Das derart mit flüssigem, thermoplastischem Material getränkte Fasermaterial 6 wird gemäß Figur 5 einer Vakuumkammer 23 zuge¬ führt, in der ein möglichst hohes Vakuum herrscht, um die zwi- sehen den Fasern befindliche Luft abzusaugen. Die Walzen 24 können während des Evakuierens zusätzliche Walkarbeit auf das getränkte Fasermaterial ausüben, um eine möglichst homogene Um- schmelzung auch bei hochviskosen Materialien zu erreichen.
Bei den Vorrichtungen gemäß den Figuren 1 bis 5 wird jeweils Fasermaterial 6 in Gewebeform verwendet. Das Weben ist jedoch ein relativ teurer Arbeitsgang, ausgeführt in Fremdbetrieben auf teuren Webstühlen, zum anderen werden dabei die Fasern um¬ einander geschlungen, die höchstmögliche Festigkeit wird aber mit gerichteten Fasern erreicht.
In den Figuren 6 und 7 sind zwei unterschiedliche Vorrichtungen 1 dargestellt, bei denen nur Faser-Rovings von einer Vorrats- Rolle 28 beziehungsweise einer beliebigen beziehungsweise vari¬ ablen Anzahl von Vorrats-Rollen 28 zum Einsatz kommen. Als Ne¬ beneffekt lässt sich damit eine erheblich einfachere Lagerhal¬ tung, vor allem aber sehr viel mehr Flexibilität in der Gestal- tung der Eigenschaften der Deckschichten 4 erzielen.
So zeigt Figur 6 ein linkes und ein rechtes Transportband 25 mit vielen Einhängestiften 26 im jeweiligen Abstand der ge¬ wünschten Roving-Abstände. Die Quer- oder Kettfäden 27 werden von der Vorrats-Rolle 28 kommend mit der oszillierend zwischen den beiden Transportbändern 25 hin- und herfahrenden Führung¬ söse 29 an den Einhängestiften 26 eingehängt. Die so quer zur Produktionsrichtung (Pfeil Pf1 ) aneinadergereihten Faser-Ro- vings werden durch die kontinuierliche Fortbewegung der Trans- portbänder 25 auf die bereits mit thermoplastischer Kunststoff- Masse belegte Hauptwalze 8b oder das Transportband 9 aufgelegt, indem die Einhängestifte 26 unmittelbar nach dem Auflegen ein¬ gezogen werden und damit den jeweiligen Faser-Roving frei ge¬ ben. Diese Quer-Rovings oder Fasermaterial-Fäden werden dann von den senkrecht kommenden Längs-Fäden 30 bedeckt, um dann von der An¬ presswalze 12 in das flüssige, thermoplastische Material einge¬ drückt zu werden.
Die Figuren 7 und 8 zeigen Varianten, bei denen die Quer-Ro¬ vings von einer Vielzahl von Vorrats-Rollen 28 kommend in einer Halte- und Schneidevorrichtung 31 zusammengeführt werden, um von dort gemeinsam als Roving-Band über das bereits mit flüssi¬ gem, thermoplastischem Material belegte Transportband 9 mittels der Transportvorrichtung 32 geführt zu werden. Nach dem Ab¬ schneiden der Quer-Rovings in der Halte- und Schneidevorrich¬ tung 31 senkt sich die Transportvorrichtung 32 auf die Masse, um das Roving-Band dort abzulegen. Die Quer-Rovings können rechtwinklig zu den Längsfäden 30 (Fi¬ gur 7) oder wie in Figur 8 dargestellt in beliebiger Winkel¬ stellung aufgebracht werden. Gemäß Figur 8 sind zudem zwei Halte- und Schneidevorrichtungen 31 und Transportvorrichtungen 32 mit je einem die Vorrats-Rollen 28 tragenden Spulen- bezie¬ hungsweise Rollen-Sammelbrett 33 hintereinander, aber in unter¬ schiedlichen Richtungen beziehungsweise Winkelstellungen ange¬ ordnet. Durch die Winkelstellung kann die Festigkeitsrichtung der Armierungsfasern gesteuert und durch Aufbringen von Quer- Rovings in unterschiedlichen Winkelstellungen in eine Deck¬ schicht die Festigkeit insgesamt verbessert werden.
Anhand von Figur 9 ist die Funktionsweise der Halte- und Schneidevorrichtung 31 sowie der Transportvorrichtung 32 ge¬ nauer beschrieben.
Eine Zuführeinrichtung 34 steht nach einem vorhergehenden Ab¬ schneidevorgang in der unteren Position. Sobald die Klemm- und Endpositioniereinrichtung 35, die an den Transportriemen 36 befestigt ist, in ihrer Anfangsposition über der Abroll- und Positioniereinrichtung 37 steht, klemmt die Zuführeinrichtung 34 die in Kamm geordneten Rovings 38 und führt diese durch die Schneideeinrichtung 39 und die Abroll- und Positioniereinrich¬ tung 37 zur Klemm- und Endpositioniereinrichtung 35 und ist dann selbst in der oberen Position. Nach dem Übergeben der Ro- ving-Enden an die Klemm- und Endpositioniereinrichtung 35 öff¬ net die Zuführeinrichtung 34 wieder und fährt gleichzeitig zu¬ rück in ihre untere Position. Die Transportriemen 36 mit der die Roving-Enden klemmend hal- tenden Klemm- und Endpositioniereinrichtung 35 bewegen sich so lange in ihrer Transportrichtung (Pf2) , bis die abzuschneidende Länge der Rovings 38 der Produktionsbreite der Deckschicht ent¬ spricht. Nach dem Abschneiden der Rovings 38 mit der Schneideeinrichtung 39 fahren die Klemm- und Endpositioniereinrichtung 35 und die Abroll- und Positioniereinrichtung 37 bis zur genauen Position auf den Transportriemen 36. Die Abroll- und Positioniereinrich- tung 37 dreht sich dabei um 180° in Richtung des Pfeils Pf3, so dass die Roving-Enden dem in Figur 9 nicht dargestellten Trans¬ portband 9 mit dem thermoplastischen Material abgewandt sind. Dann bewegen sich die Transportriemen 36 vertikal auf das mit thermoplastischem Material belegte Transportband 9 zu und neh- men gleichzeitig die Geschwindigkeit des Transportbandes 9 rechtwinklig oder im entsprechend der Roving-Ausrichtung einge¬ stellten Winkel auf, damit eine exakte, lückenlose Positionie¬ rung am Ende eines zuvor aufgebrachten Roving-Geleges erzielt wird. Je nach Konsistenz oder Viskosität des thermoplastischen Materials kann es sinnvoll sein, die zu positionierenden Ro- ving-Stränge mittels eines nicht dargestellten Stempels oder leicht gerippten Niederhalters in das thermoplastische Material zu drücken.
Bei manchen Materialien oder Materialkombinationen, bei denen eine homogene Imprägnierung schwer zu erreichen ist, kann es notwendig sein, die Rovings vorzuimprägnieren. Dazu ist die Vorrichtung gemäß Figur 10 vorgesehen. Mit dieser Vorrichtung 1 wird zunächst ein Fasergelege erzeugt, indem die Quer-Rovings in größerer Anzahl von einem Spulensam- melbrett 33 quer zur Produktionsrichtung Pf1 eine Imprägnier¬ düse 40, ähnlich der Anordnung gemäß Figur 4, durchlaufen. Die an den Transportriemen 36 angeordnete Transport- und Schneideeinrichtung 41 zieht die so mit flüssigem, thermoplas- tischem Material imprägnierten Rovings mit kontinuierlicher Ge¬ schwindigkeit aus der Imprägnierdüse 40. Während dieses Vor¬ gangs nimmt die Umsetzeinrichtung 42 Geschwindigkeit auf und übernimmt bei gleicher Geschwindigkeit unmittelbar hinter der Transport- und Schneideeinrichtung 41 das imprägnierte Roving- Band 43 mit der vorderen und der hinteren Greifeinrichtung 44a,b. Jetzt setzt die Umsetzeinrichtung 42 die Querbewegung (Pfeil Pf4) fort, bis die Transport- und Schneideeinrichtung 41 auf den Transportriemen 36 unmittelbaren Anschluss an die hin¬ tere Greifeinrichtung 44a genommen hat. In dieser Stellung greift die Transport- und Schneideeinrichtung 41 zu und schnei¬ det gleichzeitig ab. Die beiden Greifeinrichtungen 44a,b senken sich mit dem abgeschnittenen Roving-Band 43 ab und bewegen sich dann in den Führungen 45 in Produktionsrichtung (Pf1 ) und dre¬ hen sich gleichzeitig um 180° um die Achse der Umsetzeinrich¬ tung 42. Dabei wird das Roving-Band positioniert, indem die Greifeinrichtungen 44a,b sich auf das Transportband 9 senken und die beiden Greifbalken 46 eine Drehung um 90° in die je- weils entgegengesetzte Richtung machen, um diese öffnen zu kön¬ nen.
Bei den Vorrichtungen 1 gemäß Figuren 8 und 10 ist das Trans¬ portband 9 jeweils um eine vierte Walze 8d geführt. Dadurch er- gibt sich ein längerer Transportweg und in Folge dessen ist die Verweildauer des thermoplastischen Materials mit dem darin ein¬ gebetteten Fasermaterial auf dem Transportband 9 erhöht, so dass ein größerer Variationsspielraum für die thermische Bear¬ beitung des Fasergeleges mit dem flüssigen, thermoplastischen Material möglich ist, um beispielsweise eine bestimmte Viskosi¬ tät des thermoplastischen Materials beim Verbinden mit dem Stützkern zu erreichen. Zudem kann diese zusätzliche Walze 8d direkt zum Einwalzen beziehungsweise Einwalken der Faser-Ro- vings in das thermoplastische Material verwendet werden.
Figur 15 zeigt eine Zuführvorrichtung 5 ähnlich der aus Figur 8, bei der dem Transportband 9 zusätzlich ein Anpressband 54 zugeordnet ist. Dieses Anpressband 54 aus thermoresistivem Ma- terial ist um vier Walzen 8b, 8d, 8e, 8f geführt, wobei das An¬ pressband 54 zwischen den Walzen 8d, 8b und 8e dem Verlauf des Transportbandes 9 folgt. Das mit thermoplastischem Material versehene Fasermaterial 6 wird im Bereich der Walze 8d zwischen die beiden eng aneinander anliegenden Bänder 9, 54 eingebracht, so dass im weiteren Transportweg das thermoplastische Material mit flächigem Druck von den beiden Bändern 9, 54 in das Faser¬ material gepresst und eine homogene Verbindung erreicht wird. Das Einpressen erfolgt besonders gut im Bereich der Walzen 8d und 8b durch den großen Umschlingungswinkel und die daraus re¬ sultierende große Druckbeaufschlagung. Zudem ist durch die an¬ einander anliegenden Bänder 9, 54 ein guter Wärmeübergang von der beziehungsweise den beheizten Walze(n) 8b, 8d auch auf das Anpressband 54 gegeben, der die Verbindung zwischen dem thermo- plastischem Material und dem Fasermaterial weiter verbessert.
Eine Anordnung gemäß Figur 15 kann nicht nur beim Einbringen von Fasermaterial in bereits flüssiges, thermoplastischen Ma¬ terial verwendet werden. Auch und insbesondere ist eine solche Zuführvorrichtung 5 geeignet, wenn das thermoplastische Mate- rial in Form von dünnen Fäden neben das Fasermaterial gelegt wird oder thermoplastische Folien über oder unter die Faser¬ schicht gelegt werden, da hierbei ein guter Wärmeübergang zum Verflüssigen des thermoplastischen Materials sowie ein hoher flächiger Druck zum Einwalzen oder Einquetschen des Fasermate- rials in das thermoplastische Material erforderlich sind. Somit eignet sich die Anordnung gemäß Figur 15 auch zur Herstellung von sogenannten Organoblechen, wie sie beispielsweise im moder¬ nen Automobil- und Flugzeugbau verwendet werden.
Nach dem Verbinden der Deckschichten 4 mit dem Stützkern 3 sind die seitlichen Kanten der Leichtbau- oder Sandwichplatte 2 of¬ fen, so dass die Waben- oder dergleichen Kernstruktur frei liegt. Figur 11 zeigt eine Möglichkeit, eine Leichtbauplatte 2 mit thermoplastischen Deckschichten 4 und einem thermoplasti¬ schen Stützkern 3, die miteinander verschweißt werden, seitlich zu verschließen. Dabei werden zunächst die Deckschichten 4, be¬ stehend aus Armierungsfasern und thermoplastischem Kunststoff- Material, wie zuvor beschrieben unmittelbar vor der thermoplas¬ tischen Verbindung mit dem Stützkern 3 in der erforderlichen Breite hergestellt und noch in Schmelzzustand mit dem Stützkern 3, der entsprechend dem Falz-Überstand 47 schmaler ist, in Ver¬ bindung gebracht. Die Leichtbauplatte 2 wird in Produktions- richtung Pf1 einer Falzvorrichtung 48 zugeführt, die ein vorde¬ res Umformblech 49a und ein in Produktionsrichtung Pf1 dahinter angeordnetes hinteres Umformblech 49b aufweist. Die Umformble- che 49a,b sind jeweils kurvenartig geformt, so dass der Über¬ stand 47 der jeweiligen Deckschicht 4 beim Einlaufen in das zu- gehörige Umformblech 49a,b aus seiner ursprünglichen Lage rechtwinklig in Richtung der offenen Seitenkante 50 des Stütz¬ kerns 3 umgeformt wird. Dadurch liegen nach dem Durchlaufen der Falzvorrichtung 48 die Überstände 47 wie bei einer Schachtel ineinander. Das vordere Umformblech 49a ist mit einer Heizein- richtung 51 verbunden, um den durch die Auftragswalze zum Ver¬ binden der Deckschicht 4 mit dem Stützkern 3 bereits angekühl¬ ten Überstand 47 der oberen Deckschicht 4 erneut in Schmelze zu bringen. Dadurch ist eine homogene Verbindung der beiden Über¬ stände 47 der Deckschichten 4 möglich. Der an seiner zum Kern hin orientierten Innenseite noch warme, pastöse Überstand 47 der unteren Deckschicht 4 kann beim Anformen an den zuvor umge¬ formten und erwärmten Überstand 47 der oberen Deckschicht 4 mit diesem Verschmelzen, wodurch ein dichter, insbesondere wasser¬ dichter Abschluss der Leichtbauplatte 2 geschaffen ist.
In Figur 11 ist auch gut die Wabenstruktur des Stützkerns 3 zu erkennen, durch die eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht erzielt wird. Die Figuren 12 bis 14 zeigen in stark schematisierter Darstel¬ lung jeweils eine Leichtbauplatte 2, die jeweils gegenüberlie¬ gende Anschlussenden 52a,b zum Verbinden mehrerer Leichtbau- platten 2 miteinander aufweisen. Die Anschlussenden 52a sind jeweils durch Überstände 47 der Deckschichten 4 gebildet.
Bei der Leichtbauplatte 2 gemäß Figur 12 weist nur eine der Deckschichten 4 einen Überstand 47 auf. Dieser ist mit Abstand zur Seitenkante 50 des Stützkerns 3 rechtwinklig umgebogen. Da¬ durch ist ein U-Profil gebildet, in das das korrespondierende Anschlussende 52b einer weiteren Leichtbauplatte eingesetzt werden kann. Zur Verstärkung des Anschlussendes 52a kann der Überstand 47 auch derart umgeformt sein, dass der Überstand 47 an dem resultierenden freien Ende 53 des U-Profils um 180° ge¬ faltet ist und L-förmig zum Stützkern 3 zurückgeführt ist.
Bei der Leichtbauplatte 2 gemäß Figur 13 sind beide Deckschich¬ ten 4 mit einem Überstand 47 ausgebildet, so dass ein Anschlus- sende 52a gebildet ist, das ein Verbinden mehrerer Leichtbau¬ platten 2 innerhalb der Platten-Ebene ermöglicht. Auch diese Überstände 47 können an den resultierenden freien Enden 53 je¬ weils um 180° umgeformt sein und in Richtung des Stützkerns 3 zurücklaufen, um die Materialstärke im Bereich des Anschlüssen^ des 52a und somit die Stabilität zu erhöhen. Gegebenenfalls können die Überstände 47 auch bis zum Stützkern 3 zurücklaufen und dort jeweils um 90° umgeformt sein, so dass sich die freien Enden der Überstände 47 im Bereich des Stützkerns 3 überlappen.
Figur 14 zeigt eine Leichtbauplatte 2 mit einem gegenüber Figur 13 leicht modifiziertem Anschlussende 52a. Dabei sind die Über¬ stände 47 an den resultierenden freien Enden 53 ebenfalls je¬ weils um 180° umgeformt, jedoch laufen die Überstände 47 nicht bis zum Stützkern 3 zurück, sondern sind nur zum Teil in Rich¬ tung des Stützkerns 3 zurückgeführt, so dass an dem Anschlus¬ sende 52a eine Hinterschneidung gebildet ist, in die das kor¬ respondierende Anschlussende 52b einer weiteren Leichtbauplatte 2 eingreifen kann und so besonders sicher gehalten ist.
Die korrespondierenden Anschlussenden 52b der Leichtbauplatten 2 gemäß den Figuren 13 und 14 können insbesondere durch Eindrü¬ cken der Deckschicht 4 und gegebenenfalls des Stützkerns 3 mit einer heißen Formleiste gebildet werden.
Figur 16 zeigt eine Vorrichtung 1 ähnlich der Anordnung gemäß Figur 1 , wobei die Zuführvorrichtung 5 mit den beiden Zuführwe¬ gen 5a, 5b für das in Längsrichtung verlaufende Fasermaterial 6 mit der Zuführvorrichtung nach Figur 5 vergleichbar ist. Zu¬ sätzlich ist in jedem der Zuführwege 5a, 5b für die beiden auf den Stützkern 3 aufzubringenden Deckschichten 4 im Bereich der Walzen 8c eine Zuführung für vorgefertigte, vorimprägnierte Fa¬ serbahnen 55 mit in Montagelage quer zur Längserstreckungsrich- tung des Stützkerns 3 orientierten Fasern. Diese Faserbahnen 55 laufen an den Walzen 8c mit dem in Längsrichtung verlaufenden, mit flüssigem, thermoplastischem Material getränkten Fasermate¬ rial 6 zusammen und werden so mit diesen verbunden. Im weiteren Verlauf wird das so gewonnene Fasergelege aus Längs- und Quer- fasern mit dem thermoplastischen Stützkern 3 an einer Verbin¬ dungsvorrichtung 7, entsprechend der Beschreibung zu Figur 1, verbunden, wobei durch die Verwendung der thermischen Energie des noch flüssigen thermoplastischen Materials, welches zuvor in das in Längsrichtung verlaufende Fasermaterial 6 eingebracht wurde, keine weitere Energiezufuhr erforderlich ist.
Die Fasern in Quer- wie auch in Längsrichtung können bevorzugt vorgestreckt, also unter Zugspannung, in das thermoplastische Material eingebracht werden, um die Festigkeit der Deckschich¬ ten 4 zu erhöhen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Sandwich- Leichtbauplatte (2) , wobei ein thermoplastischer Stützkern (3) mit zumindest einer aus einem plattenförmigen Element bestehenden Deckschicht (4) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Deckschicht (4) als Fasergelege, Fasergewebe, Fließ, Rovings oder dergleichen Anordnung vorliegendes Fasermaterial (6) und flüssiges thermoplastisches Material einander zugeführt werden und das flüssige thermoplastische Material unter Druckeinwir¬ kung in das Fasermaterial (6) eingewalzt und/oder einge¬ walkt wird, und diese Deckschicht (4) anschließend dem Stützkern (3) zugeführt und mit Hilfe ihres noch flüssigen thermoplastischen Materials mit dem Stützkern (3) thermo¬ plastisch verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das auf die aus Fasermaterial (6) bestehende Deckschicht (4) aufgebrachte, flüssige, thermoplastische Material vor dem Zusammenführen mit dem Stützkern (3) zur Bildung einer viskosen Außenhaut abgekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (4) mit dem Fasermaterial (6) und dem thermoplastischen Material vor der Zuführung an den Stütz¬ kern (3) für eine optimierte Verbindungs-Temperatur abge¬ kühlt und/oder erwärmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Deckschicht (4) mit dem Fasermate¬ rial (6) und dem thermoplastischen Material auf der der Stützkern-Verbindungsseite abgewandten Flachseite mit ei- ner Außenschicht (15) versehen wird oder dass das Faserma¬ terial (6) und das flüssige, thermoplastische Material auf eine Außenschicht (15) als Träger aufgebracht werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Einzelfasern mit flüssigem, thermo¬ plastischem Material vorimprägniert und anschließend in das flüssige, thermoplastische Material zum Verbinden mit dem Stützkern (3) eingebracht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung der Deckschicht (4) das flüssige thermoplastische Material unter Vakuum oder Unterdruck in das Fasermaterial (6) der Deckschicht (4) eingebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass bei der Herstellung der Deckschicht (4) das Fasermaterial (6) in das flüssige, thermoplastische Material eingebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass bei der Herstellung der Deckschicht (4) das flüssige, thermoplastische Material auf das Fasermate- rial (6) aufgetragen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass bei der Herstellung der Deckschicht (4) das Fasermaterial (6) dem flüssigen, thermoplastischen Ma- terial als Einzelfasern (30) oder als Parallel-Anordnung mehrerer Einzelfasern (30) zugeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet, dass bei der Herstellung der Deckschicht (4) quer zur Vorschubrichtung des thermoplastischen Materials orientierte Einzelfasern (27) oder Gruppen von Einzelfa¬ sern (43) in das flüssige, thermoplastische Material ein- gebracht werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass bei der Herstellung der Deckschicht (4) zunächst Gruppen von quer zur Vorschubrichtung orientier- ten Einzelfasern und anschließend in Vorschubrichtung ori¬ entierte Gruppen von Einzelfasern in das flüssige, thermo¬ plastische Material eingebracht werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung der Deckschicht
(4) die Fasern unter mechanischer Spannung in das flüs¬ sige, thermoplastische Material eingebracht werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass vorgefertigte, vorimprägnierte Faser¬ bahnen (55) mit in Montagelage quer zur Längserstreckungs- richtung des Stützkerns (3) orientierten Fasern auf die mit flüssigem, thermoplastischem Material versehenen, in Montagelage in Längserstreckungsrichtung des Stützkerns (3) verlaufenden Längsfasern aufgebracht und mit Hilfe der thermischen Energie des flüssigen, thermoplastischen Mate¬ rials mit- diesen verbunden werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Stützkern (3) durch Einspritzen von Kunststoffschaum in einen in den Verbindungsbereich für den Stützkern (3) und die Deck¬ schicht (en) (4) mündenden Transportweg gebildet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbinden des Stützkerns (3) mit der (den) Deckschicht (en) (4) seitlich über den Stütz- kern (3) überstehende Überstände der thermoplastischen Deckschicht (en) (4) in Richtung des Stützkerns (3) umge¬ formt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbinden des Stützkerns (3) mit einer oberen und einer unteren Deckschicht (4) seitlich über den Stützkern (3) überstehende Überstände der beiden thermoplastischen Deckschichten (4) in Richtung des Stützkerns (3) in einan¬ der überlappender Weise umgeformt werden.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Deckschicht seitlich umgeformt und an ihrer dem Stützkern abgewandten Außenseite erwärmt und angeschmolzen wird und dass die zweite Deckschicht mit ihrer dem Stütz- kern (3) zugewandten, vom Verbindungsvorgang mit dem
Stützkern (3) noch heißen, pastösen Innenseite in Richtung des Stützkerns (3) und der dann seitlich vor dem Stützkern
(3) angeordneten, umgeformten ersten Deckschicht umgeformt und mit der angeschmolzenen Außenseite der ersten Deck- schicht verbunden wird.
18. Vorrichtung zur Herstellung einer Sandwich-Leichtbauplatte
(2) mittelS' wenigstens eines plattenförmigen Elementes als Deckschicht und einem Stützkern (3) , der zumindest auf seiner Flachseite, die in Gebrauchslage der Deckschicht zugewandt ist, thermoplastisch ausgebildet ist, insbeson¬ dere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der An¬ sprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zu- führvorrichtung (5) zum einander Zuführen von flüssigem, thermoplastischem Material und als Fasergelege, Faserge¬ webe, Fließ oder Rovings oder dergleichen Anordnung vor¬ liegendem Fasermaterial vorgesehen ist, dass die Zuführ- Vorrichtung (5) zumindest eine Walze (12, 8d, 8b, 24) zum Einwalzen und/oder Einwalken des mit flüssigem, thermo¬ plastischem Material versehenen Fasermaterials (6) auf¬ weist, und dass die Zuführvorrichtung (5) zum Zuführen des mit flüssigem, thermoplastischem Material umgebenen Faser- materials (6) als Deckschicht an eine Verbindungsvorrich¬ tung (7) zum Verbinden mit dem thermoplastischen Bereich des Stützkerns (3) ausgebildet ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (7) wenigstens eine Auftrags¬ walze (8c) zum Abwälzen des mit flüssigem, thermoplasti¬ schem Material versehenen Fasermaterials (6) auf den Stützkern (3) aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeich¬ net, dass der Auftragswalze (8c) eine Kühlvorrichtung zu¬ geordnet ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragswalze (8c) eine glatte, polierte oder geprägt Oberfläche aufweist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (7) zum Verbinden des thermoplastischen Stützkerns (3) mit dem mit flüssigem, thermoplastischem Material versehenen Faserma¬ terial (6) der Deckschicht (4) zum gleichzeitigen Verbin¬ den beider Flachseiten des Stützkerns (3) mit jeweils ei- ner Deckschicht (4) ausgebildet ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindungsvorrichtung (7) eine Spritzeinrichtung zum Erzeugen des thermoplasti¬ schen Stützkerns (3) vorgesehen ist, die insbesondere eine Extrusionsanlage und eine Breitschlitzdüse zum Einspritzen von thermoplastischem Kunststoffschäum in einen zur Ver¬ bindungsvorrichtung (7) für den Stützkern (3) und die Deckschicht (en) (4) mündenden Transportweg aufweist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsvorrichtung (7) zum Verbinden des thermoplastischen Stützkerns (3) mit der (den) Deckschicht (en) (4) eine Falzvorrichtung (48) nach¬ geordnet ist zum Umformen von seitlich über den Stützkern (3) überstehenden Überständen (47) der thermoplastischen Deckschicht (en) (4) .
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzvorrichtung (48) ein vorderes und ein hinteres Umformblech (49a,b) aufweist, die im Be¬ reich der beiden Deckschichten (4) der Leichtbauplatte (2) und in Vorschubrichtung versetzt zueinander angeordnet sind und jeweils kurvenartig aus einer parallel zu der je¬ weiligen Deckschicht (4) orientierten Lage in eine recht¬ winklig zur Deckschicht (4) orientierten Lage geformt sind.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest dem in Vorschubrichtung vorderen Umformblech (49a) ein Heizelement zugeordnet ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der seitlichen Überstände (47) der thermoplastischen Deckschicht (en) (4) maximal der
Dicke des thermoplastischen Stützkerns (3) oder der zu formenden seitlichen Umformungen entspricht.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass dem um die Walzen (8a,b,c,d) umlau¬ fenden Transportband (9) der Zuführvorrichtung (5) ein An- pressband (54) zugeordnet ist, das zumindest in einem Teilbereich dem Verlauf des Transportbandes (9) folgt, wo¬ bei der Vorschubweg für das mit thermoplastischem Material versehene Fasermaterial (6) zwischen den beiden Bändern (9, 54) verläuft.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (5) einen Be¬ hälter (22) mit einer Extrusionsanlage zum Auftragen des flüssigen, thermoplastischen Materials unter Druck auf das den Behälter (22) durchlaufende Fasermaterial (6) auf¬ weist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Extrusionsanlage eine Vakuumkam- mer (23) nachgeordnet ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (5) eine Breit¬ schlitzdüse (11) zum Auftragen des flüssigen, thermoplas- tischen Materials auf das Faserrnaterial (6) aufweist, wo¬ bei die Breite der Breitschlitzdüse (11) zumindest im We¬ sentlichen der Breite des Fasermaterials (6) entspricht.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der Breitschlitzdüse (11) eine Wal¬ zenanordnung mit einer insbesondere beheizbaren Walze (8b) sowie einer dieser Walze gegenüberliegenden Anpresswalze (12) oder einer Anpresswalzen-Anordnung zugeordnet ist.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (5) ein um meh¬ rere Walzen (8a,b,c,d) umlaufendes Transportband (9) auf- weist, auf das das Fasermaterial (6) und das flüssige, thermoplastische Material aufbringbar sind, wobei den Wal¬ zen (8a,b,c,d) vorzugsweise Temperiereinrichtungen zuge¬ ordnet sind.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine Walkeinrichtung (16) mit mehre¬ ren, das mit flüssigem, thermoplastischem Material verse¬ hene Fasermaterial (6) beaufschlagenden Walkwalzen (17) vorgesehen ist.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (5) eine Ein¬ richtung zur Bildung eines Faser-Geleges mit in Vorschub¬ richtung orientierten, parallel zueinander angeordneten Längsfasern (30) sowie mit quer zu den Längsfasern (30) orientierten Querfasern (27) aufweist.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bildung eines Fa- ser-Geleges eine Vorrichtung zum Abwickeln eines Faser¬ stranges von einer Vorrats-Rolle (28) und zum Aufspannen des abgewickelten Faserstranges in parallel zueinander und zueinander beabstandet angeordneten Querreihen auf- weist .
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Bildung eines Fa- ser-Geleges eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Abwickeln mehrerer, vorzugsweise parallel zueinander angeordneter Faserstränge von mehreren Vorrats-Rollen (28) sowie zum Ablängen der Faserstränge auf die benötigte Länge und zum Einbringen dieser Faserstrang-Parallelanordnung (43) in den Vorschubweg der Zuführvorrichtung (5) aufweist.
38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (5) einen in den Vorschubweg des Fasermaterials (6) führenden Zuführbe- reich (14) für eine einen Träger bildende Außenschicht (15) aufweist.
39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass eine Streckeinrichtung zum Strecken des Fasermaterials oder zum Halten des Fasermaterials un¬ ter Zugspannung beim Zusammenbringen mit dem flüssigen thermoplastischem Material vorgesehen ist, wobei die Streckeinrichtung zum Beibehalten der Spannung des Faser¬ materials bis zum Erkalten des thermoplastischen Materials ausgebildet . ist.
40. Sandwich-Leichtbauplatte mit einem thermoplastischen Stützkern (3) und wenigstens einem plattenförmigen Element aus Fasermaterial und das Fasermaterial umgebendem thermo- plastischem Material als Deckschicht, insbesondere herge¬ stellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, insbesondere hergestellt mit einer Vorrichtung ge¬ mäß einem der Ansprüche 18 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial gestreckt oder unter mechanischer Zugkraft stehend in dem thermoplastischen Material einge¬ bettet ist.
41. Sandwich-Leichtbauplatte nach Oberbegriff von Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten in Richtung des Stützkerns (3) umgeformte Überstände aufweisen.
42. Sandwich-Leichtbauplatte nach Anspruch 41, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Überstände einander überlappen.
43. Sandwich-Leichtbauplatte nach Anspruch 42, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die einander überlappenden Überstände zur Bildung einer wasserdichten Verbindung miteinander ver- schweißt sind.
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