Maschine und Verfahren zur Herstellung von Bändern aus Faser-Kunststoff-

Verbundwerkstoffen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine und ein Verfahren zur verbesserten Herstellung von Bändern aus einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff mit einem von Fasern durchlaufenen Gehäuse, in dem mehrere Profilstäbe fest oder drehbar gelagert sind, die senkrecht oder vertikal zur Durchlaufrichtung der Fasern ausgerichtet sind und über die abwechselnd auf die Oberseite und auf die Unterseite der Fasern sowie auf deren Beschichtung mit einem Kunststoff zur Imprägnierung der Fasern und zur Konsolidierung der Kunststoffes zwischen den Fasern Kräfte einwirkbar sind.

Auf aktuellem Stand der Technik beschreibt die EP 3 192644 A1 eine Maschine zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffbändern, in der die Fasern zur Imprägnierung einen Behälter mit flüssigem Kunststoff durchlaufen. Innerhalb dieses Kunststoffbades schlingt sich das Faserbündel abwechselnd mit seiner Oberseite und dann mit seiner Unterseite um einige zylindrische Walzen herum.

Als Nachteil räumt die Anmeldung ein, dass die damit erreichte Benetzung nur unvollständig ist. Ein weiterer Nachteil dieser Maschine ist, dass eine Konsolidierung des Kunststoffes überhaupt nicht einmal erwähnt wird. Es verbleiben also in der Kunststoffschicht zwischen den Fasern kleine Lunker, Poren und andere Hohlräume.

Im Bereich dieser Hohlräume entfällt nachteiliger Weise die Übertragung von Kräften zwischen benachbarten Fasern. Die zu übertragenden Kräfte konzentrieren sich stattdessen auf die Bereiche, in denen die Fasern durch flächig klebende Kunststoffschichten miteinander verbunden sind und erhöhen dadurch die Belastung dieser Bereiche. Damit steigt das Risiko von Faserbrüchen nahe zu den Kanten der Hohlräume. Aber gerade die Kraftübertragung von Faser zu Faser mittels der Kunststoffschicht ist die wesentliche Grundlage für die relativ sehr hohe Belastbarkeit von faserverstärkten Kunststoffbändern. Je geringer der Durchmesser der Fasern und je größer deren Anzahl ist, desto größer ist - bei gleichem Anteil von Fasern - die Belastbarkeit. Weil dabei auch die insgesamt zu verklebende Grenzschicht zwischen Fasern und Kunststoff größer wird, wird auch die möglichst vollständige Benetzung der Fasern mit Kunststoff noch wichtiger.

Die EP 3 192644 A1 erwähnt, dass mit steigender Geschwindigkeit der durchlaufenden Fasern deren Imprägnierung schlechter wird. Es wird versucht, dem entgegen zu wirken, indem in einer einstellbaren Düse ein erhöhter Druck auf die Kunststoffschicht ausgeübt wird. Nachteiliger Weise steigt dadurch jedoch die Zugbelastung der Fasern stark an, wodurch einige Fasern unerkannt reißen können, so dass ein minderwertiges Band produziert wird.

Vor diesem Flintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, diese Nachteile möglichst zu vermeiden und eine Maschine zu entwickeln, bei der die Imprägnierung der Fasern mit Kunststoff und die Konsolidierung der Kunststoffschicht verbessert und insbesondere die maximal mögliche Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht wird.

Als Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, dass das Verhältnis der durchschnittlichen Gesamtkontaktlänge aller bei der Imprägnierung genutzten Profilstäbe in Millimetern zu der Anzahl der Profilstäbe zwischen 2:1 und 1:400, vorzugsweise zwischen 1:1 und 1:200 und besonders bevorzugt zwischen 1:10 und 1 : 100 beträgt.

Es hat sich im Rahmen der Erfindung gezeigt, dass bei einem derartigen Verhältnis der durchschnittlichen Gesamtkontaktlänge in Millimetern, welche während des Imprägnierungsvorgangs zwischen den beschichteten Fasern und den Profilstäben vorliegt, zu der Anzahl der Profilstäbe exzellente Imprägnierungsergebnisse erzielt werden. Bei der Ermittlung der Gesamtontaktlänge wird nur der Teil der Profilstäbe, der während der Imprägnierung von den beschichteten Fasern berührt wird, berücksichtigt. Zur Berechnung der durchschnittlichen Gesamtkontaktlänge wird der erhaltene Wert durch die Anzahl der am Imprägniervorgang beteiligten Profilstäbe geteilt.

Durch die Umschlingung der Profilstäbe durch das Band aus einem Faser-Kunststoff- Verbundwerkstoff wird ein gleichmäßiger Druck auf die Kunststoffschicht ausgeübt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Abstand der Profilstäbe untereinander in vertikaler wie in horizontaler Richtung verstellbar ist.

Die Position eines oder mehrerer Profilstäbe kann innerhalb des Gehäuses in Betriebspausen der Maschine verändert werden. Dazu können die Profilstäbe z.B. an Flilfsstangen schwenkbar gelagert werden. Wenn das Gehäuse aus zwei gegenüberliegenden Seitenwänden besteht, die durch ein Mittelteil miteinander verbunden sind, so können Profilstäbe in Schlitzen in den Seitenwänden verschiebbar befestigt werden. Es ist auch möglich, dass die beiden Seitenwände aus mehreren, gegeneinander verstellbaren Stützen bestehen. Damit kann eine erfindungsgemäße Maschine an ein breiteres Spektrum von verschiedenen Typen und Ausführungen der faserverstärkten Bänder angepasst werden. Dabei können die Seitenwände Rastermuster enthalten, die die verschiedenen Positionen der Profilstäbe je nach Konfiguration anzeigen. Beim Umstellen auf ein anderes Faser- Kunststoff-Verbundwerkstoff-Band kann dadurch der Umrüstvorgang erleichtert werden.

Dabei ist zweckmäßig, dass der Abstand der Profilstäbe untereinander in vertikaler wie in horizontaler Richtung von einem zum nächsten Profilstab einen anderen Wert annimmt.

Der Umschlingungswinkel wird durch den Abstand des Profilstabes zu seinen beiden benachbarten Profilstäben bestimmt. Deshalb müssen die optimalen Werte für die Abstände und damit für die Umschlingungswinkel in einer einfachen Ausführungsform schon bei der Konstruktion einer erfindungsgemäßen Maschine berücksichtigt werden. Die Profilstäbe sind jeweils an einem einzigen, bestimmten Ort innerhalb des Gehäuses der Maschine gelagert oder befestigt. Dadurch ist diese Ausführung der Maschine auf bestimmte Abmessungen, bestimmte Kunststoffe, bestimmte Fasern und einen bestimmten Bereich für den Anteil der Fasern zum Kunststoff spezialisiert.

Dabei kann vorteilhaft die Reibkraft auf das Band reduziert werden, indem der Abstand der Profilstäbe in Bearbeitungsrichtung des Bandes abnimmt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass zumindest bei einem Teil der Profilstäbe im Querschnitt gesehen, der Abstand ihrer Außenfläche von ihrem Befestigungspunkt am Gehäuse oder von der Drehachse über den Umfang hinweg wechselt.

Die Profilstäbe haben also über eine Umdrehung hinweg einen wechselnden Durchmesser. Als Ausführungsbeispiel wird ein Querschnitt in Form einer Ellipse, eines Polygons mit gerundeten oder scharfen Ecken oder eines Kreises mit einer aufgesetzten Rippe genannt.

Dank dieser Formgebung wird bei einer Umschlingung nicht nur ein jeweils gleichmäßiger Druck auf die Kunststoffschicht ausgeübt, sondern innerhalb dieses Weges noch wenigstens ein zusätzlicher Druck-Impuls hinzugefügt. Vorteilhafter Weise steigt dadurch die gesamte mittlere Zugbelastung der Fasern jedoch nicht im gleichen Maße an, denn die Elastizität und die Massenträgheit der Kunststoffschichten vor und hinter dem Bereich dieses Kraftimpulses bremst die Weitergabe des Impulses innerhalb des Faser-Kunststoff-Verbundes.

Weil diese zusätzliche Kraft nur als kurzzeitiger Impuls ansteht, konzentriert sich ihre Wirkung auf einen kleineren Bereich der Kunststoffschicht. Die dort noch vorhandenen Gasbläschen werden also zusammen- und nach außen hin gedrückt. An den Fasern haftende Blasen lösen sich ab und wandern in die Kunststoffschicht hinein. Die wiederholte Druckbelastung und weitere Druckspitzen auf die Kunststoffschicht schieben die kleinen Hohlräume in der Schicht immer weiter nach außen und entlassen sie schließlich nach außen.

Dieser vorteilhafte Effekt kann noch dadurch verstärkt werden, dass vor und/oder nach den zusätzlichen, konvex nach außen hin aufragenden Aufwölbungen auf der Außenfläche der Profilstäbe kleine Täler muldenartig konkav ins Profil eingearbeitet werden. Sie reduzieren kurzzeitig den Druck, der auf die Kunststoffschicht wirkt, so dass sich die gesamte Schicht nach außen hin ausdehnt und sich damit auch der äußere Rand der Hohlräume weiter von der jeweils nächsten Faser entfernt. Wenn kurz danach der Druck wieder ansteigt und sich impulsartig über den Mittelwert hinaus erhöht, ist die Änderung des Druckes vom „Tal“ bis in die „Spitze“ des Querschnittes eines Profilstabes noch größer. Der Druckimpuls trifft auf einen Hohlraum, dessen Rand und damit auch dessen Mittelpunkt sich zuvor schon durch den kurzzeitigen Sog von der Faser entfernt haben. Durch die Richtungsumkehr von Sog auf Druck bewegt sich die Blase zwar zu Beginn des Druckimpulses wieder etwas zurück, aber wegen der Trägheit und hohen Viskosität des Kunststoffes nur um einen Teil des zuvor im Sog bereits nach außen hin absolvierten Weges. Danach sorgt die Druckspitze dafür, dass sich die Bewegung wieder umkehrt und den gesamten Hohlraum über seine bereits zuvor im Sog erreichte Entfernung von den Fasern hinaus noch weiter von den Fasern hinweg bewegt.

Das zuvor beschriebene Pulsieren der auf den Kunststoff einwirkenden Kraft ist ein wirkungsvoller Teil des Produktionsprozesses. Aber auch eine absolut gesehen relativ sehr hohe Kraft ist hilfreich beim Austreiben der Luft- und Gas-Blasen aus dem viskosen Kunststoff. Deshalb bevorzugt die Erfindung, dass der Durchmesser zumindest eines Profilstabes kleiner ist als bei den anderen, so dass er eine relativ hohe Kraft senkrecht zur Bewegungsrichtung der Fasern ausübt.

Durch den kleinen Durchmesser kann die Kraft, die senkrecht zur Bewegungsrichtung der Fasern ausgeübt wird, erhöht werden. Eine weitere Ausgestaltung der Maschine besteht darin, dass von den Profilstäben zumindest einer einen kleineren Durchmesser als die anderen aufweist.

Durch den kleineren Durchmesser der Profilstäbe wird eine relativ hohe Kraft senkrecht zur Bewegungsrichtung der Fasern ausgeübt, wodurch Blasen aus dem viskosen Kunststoff ausgetrieben werden können.

Ein anderer, für die Qualität des Bandes wichtiger Parameter ist eine gleichmäßige Stärke. Dazu muss der viskose Kunststoff in der Breite gleichmäßig über die Fasern hinweg verteilt werden. Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung vor, dass der Durchmesser zumindest eines Profilstabes größer ist als bei den anderen, wodurch die kunststoffbenetzten Fasern auf einer längeren Wegstrecke auf dem Profilstab aufliegen, so dass kleine Flügel oder Rippen auf der Kunststoffschicht in die benachbarten Vertiefungen und Täler hinein gedrückt werden.

In der Praxis gelingt es mit dem erfinderischen Prinzip auch bei Produktionsgeschwindigkeiten von mehr als 6 m/min bis hinauf zu 50 m/min und einem sehr hohen Anteil von Fasern dennoch den Anteil der Poren, Lunker und anderen Hohlräume im Querschnitt des Bandes auf typisch 5 % zu reduzieren. Eine weitere Reduktion auf nur 1 % ist unter bestimmten Randbedingungen erreichbar.

Die zuvor geschilderten Wirkungen verstärken sich, wenn der Umschlingungswinkel um den jeweiligen Profilstab größer wird. Andererseits sinkt dabei die maximal erreichbare Durchlaufgeschwindigkeit. In Abhängigkeit vom Anteil der Fasern im Kunststoff, von der Viskosität des Kunststoffmaterials, von der Stärke und Breite des zu produzierenden Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffes, von der gewünschten Durchlaufgeschwindigkeit und von anderen Parametern sind größere oder kleinere Werte für diesen Winkel optimal.

Eine weitere Alternative zur Bearbeitung des Faser-Kunststoff-Verbundes sind zwei benachbarte Profilstäbe, deren Abstand zueinander kleiner als die Materialstärke der durchlaufenden Fasern und ihrer Beschichtung mit Kunststoff ist. Diese Konfiguration wird auch als Kalander bezeichnet. Die beiden derartig nahe zueinander angeordneten Profilstäbe drücken die Kunststoffschicht mit einer ganz besonders hohen Kraft in die Fasern hinein. Dadurch wird vor allem eine sehr gute Imprägnierung der Fasern auch bei einem sehr hohen Anteil an der Querschnittsfläche des Bandes erreicht.

Die Profilstäbe können innerhalb des Gehäuses der Maschine in der umgebenden Atmosphäre angeordnet sein. Dann ist der flüssige Kunststoff schon zuvor auf die Fasern aufgebracht worden, z.B. in einer Düse, die das ganze Faserbündel umschließt. Alternativ tauchen die Fasern teilweise oder vollständig in ein Bad aus flüssigem Kunststoff ein. Damit der Kunststoff während der Bearbeitung durch die einzelnen Profilstäbe ausreichend viskos ist, müssen die Profilstäbe beheizt werden. Dazu können Infrarot- oder Laser-Strahlen oder Flammen oder heißes Gas oder heißer Dampf oder elektrisch erhitzte Widerstände eingesetzt werden. Dabei kann die Temperatur der beheizten Profilstäbe in Bearbeitungsrichtung des Bandes abnehmen, um ein schonendes und kontrolliertes Abkühlen des Kunststoffs zu gewährleisten.

In der Praxis sind Dicken des Faser-Kunststoff-Verbundes von 0,05 mm bis 5 mm erreichbar. Besonders interessant sind Dicken von 0,1 mm bis 2 mm. Die Breite des Bandes liegt typischerweise im Bereich von etwa 12 mm. Nach dem erfinderischen Prinzip lassen sich jedoch auch Bänder hersteilen, die nur 2 mm schmal sind. Die Breite kann bis in Bereiche von 2000 mm erweitert werden, sodass faserverstärkte Kunststoffbahnen produziert werden können.

Der Anteil der Fasern im Querschnitt beträgt typischerweise nicht weniger als 15 %. Für eine noch bessere Beständigkeit gegen Zugbelastungen kann er bis auf etwa 85 % gesteigert werden.

Es ist eine wichtige Erkenntnis für das erfinderische Prinzip, dass sich die positive Wirkung eines einzelnen Profilstabes auf das Herausdrängen der Gasblasen aus dem Kunststoff und auf die gleichmäßige Verteilung des Kunststoffes auf alle Fasern, zwar durch eine Verbesserung der Profilgestaltung und eine Optimierung des Umschlingungswinkels insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten steigern lässt, aber nicht über ein gewisses Maß hinaus. Um dennoch die gewünschte Produktionsgeschwindigkeit erreichen zu können, konnte mit zahlreichen Versuchsaufbauten und produzierenden Maschinen nachgewiesen werden, dass sich die Wirkung einer größeren Anzahl von Profilstäben in der Summe addiert. Deshalb sollte eine erfindungsgemäße Maschine grundsätzlich mit wenigstens 5 Profilstäben ausgerüstet werden. Aber mit wenigstens 20 Profilstäben ist eine signifikant bessere Imprägnierung und Konsolidierung des Faser-Kunststoff- Verbundwerkstoffes erreichbar. Für eine noch weitere Verbesserung bei gleichzeitiger Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit ist es sinnvoll, die Anzahl der Profilstäbe bis auf etwa 100 zu steigern, insbesondere, wenn der Anteil der Fasern in Richtung auf 85% erhöht wird, Geschwindigkeiten bis 50 m/min erreicht werden sollen und dabei die Luftblasen nur noch rund 1% des Querschnittes einnehmen. Die Maschine weist in einer bevorzugten Ausgestaltung wenigstens 5 oder 10 oder 15 oder 20 oder 25 oder 30 oder 40 oder 50 oder 60 oder 70 oder 80 oder 90 Profilstäbe auf.

Mit einer erfindungsgemäßen Maschine sind thermoplastische oder duroplastische Kunststoffe wie z.B. Polyolefine, Polyamide, Polyphenylensulfid (PPS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketonen (PEKK), Polyetherimid (PEI), Polyoxymethylen (POM), oder Polyethylenterephtalat (PET) ver- und bearbeitbar.

In diese Kunststoffe werden LCP-, Aramid-, Polyamid-, Polyester- UHMWPE- oder andere Kunststoff-, oder Carbon-, oder Glasfasern eingebettet und eingearbeitet.

Vorteilhafterweise ist die Maschine derart ausgebildet, dass während des Imprägniervorgangs ein oder mehrere Profilstäbe kontinuierlich oder diskontinuierlich und in Richtung der Faserbewegung oder entgegenlaufend in Rotation versetzbar sind. Durch das Antreiben der an dem Imprägniervorgang beteiligten Profilstäbe kann die Reibung reduziert (bei Drehung in Laufrichtung) oder erhöht (bei Drehung entgegen der Laufrichtung) werden, wodurch die mögliche Kontaktfläche pro angetriebenen Profilstab reduziert bzw. erhöht werden kann. Falls ein derartiger Antrieb vorliegt, ist dies bei der Berechnung der durchschnittlichen Gesamtkontaktlänge zu berücksichtigen.

Bevorzugt ist die Maschine derart ausgebildet, dass einer oder mehrere Profilstäbe in Vibration versetzt werden können, um die Imprägnierung der Fasern zu unterstützen.

Bevorzugt ist die Maschine derart ausgebildet, dass darauf mehrere Bänder gleichzeitig nebeneinander oder übereinander hergestellt werden können.

Vorteilhafterweise ist die Maschine derart ausgebildet, dass die nebeneinander oder übereinander hergestellten Bänder in einerweiteren Konsolidierungseinheit zu einem Band zusammengeführt werden können, die sowohl vertikal als auch horizontal geschichtet sind.

Vorteilhafterweise ist die Maschine derart ausgebildet, dass die Fasern einer Art sein können oder eine Kombination von zwei oder mehr verschiedenartigen Fasern.

Bevorzugt ist die Maschine derart ausgebildet, dass der eingesetzte Kunststoff ein Gemisch aus verschiedenen Kunststoffen sein kann und / oder dieser in Schichten aufgetragen werden kann.

Vorteilhafterweise ist die Maschine derart ausgebildet, dass die Oberfläche des Bandes nach dem Imprägnieren beschichtet wird, wodurch das Band einen besseren Schutz gegenüber Umgebungseinflüssen hat oder besser weiterverarbeitet werden kann. Bevorzugt ist die Maschine derart ausgebildet, dass die Profilstäbe die Form von Messern, Rakeln oder Schabern haben können, um die Qualität und Eigenschaften des Bandes zu verbessern.

Bevorzugt sind in die Profilstäbe Nuten bzw. Fräsungen eingelassen sind, die derart ausgebildet sind, um das Band zu formen.

Vorteilhafterweise umfassen die Nuten Kanten, die parallel oder nicht parallel zueinander sind.

Bevorzugt sind die Kanten einer Nut abgerundet, eckig oder überstehend ausgebildet.

Vorteilhafterweise umfassen die Nuten Seitenwände, wobei die Seitenwände derart ausgebildet sind, um senkrecht oder schräg zum jeweiligen Profilstab zu stehen.

Bevorzugt haben die Nuten eine unterschiedliche Breite.

Vorteilhafterweise umfasst die Nut einen Boden. Der Boden ist wie der Profilstab gewölbt, weist eine andere Wölbung auf oder umfasst eine ebene Fläche.

Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Fierstellung von Bändern aus Faser- Kunststoff-Verbundwerkstoffen mit einer erfindungsgemäßen Maschine dadurch gelöst, dass dem eingesetzten Kunststoff Additive zugesetzt werden.

Bevorzugt ist die Maschine derart ausgebildet, dass dem eingesetzten Kunststoff Additive zugesetzt werden können, wodurch die Eigenschaften der produzierten Bänder bezüglich der Optik sowie chemischen und physikalischen Eigenschaften verändert werden. Die Additive können auch als Flaftvermittler in der Maschine eingesetzt werden. Schließlich ist es erfindungsgemäß, dass auf den Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff während oder nach der Bearbeitung weitere Additive zum Schutz oder Imprägnierung aufgetragen werden.

Der Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff kann während oder nach der Bearbeitung mit weiteren Additiven zum Schutz oder Imprägnierung eingesprüht werden,

Die Additive werden durch Sprühen oder Schmieren aus einer Düse auf den Faser- Kunststoff-Verbundwerkstoff aufgebracht.

Im Folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert werden. Dieses soll die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern nur erläutern. Es zeigt in schematischer Darstellung:

Figur 1a: Teil des Querschnitts eines Faser-Kunststoff-Verbundes nach dem Imprägnieren.

Figur 1b: Querschnitt des Faser-Kunststoff-Verbundes gern. Fig 1a, nach zusätzlichem Konsolidieren.

Figur 2: Schnitt durch den Teil einer Maschine zur Imprägnierung und

Konsolidierung von Bändern aus Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff.

Figur 3: Ausschnitt der Maschine zur Imprägnierung und Konsolidierung von Bändern aus Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff aus Figur 2.

Figur 1a zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen Faser-Kunststoff- Verbundwerkstoff. Der dargestellte Teil des Querschnitts ist so klein, dass nur sechs Fasern F sichtbar sind. Diese Fasern F sind bereits alle vollständig "imprägniert", d.h. ihre gesamte Außenfläche ist bereits mit wenigstens einer dünnen Schicht des verflüssigten Kunststoffs K benetzt. Auch die Zwischenräume zwischen den Fasern F sind bereits zum größten Teil mit Kunststoff K verfüllt und nur an einigen Stellen durch luftgefüllte Flohlräume Fl unterbrochen. Weil die Luft durch die Bearbeitung des erhitzten Werkstoffes unter erhöhtem Druck steht, expandiert sie beim Abkühlen, wodurch sie die noch nicht endverfestigte Struktur des Kunststoffes beschädigt und damit dessen Klebkraft und Reißfestigkeit vermindert.

Figur 1b zeigt, dass die erfindungsgemäße Maschine die Hohlräume H aus dem Kunststoff K herausgedrückt hat, indem sie das Band aus Faser-Kunststoff- Verbundwerkstoff mit den erfindungsgemäßen Profilstäben 3, 4, 5, 6 bearbeitet hat. Dieser Vorgang wird Konsolidierung genannt. Der Idealzustand ist erreicht, wenn alle Fasern F von einer homogenen Masse aus Kunststoff K umgeben sind.

In Figur 2 besteht das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Maschine aus zwei Seitenwänden 1, von denen eine zeichnerisch abgenommen ist, sodass das verbindende Mittelteil 2 des Gehäuses sichtbar wird. Eingangs der Maschine durchläuft ein Band aus den Fasern F zuerst eine Düse 10, die allseitig Kunststoff K auf das Band aufträgt. Dann schlingt sich das beschichtete Band um mehrere Profilstäbe 3, 4, 5, 6 herum. Nicht dargestellt sind die Heizeinrichtungen, die den Kunststoff K erhitzen und dadurch verflüssigen sowie die Heizungen für die Profilstäbe 3, 4, 5, 6.

Das Mittelteil 2 des Gehäuses ist in der dargestellten Ausführungsvariante an seinen Enden wannenförmig nach oben gewölbt, sodass es nicht benötigten, abtropfenden Kunststoff K auffängt und mit - hier nicht gezeichneten - Führungen ableitet.

In Figur 2 läuft das Band zuerst um einen zylindrischen Profilstab 3, der im Befestigungspunkt 31 auf den Seitenwänden 1 der Maschine gelagert ist. Der relativ große Durchmesser dieses Profilstabs 3 ergibt eine relativ lange Laufstrecke des Bandes auf der zylindrischen Außenfläche. Dadurch wird der Kunststoff K auf und zwischen den Fasern F des Bandes gleichmäßig verteilt.

Als nächstes läuft das Band über einen gerippten Profilstab 4. Dessen Rippe ist als eine "Nase" erkennbar, die auf einen zylindrischen Grundkörper aufgesetzt ist. Diese Rippe sorgt für einen Kraftimpuls, der im Faser-Kunststoff-Verbund auf den noch zähflüssigen Kunststoff K auf und zwischen den Fasern F einwirkt und dadurch die darin noch befindlichen Flohlräume Fl weiter nach außen drückt.

Der folgende, elliptische Profilstab 5 übt mit seinen beiden spitzeren Bereichen zwei zusätzliche Kraftimpulse pro Umdrehung aus. Der eckige Profilstab 6 erzeugt mit seinen vier, etwas abgerundeten Ecken vier Impulse.

In Figur 2 ist auf den ersten Blick deutlich zu erkennen, dass bei den Profilstäben 4,5 und 6 der wirksame Durchmesser in Bezug auf die Befestigungspunkte 41,51 und 61 über eine Umdrehung hinweg deutlich schwankt. Dadurch werden - in willkommener Weise - Druckimpulse auf die Imprägnierung der Fasern F ausgeübt.

Jedoch würde sich als Folge dieser Geometrie der in der Maschine befindliche Teil des Bandes verlängern oder verkürzen. Dadurch könnten an den benachbarten Profilstäben zusätzliche, nicht gut kontrollierbare Kräfte auf das Band ausgeübt werden. Oder das Band würde kurzzeitig von den benachbarten Profilstäben abheben. Um diese Effekte zu vermeiden, sind bei der in Figur 2 dargestellten Ausführung der erfindungsgemäßen Maschine zwei zylindrische Profilstäbe 3 nicht direkt mit der Seitenwand 1 verbunden, sondern vertikal beweglich gelagert. Dazu sind sie an Flilfsstangen 8 befestigt, die bis zur Oberkante der Seitenwand 1 geführt und dort mit schwenkbaren Tänzerhebeln 9 gelenkig verbunden sind. Erst die Tänzerhebel 9 sind verschwenkbar mit der Seitenwand 1 verbunden. Abhängig von der jeweiligen Winkelposition der Profilstäbe 4,5 und 6 heben und senken sich die beiden, beweglich aufgehängten Profilstäbe 3. Auf diese Weise kompensieren sie die geometrischen Längenänderungen, die sich aus dem nicht kreisförmigen Profil der Profilstäbe 4,5 und 6 ergeben.

Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Maschine mit 7 Profilstäben 3, 4, 5, 6, von denen jeder weitere mit Luft gefüllte Flohlräume Fl aus dem Kunststoff K herausdrückt. Je nach gewünschter Bearbeitungsgeschwindigkeit und dem noch zulässigen Maß an verbleibenden Flohlräumen Fl sind Ausführungen mit bis zu 100 Profilstäben 3, 4, 5, 6 sinnvoll. Erfindungsgemäß beträgt das Verhältnis der durchschnittlichen Kontaktlänge aller bei der Imprägnierung genutzten Profilstäbe in Millimetern zu der Anzahl der Profilstäbe 3, 4, 5, 6 zwischen 2 und 1 :400, vorzugsweise zwischen 1 und 1:200 und besonders bevorzugt zwischen 1:10 und 1:100.

Am rechts gezeichneten Ende der Maschine wird das Band nach oben hin aus dem wannenförmigen Mittelteil 2 des Gehäuses herausgeführt. Es durchläuft dann zwei sehr nah zueinander angeordnete zylindrische Profilstäbe 3. Der Abstand zwischen den Außenflächen dieser beiden Profilstäbe 3 ist kleiner als die dann erreichte Stärke des Bandes aus Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff, so dass die Profilstäbe 3 als Kalander 7 arbeiten. Auf diese Weise wird der Kunststoff K ein letztes Mal komprimiert und das Band auf die geforderte Stärke gebracht.

In Figur 2 sind die Vorrichtungen der erfindungsgemäßen Maschine zum Abwickeln des Bandes, zum Verflüssigen des Kunststoffes, die Fleiz-Einrichtungen und Kühlungen sowie der Aufwickler für das fertige Band nicht eingezeichnet, weil sie auf aktuellem Stand der Technik in vielen Varianten hinlänglich bekannt sind.

Figur 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des in Bearbeitungsrichtung der Fasern F ersten Profilstabs 3 aus Figur 2. Der relativ große Durchmesser dieses Profilstabs 3 ergibt eine relativ lange Laufstrecke des Bandes auf der zylindrischen Außenfläche 11. Die Summe der Laufstrecken des Bandes auf allen Profilstäben 3, 4, 5, 6 bildet die Gesamtkontaktlänge des Bandes mit allen bei der Imprägnierung genutzten Profilstäben 3, 4, 5, 6. Erfindungsgemäß beträgt das Verhältnis der durchschnittlichen Gesamtkontaktlänge aller bei der Imprägnierung genutzten Profilstäbe in Millimetern zu der Anzahl der Profilstäbe 3, 4, 5, 6 zwischen 2 und 1:400, vorzugsweise zwischen 1 und 1:200 und besonders bevorzugt zwischen 1:10 und 1:100. Bezugszeichenliste

F Fasern

Fl Flohlräume im Kunststoff K K Kunststoff zur Imprägnierung der Fasern F

1 Seitenwand des Gehäuses der Maschine

2 Mittelteil des Gehäuses der Maschine

3 Profilstab, zylindrisch, zwischen den Seitenwänden 1 u 2 gelagert

31 Befestigungspunkt oder Drehachse des Profilstabs 3 4 Profilstab, gerippt, zwischen Seitenwänden 1 u 2 gelagert

41 Befestigungspunkt oder Drehachse des Profilstabs 4

5 Profilstab, elliptisch, zwischen Seitenwänden 1 u 2 gelagert

51 Befestigungspunkt oder Drehachse des Profilstabs 5

6 Profilstab, eckig, zwischen Seitenwänden 1 u 2 gelagert 61 Befestigungspunkt oder Drehachse des Profilstabs 6

7 Profilstäbe 3, die als Kalander angeordnet sind

8 Flilfsstangen zur beweglichen Lagerung von Profilstäben 3

9 Tänzerhebel zur Führung eines Profilstabs 3 über die Flilfsstangen 8

10 Düse zum Aufträgen des Kunststoffs K auf die Faser F 11 Laufstrecke des Bandes auf der zylindrischen Außenfläche des

Profilstabs