STRUKTUREN

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein mit faserverstärktes Polyurethan-Formteil, welches Strukturen, wie beispielsweise Rippen, Stege oder Dome aufweist, wobei auch diese Strukturen faserverstärkt sind.

Die Faserverstärkung von unterschiedlichen Polymeren ist weit verbreitet. Die Kombination aus einer Faser und einer Polymeren Matrix führt zu einem Werkstoff, der die geringe Dichte des Polymers aufweist, gleichzeitig jedoch eine hohe spezifische Steifigkeit und Festigkeit besitzt. Dies macht solche Verbundwerkstoffe insbesondere für Leichtbauanwendungen interessant. Es werden hieraus vor allem flächige Strukturen hergestellt, in den sich die Fasern gleichmäßig verteilen können.

Die Verwendung von Fasern in Polymeren Strukturen ist beispielsweise aus US-A-3, 824,201 bekannt. Matten, Vliese, lange Fasern oder Endlosfasern werden durch dort beschriebene Polyester-Polyurethanverbindungen benetzt und anschließend geschnitten, bevor diese aushärten.

Zur Verstärkung von Polymeren Formteilen hat sich neben der Verwendung von Naturfasern die Verwendung von Glasfasern etabliert. Für mechanische Anwendungen liegen die Glasfasern meistens als Roving, Vliesstoff oder als Gewebe vor. Glasfasern besitzen eine hohe Festigkeit und Steifigkeit.

Die hohe Festigkeit der Glasfaser beruht auf dem Größeneinfluss. Die Bruchdehnung einer einzelnen Faser kann bis zu 5% betragen. Die Zug- und Druckfestigkeit der Glasfaser sorgt für eine besondere Aussteifung des Kunststoffes bei gleichzeitiger Erhaltung einer gewissen Flexibilität. Der Elastizitätsmodul von Glasfasern unterscheidet sich nur wenig von dem eines kompakten Werkstoffvolumens aus Glas. Die Glasfaser weist eine amorphe Struktur auf, die molekulare Orientierung ist zufällig. Die Glasfaser hat isotrope mechanische Eigenschaften. Glasfasern verhalten sich bis zum Bruch ideal linear elastisch. Sie weisen nur eine sehr geringe Werkstoff dämpf u ng auf. Die Steifigkeit eines Bauteils aus glasfaserverstärktem Kunststoff ergibt sich aus Elastizitätsmodul, Richtung und Volumenanteil der Glasfasern sowie zu einem geringen Anteil aus den Eigenschaften des Matrixmaterials, da meist ein deutlich weicherer Kunststoff verwendet wird.

Eine große Bedeutung haben Glasfaser-verstärkte Kunststoffe heutzutage beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt oder beim Autobau, einschließlich Automobilen, Transportmaschinen, Baumaschinen, Wohnmobilen, Landwirtschaftsmaschinen, Lastwagen, Aufliegern aber auch Gehäuseteilen für stehende Maschinen oder nicht selbstfahrende Maschinen sowie Truckboxen. In der Luft- und Raumfahrt werden aus Verbundwerkstoffen mit langen Fasern überwiegend tragende Strukturen gebaut. In der Automobilindustrie werden zur Zeit lange Fasern aus Glas oder Naturfasern auch zur Versteifung von thermoplastischen Bauteilen (z. B. Verkleidungen) genutzt.

Mischt man lange Glasfasern in ein polymeres Gemisch, so ordnen diese sich nicht regelmäßig an; sie sind vielmehr zufällig verteilt. Lange Glasfasern in zufälliger Anordnung in der polymeren Struktur sind beispielsweise aus US-A- 4,791,019 bekannt. Es sind jedoch auch Verfahren bekannt, durch welche die Glasfasern in eine bestimmte Richtung ausgerichtet werden. Dies wird beispielsweise in CN 101 314 931 A beschrieben.

Weiterhin sind Verfahren bekannt, in welchen ein flächiges Element mit einer faserverstärkten Polyurethanschicht überzogen wird. Durch diese Beschichtung wird die Stabilität des eigentlichen Produktes erhöht. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in WO 2007/075535 A2 und DE 10 2006 046 130 Al beschrieben.

Aus DE 196 149 56 Al und DE 10 2006 022 846 Al sind faserverstärkte Formteile bekannt. Hier werden neben Glasfasern auch Matten zur Verstärkung der polymeren Struktur eingesetzt. Solche Matten, Gewebe oder Gewirke können ebenfalls aus Glasfaser bestehen.

Bei der Herstellung eines faserverstärkten Polyurethan-Formteils im RIM (Reaction Injection Molding)-Verfahren wird üblicherweise ein Gemisch aus Polyurethan und den Fasern in den unteren Teil eines geöffneten Werkzeuges von einem Roboter flächig verteilt. Durch das Schließen der Form mit dem oberen Teil, dem Stempel, wird das Gemisch in die gewünschte Form gedrückt. Durch den Druck entweichen auch Luftblasen, welche in dem Gemisch eingeschlossen sind. Die Form des erhaltenen Produktes ist durch die Form des Werkzeuges vorgegeben. An der Oberfläche des Endproduktes sind auch nach dem Pressen Strukturen erkennbar, welche durch die Glasfasern hervorgerufen werden. Um eine einheitlichere Oberfläche zu erreichen ist es möglich, unterschiedlich lange Glasfasern zu verwenden. So beschreibt JP 59086636 A eine glasfaserverstärkte Harzzusammensetzung, wobei die Glasfasern unterschiedliche längen aufweisen. Auch in WO 00/40650 werden lange und kurze Fasern zur Verstärkung von Polyurethan-Verbindungen verwendet. Die kurzen Fasern weisen eine Länge von 0,635 cm (1/4 inch) oder weniger auf; die langen Fasern sind 0,635 cm (1/4 inch) lang oder größer. Hier werden das PUR sowie lange und kurze Fasern in einem festen Massenverhältnis vermischt. Der Gesamtfaseranteil in einer Rippe liegt deshalb immer niedriger als in der Fläche, wenn die langen Fasern nicht in die Rippe eindringen.

In DE 101 20 912 Al wird ein Verbundbauteil aus Polyurethan und dessen Verwendung in Karosserieaußenteilen beschrieben. Die entsprechenden Verbundbauteile sind aufgebaut aus zwei Schichten, wobei eine Schicht vollflächig kurzfaserverstärktes Polyurethan mit einer lackierfähigen Oberfläche enthält. Die zweite Schicht enthält langfaserverstärktes Polyurethan. Die Verwendung von kurzen Fasern führt zu einer glatten, also lackierfähigen, Oberfläche. Diese Schicht weist jedoch andere insbesondere mechanische Eigenschaften auf, als die Langfaser-verstärkte Schicht.

Aus der DE 10 2005 034 916 Al ist ein Verfahren zum Herstellen eines Schäumteils bekannt. Ein solches Schäumteil besteht beispielsweise aus faserverstärkten Polyurethanen. Hier sind Trägermaterialien in die Struktur temporär eingebracht. Diese verbinden sich jedoch nicht mit dem Kunststoff, so dass das entsprechende Trägermaterial nach dem Aushärten abgezogen werden kann. Das erhaltene Schäumteil weist dann eine Struktur an der Oberfläche auf.

Die Herstellung solcher faserverstärkter Polyurethane erfolgt häufig im Sprühverfahren. Ein Verfahren beschreibt beispielsweise DE 10 2005 048 874 Al.

Die Herstellung solcher Materialien erfolgt in aller Regel so, dass die für die Verstärkung verwendeten langen Fasern vorzugsweise Druckluft unterstützt über eine trichterförmige mit dem Polyurethan (PUR)-Sprühmischkopf festverbundenes Auftragsorgan seitlich in den Sprühstrahl eines Polyurethan- Reaktivgemisches geleitet werden. Auch sind Vorrichtungen auf dem Markt erhältlich, bei denen das Polyurethangemisch um ein mittleres Rohr herum erzeugt wird. Im Rohr werden lange Fasern per Luftstrom transportiert. Am Ende des Rohres benetzt der „flüssige Schlauch" aus frisch vermischten Polyurethankomponenten den Faser/Luftstrom. Im Falle von Materialien, die mit langen Fasern verstärkt werden , verwendet man als Ausgangsmaterial meist sogenannte Rovings, das heißt Bündel von endlosen, unverdrehten, gestreckten Fasern, die zunächst ein ebenfalls am PUR-Sprühmischkopf befestigtes Schneidwerk passieren, bevor die geschnittenen Fasern mit dem Polyurethan benetzt werden. Bei Sprühverfahren dieser Art wird eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Faser-PUR-Reaktionsgemisches, meist über mehrere Schichten hinweg, angestrebt. Bei Anwendungen mit hohem Reproduzierbarkeitsanspruch werden die Sprühmischköpfe samt Schütte daher durch Roboter geführt.

Ideal ist, dass die langen Fasern im Wesentlichen allseitig mit Polyurethan- Reaktivgemisch benetzt werden. Solche mit PUR-benetzten Fasern weisen keine einheitliche Struktur auf. Vielmehr befinden sich Lufteinschlüsse zwischen den unregelmäßig angeordneten langen Fasern. Zur Herstellung eines Formteils werden die PUR-benetzten langen Fasern entsprechend in eine geöffnete Form eingetragen. Die locker gehäuften Fasern werden durch das Schließen des Werkzeugs unter Druck bei gegebenenfalls erhöhter Temperatur in die endgültige Lage gezwungen. Auch Lufteinschlüsse werden bei diesem Verfahren herausgepresst. Durch ein solches Verfahren ist es möglich unterschiedliche Bauteile, beispielsweise Instrumententafelträger, Türinnenverkleidung, Sitzrückenverkleidung, Hutablagen, horizontale und vertikale Außenverkleidungsteile wie z.B. Motorhauben, Dachmodule, Seitenverkleidungsteile herzustellen.

Zur Versteifung enthalten entsprechende Bauteile häufig Rippen, Stege, Dome oder ähnliche dreidimensionale erhobene Strukturen. Diese werden beispielsweise zur späteren Befestigung, für Verschraubungen und Inserts benötigt. Solche Strukturen werden durch Nuten und/oder kegelförmige Aussparungen im Oberwerkzeug, dem Stempel, erhalten. Häufig ist die Spaltbreite oder der Durchmesser/Querschnitt dieser Aussparungen so gering, dass lange Fasern mit dem aufschäumenden PUR nicht in die Kavitäten eindringen können. Es können lediglich solche langen Fasern in die Kavitäten mit einschäumen, welche in ihrer Orientierung passend zu den Kavitäten liegen. Der Großteil der langen Fasern verkantet jedoch, so dass vor allem PUR, jedoch keine oder nur sehr wenige Fasern eindringen. Es kann also nicht sichergestellt werden, dass spätere Rippen, Stege und/oder Dome faserverstärkt sind.

Daraus folgt, dass solche Strukturen, welche keinen oder einen geringeren Anteil an Fasern aufweisen, unterschiedliche Eigenschaften wie der eigentliche Formkörper aufweisen. So ist der thermische Längenausdehnungs-Koeffizient größer, wenn weniger Fasern vorhanden sind. Diese Unterschiede im Längenausdehnungs-Koeffizienten führen dann zu einer Verbiegung des eigentlichen Formkörpers bei thermischer Belastung.

Die herausstehenden Strukturen besitzen außerdem einen geringeren Biege-E- Modul. Die Dome, Rippen und/oder Stege sind entsprechend nicht ausreichend verstärkt. Somit können über sie als Krafteinleitungspunkte nur geringere Lasten gehalten werden, wie dies bei einem vollständig faserverstärkten Polyurethan-Formteil möglich wäre. Auch eventuell eingebrachte Schrauben fassen hier nicht so gut.

Im Folgenden wird ein einfaches Modell beschrieben, um abzuschätzen, mit welcher Wahrscheinlichkeit eine in einem Sprühprozess auf eine Werkzeughälfte aufgebrachte Faser (beispielsweise Glasfaser) in eine schlanke Bauteilstruktur wie beispielsweise eine Rippe eindringen kann.

Dazu werden folgende Annahmen getroffen:

Die einzelne Faser wird als schlank und starr angesehen (Faserlänge > >

Faserdicke)

Die Fasern legen sich zunächst in der Werkzeugebene ab, bevor sie mit dem aufsteigenden Matrixmaterial in senkrecht zur Werkzeugebene orientierte Bereiche (beispielsweise Rippen) transportiert werden (2- dimensionale Betrachtung)

Als Kriterium, ob eine Faser in eine Rippe eindringen kann, wird ausschließlich die Faserorientierung und die Faserlänge herangezogen.

Es wird somit die Eindringwahrscheinlichkeit von denjenigen Fasern abgeschätzt, die sich unmittelbar „unterhalb" einer entsprechenden Bauteilstruktur wie einer Rippe befinden. Eine gegenseitige Behinderung der Fasern wird zur Vereinfachung ausgeschlossen.

Eine Faser kann genau dann in eine Rippe eindringen, wenn die in

Rippenbreite projizierte Faserlänge kleiner ist als zwei mal die

Rippenbreite (siehe Fig. 1)

Bei der Verteilung der Faserorientierungen (Faserwinkel) wird davon ausgegangen, dass alle Orientierungen gleich wahrscheinlich sind, es also keine Vorzugsrichtung der Faserorientierung gibt

Die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses (hier: das Aufbringen einer Faser in einem bestimmten Winkelbereich 0 < α _FaS er < α _gre nz) ist definiert zu :

P = -S- m

mit

P = Wahrscheinlichkeit (Wert zwischen 0 und 1)

g = Zahl der günstigen Fälle

m = Zahl der möglichen Fälle

Die Zahl der möglichen Fälle m entspricht der Anzahl aller aufgebrachten Fasern n. Günstige Fälle sind alle diejenigen Faserorientierungen, die zwischen 0° und cxgrenz liegen, also

360°

Somit ergibt sich als Wahrscheinlichkeit für das Eintreten einer Faserorientierung innerhalb des oben genannten Winkelbereichs

p _ ^α grenz

360°

Bei einer kompletten 360° Drehung einer Faser kommt ein günstiger Winkelbereich zum Eindringen in die Rippe jedoch nicht nur einmal, sonder gleich viermal vor. Dies sind die Winkelbereiche (0 < α _FaSe r < oL _grenz ), (180°- αgrenz < α _FaS er < 180°), ( 180° < α _FaS er < 180°+ α _gre nz) Und (360°- ⁽ Xgrenz < α _FaS er < 360°). Somit ergibt sich als Wahrscheinlichkeit für das Eindringen einer Faser in die Rippe (P _R ).

.2- B,

α arcsin( )

grenz Δ—

PR = H—

360° 360°

für 2 B

1

Für Verhältnisse von Rippenbreite zu Faserlänge größer als 0,5 wird P _R per Definition zu 1 (siehe Annahmen), da dann die Faserorientierung keine Rolle mehr spielt.

Fig. 2 zeigt die Wahrscheinlichkeit des Eindringens einer Faser in eine Rippe (P _R ) als Funktion der Faserlänge für vier unterschiedliche Rippendicken.

Fig. 1 verdeutlicht den Zusammenhang zwischen Faserorientierung, -länge und Rippenbreite. Annahme ist, dass eine Faser, die höchstens doppelt so lang ist wie die Rippenbreite, immer in die Rippe eintreten kann (unabhängig vom Faserwinkel). Die Vorstellung dabei ist, das die Faser nur einen Rand der Rippe berührt und gerade dann noch in die Rippe mit hineingezogen („hineingekippt") werden kann, wenn der Berührungspunkt von Faser und Rippenrand der Fasermittelpunkt ist. Längere Fasern können nur dann in die Rippe eintreten, wenn ihr Winkel α _FaSe r kleiner als ein Grenzwinkel α _gre nz ist, da die Faser ansonsten an beiden Rändern der Rippe aufliegt. Liegt die Faser nur auf einem Rand der Rippe auf und ist der Mittelpunkt der Faser außerhalb der Rippe, wird davon ausgegangen, dass diese Faser nicht in die Rippe eintreten kann. Die hier getroffenen Annahmen werden zu einer höheren Eintrittswahrscheinlichkeit der Faser in die Rippe führen, da in der Realität sich die Fasern sicherlich untereinander in ihrer Beweglichkeit behindern werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach in der Bereitstellung eines faserverstärkten Polyurethan-Formkörpers, welcher erhobene dreidimensionale Strukturen aufweist, wobei der Formkörper selbst und auch diese Strukturen mit Fasern verstärkt sind.

In einer ersten Ausführungsform wird die Aufgabe gelöst durch einen Langfaser-verstärkten Polyurethan-Formkörper, mit dreidimensionalen erhobenen Strukturen, insbesondere Rippen, Stegen und/oder Domen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er neben den Langfasern weiterhin Kurzfasern enthält, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen kurzen Fasern und/oder plättchenförmigen Füllstoffen zur faserfreien Polyurethanmatrix in einem Volumen aus Rippen, Stegen und/oder Domen größer ist, als das Gewichtsverhältnis an kurzen Fasern und/oder plättchenförmigen Füllstoffen zur faserfreien Polyurethanmatrix in flächigen Bereichen außerhalb der erhobenen Strukturen.

Als lange Fasern können natürliche oder synthetische Fasern verwendet werden. Neben Glasfasern und Basaltfasern

finden auch Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Naturfasern, beispielsweise

Hanffasern (Sisal, Flachs) Anwendung. Bevorzugt werden Glasfasern verwendet.

Diese langen Fasern stammen vorzugsweise von einem Roving und werden in einem entsprechend vorhandenen Schneidwerkzeug geschnitten, so dass die Fasern im Formteil beispielsweise eine Länge von 1 bis 30 cm, bevorzugt von 2,5 bis 10 cm aufweisen.

Erfindungsgemäß enthalten die dreidimensionalen erhobenen Strukturen, also Rippen, Stege und/oder Dome, kurzfaserverstärktes Polyurethan. Erfindungsgemäß umfasst der Begriff der „kurzen Fasern" auch plättchenförmige Füllstoffe, beispielsweise Schichtsilikate, insbesondere Glimmer. Als kurze Fasern finden natürliche oder synthetische Fasern Verwendung. Die kurzen Fasern können beispielsweise gemahlene Glasfasern, Basaltfasern oder Carbonfasern sein. Es kann aber auch Wollastonit, beispielsweise erhältlich unter der Marke Tremin ^® oder ein ähnliches Mineral verwendet werden. Die faserig, nadeligen Kristalle von Tremin ^® sind erfindungsgemäß bevorzugt.

Die Größe der kurzen Fasern/plättchenförmigen Füllstoffe wird durch deren Länge/Durchmesser definiert. Insbesondere beträgt die Länge kurzer Fasern / Durchmesser plättchenförmiger Füllstoffe: zwischen 1 μm bis 800 μm, bevorzugt 4 μm bis 600 μm, besonders bevorzugt 100 μm bis 500 μm

Erfindungsgemäß wird das Gemisch aus Polyurethanreaktivgemisch und langen Fasern in ein geöffnetes Werkzeug eingebracht, wie in Fig. 3 dargestellt. Anschließend wird lokal an die entsprechenden Stellen der erhobenen Strukturen Polyurethan zusammen mit kurzen Fasern aufgebracht. Das Polyurethanreaktivgemisch, welches kurze Fasern enthält, wird insbesondere an den Stellen aufgebracht, an denen sich die Kavitäten für die Rippen, Stege und/oder Dome im Stempel befinden und strömt nach Schließen des Werkzeuges ungehindert in diese Kavitäten.

Wenn sich die Kavitäten für Rippen, Stege und/oder Dome im unteren Teil des Werkzeuges befinden, kann das die kurzen Fasern enthaltende Polyurethanreaktivgemisch in den Kavitäten vorgelegt werden und anschließend das Polyurethanreaktivgemisch, das lange Fasern enthält flächig aufgebracht werden.

Die kurzen Fasern besitzen demnach eine Länge, die kurz genug ist, dass sie in die Kavitäten für die Rippen, Stege und/oder Dome ungehindert einströmen können. Sie strömen demnach mit dem gegebenenfalls aufschäumenden PUR in die Kavitäten ein, während lange Fasern sich verkanten und nicht oder kaum mit dem PUR in die Kavitäten eindringen können.

In der Fig. 4 wird ein entsprechendes Verfahren ohne Einsatz von kurzen Fasern oder plättchenförmigen Füllstoffen beschrieben, bei dem die erhobenen Bereiche ungefüllt bleiben.

Bevorzugt weist ein erfindungsgemäßer Polyurethan-Formkörper noch eine zusätzliche Außenhaut auf, welche an die Seite anschließt, die keine dreidimensionalen Strukturen aufweist. Eine solche Außenhaut besteht insbesondere aus einer tiefgezogenen Folie, welche insbesondere aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Acrylnitril- Styrol-Acrylester (ASA), Polycarbonat (PC), thermoplastische Polyurethan, Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und/oder Polyvinylchlorid (PVC) besteht.

Alternativ zu den vorgenannten Außenhäuten können diese auch so genannte In-Mould-Coating-Beschichtungen oder Gel-Coat-Beschichtungen umfassen. Das In-Mould-Coating ist ein Verfahren, mit dem die Lackierung eines Kunststoffformteils bereits im Werkzeug durchgeführt wird. Dazu wird ein hoch reaktiver 2-Komponenten-Lack mittels geeigneter Lackiertechnik in die Form gebracht. Danach wird in die offene Form erfindungsgemäß die mit Langfasern-verstärkte Polyurethanschicht aufgebracht. Anschließend wird auch hier die Kurzfaser-verstärkte Polyurethan-Komponente lokal aufgebracht und das Werkzeug geschlossen.

In einer weiteren Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Polyurethan-Formkörpers gelöst. Ein solches Verfahren umfasst das Benetzen von Langglasfasern mit einem Polyurethan-Reaktivgemisch, das Einbringen dieser Mischung in die geöffnete Form, das lokale Aufbringen mit Kurzfaser- verstärktem PUR und das Schließen der Form. Hierzu ist besonders ein Verfahren bevorzugt, bei dem der Feststoff enthaltende Gasstrom bzw. die Feststoff enthaltenden Gasströme nicht in den bereits dispergierten Sprϋhstrahl des Reaktionsgemisches dosiert,, sondern innerhalb der Mischkammer des Mischkopfes in den noch flüssigen nicht dispergierten Strahl eingetragen werden.

Unter einem „flüssigen Strahl eines PUR- Reaktionsgemisches" wird erfindungsgemäß ein solcher Fluid-Strahl eines PUR-Materials, insbesondere im Bereich einer Mischkammer zur Vermischung der Reaktionskomponenten in flüssiger Form, verstanden, welcher noch nicht in Form feiner, in einem Gasstrom dispergierter Reaktionsgemischtröpfchen vorliegt, d. h. insbesondere in einer flüssigen viskosen Phase.

Die Verfahren des Standes der Technik verwenden im Wesentlichen einen Gasstrom oder eine entsprechende Düse zur Zerstäubung eines PUR- Reaktionsgemisches und dosieren in einen solchen zerstäubten PUR- Sprühstrahl einen Feststoff-enthaltenden Gasstrom. Für jeden Sprühstrahl gilt wie auch in diesem Fall, das der Abstand zwischen benachbarten Sprühpartikeln orthogonal zur Hauptsprührichtung eines Sprühstrahls mit zunehmender Entfernung zur Sprühdüse wächst. Zwangsläufig verringert sich rasch die Wahrscheinlichkeit, das Feststoffpartikel mit Polyurethantröpfchen oder bereits benetzten Füllstoffpartikeln kollidieren und so benetzt werden. Die Verhältnisse ändern sich, wenn gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die Vermischung von Füllstoffen und Polyurethan in einer Mischkammer erfolgt.

Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass Feststoffe durch einen Fördergasstrom in eine Mischkammer geleitet werden und dort auf einen flüssigen Strahl eines PUR-Reaktionsgemisches treffen. Die Gasströme mit Feststoffen lässt man in der Mischkammer aufeinandertreffen, indem sie über zwei oder mehr Punkte in die Mischkammer eintreten. Hierbei können benachbarte Sprühstrahlen große Winkel miteinander einschließen und senkrecht auf einer kreisförmigen Umfanglinie der zylindrischen Mischkammer stehen. Sie kollidieren dann in der gedachten Mittelachse der Mischkammer. Sie können aber auch tangential eingeleitet werden und einen Wirbel bilden, der einen Kreis beschreibt, der orthogonal zur Hauptströmungsrichtung in der Mischkammer steht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Partikel einander nicht ausweichen oder sich voneinander entfernen, weil sie durch die Wände der Mischkammer daran gehindert werden. Deshalb werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren Feststoffe verlustfrei mit dem PUR- Reaktionsgemisch im Inneren der Mischkammer zwangsbenetzt und Teil eines homogenen Gas/Feststoff/PUR-Material-Gemisches.

Es ist bevorzugt, die Vermischungsqualität des resultierenden Gas/Feststoff/PUR-Material-Gemisches in der Mischkammer durch zusätzliche Luftwirbel nochmals zu steigern. Die Luftwirbel werden durch Luft aus tangentialen Luftdüsen erzeugt. Die von ihnen eingeschlossenen Kreisflächen bilden mit der Achse der Hauptströmungsrichtung in der Mischkammer einen rechten Winkel.

Erfindungsgemäß kann man ein und dasselbe PUR nutzen, um die kurzen Fasern einzusetzen bzw. im Gehalt zu erhöhen; übliche Methoden legen die kurzen Fasern in der Polyolformulierung vor, so dass die Konzentration über den Produktionsprozess hinweg unveränderlich ist.

Das Oberteil der Form weist Kavitäten auf, in welche das ausschäumende PUR- Reaktivgemisch dann eindringen kann. Insbesondere dringt hier das Kurzfaser-verstärkte Reaktivgemisch ein.

Ein durch ein solches erfindungsgemäßes Verfahren hergestellter Polyurethan- Formkörper weist nicht nur eine hohe Stabilität im eigentlichen Körper auf. Durch das Einschäumen der Kurzfaser-verstärkten Polyurethan-Komponente in die Kavitäten des Oberwerkzeugs werden auch die späteren Dome, Rippen und/oder Stege faserverstärkt. Hierdurch wird ein höhere Stabilität dieser Strukturen erreicht. Bezuqszeichenliste:

1 frisch vermischtes Polyurethan

2 lange Fasern

3 obere Halbform

4 Aussparung für Rippe

5 untere Halbform

6 frisch vermischtes Polyurethan mit kurzen Fasern

7 Bauteil mit flächig verpressten langen Glasfasern

8 Rippe eines Bauteil gefüllt mit unverstärktem Polyurethan

9 Rippe eines Bauteil gefüllt mit Polyurethan verstärkt mit kurzen Fasern