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.