WO2014008917A1

WO2014008917A1 - Device and method for continuously metering staple fibres on screw machines

Info

Publication number: WO2014008917A1
Application number: PCT/EP2012/063427
Authority: WO
Inventors: Martin Danzer; Renate LÜTZKENDORF; Thomas Reussmann; Gerald Ortlepp
Original assignee: Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V.
Priority date: 2012-07-09
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2014-01-16

Abstract

The invention relates to a device comprising an extruder that has a metering unit for continuously metering finite-length textile fibre materials to said extruder, as well as a method which uses this extruder with its metering device, in which a laid scrim (1) that has a defined mass per unit area and folding width is produced from said fibres, is deposited on a conveyor belt (2), and is continuously fed to said extruder. According to the invention, the laid scrim is compacted to a defined thickness which is smaller than the thickness of the entry slot on the extruder, by means of an arrangement that comprises at least two conveyor belts (2, 3) between which the scrim passes, said scrim (1) being deflected at least approximately 90° before or upon entering into the extruder, by means of a guide plate. This method allows finite-length, poor-flowing reinforcement fibres to be processed directly on screw machines.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Dosierung von Stapelfasern an Apparatus and method for the continuous metering of staple fibers

Schneckenmaschinen screw machines

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung umfassend eine Schneckenmaschine, insbesondere einen Extruder, mit einer Dosiereinheit zur kontinuierlichen Dosierung von endlich langen textilen Fasermaterialien zu diesem Extruder, umfassend mindestens ein erstes horizontal angeordnetes Transportband, auf dessen Oberseite ein aus Fasern erzeugtes Gelege mit einer definierten Flächenmasse und Legebreite abgelegt wird, sowie umfassend eine Schneckenmaschine, insbesondere einen Extruder mit einem Einzugsschlitz, dem das Gelege kontinuierlich zugeführt wird. The invention relates to a device comprising a screw machine, in particular an extruder, with a metering unit for the continuous metering of finely long textile fiber materials for this extruder, comprising at least a first horizontally arranged conveyor belt, on the upper side of a fiber-produced scrims with a defined basis weight and laying width is stored, and comprising a screw machine, in particular an extruder with a feed slot to which the scrim is fed continuously.

Unter den Begriff „Schneckenmaschinen" fallen gemäß der Definition der vorliegenden Erfindung insbesondere Extruder, es sind aber beispielsweise auch Spritzgießmaschinen und dergleichen von diesem Begriff erfasst. Bei der Herstellung von faserverstärkten Compounds oder auch der Direktverarbeitung von Langfasern (LFT-D-Verfahren) ist die kontinuierliche Dosierung des Fasermaterials von großer Bedeutung, da im laufenden Prozess ein konstanter Fasergehalt, eine homogene Faserverteilung in der Schmelze und eine gute Benetzung des Fasermaterials mit der Polymermatrix realisiert werden müssen. Das kann bisher nur mit definierten Aufmachungen des Fasermaterials (rieselfähiger Kurzschnitt oder Rovings) umgesetzt werden. Bei schwer rieselfähigen und voluminösen Fasermaterialien treten dagegen große Probleme auf (Brückenbildungen im Einzugstrichter, Masseschwankungen, ungleichmäßige Faserverteilung). Dadurch können Fasermaterialien wie z.B. voluminöse Synthesefasern oder auch Fasern aus Recyclingpro- zessen mit Undefinierter Faserlängenverteilung (Recyclingglasfasern, recycelte Carbonfasern usw. bisher nicht kontinuierlich an Extrudern zudosiert werden. According to the definition of the present invention, the term "screw machines" includes, in particular, extruders, but also, for example, injection molding machines and the like are covered by this term Continuous dosing of the fiber material is of great importance, since in the current process a constant fiber content, a homogeneous fiber distribution in the melt and a good wetting of the fiber material with the polymer matrix must be realized. In the case of difficult-to-flow and voluminous fiber materials, on the other hand, great problems occur (bridging in the funnel, variations in mass, uneven fiber distribution), making it possible to use fiber materials such as voluminous synthetic fibers or also fiberglass from recycling processes with undefined fiber length distribution (recycling glass fibers, recycled carbon fibers, etc.) have not yet been fed continuously to extruders.

Gegenwärtig wird die Dosierung von Fasermaterialien überwiegend mit konventionellen gravimetrischen Dosierwaagen realisiert. Das ist aber nur bei Verwendung von rieselfähigen Kurzschnittfasern möglich. Die Faserlänge der Schnittfasern liegt meist in einem Bereich von 3 bis 10 mm und ist nach oben durch die Geometrie der Einzugszone des Extruders begrenzt. Die Faserbündel sind mit Schlichte umhüllt und halten auch bei einer mechanischen Beanspruchung der Fasern durch die Schnecken des Dosieraggregates zusammen. Außerdem muss eine ausreichende Rieselfähigkeit für ein kontinuierliches Zudosieren gegeben sein. Das ist praktisch nur bei der Zuführung von relativ schweren Faserbündeln möglich. Für Fasermaterialien mit geringer Dichte und hohem Auflösungsgrad (starke Vereinzelung der Fasern) ist diese Methode nicht geeignet. Currently, the dosage of fiber materials is predominantly realized with conventional gravimetric dosing scales. But this is only possible when using free-flowing short-cut fibers. The fiber length of the cut fibers is usually in a range of 3 to 10 mm and is limited upwards by the geometry of the feed zone of the extruder. The fiber bundles are coated with sizing and hold together even with a mechanical stress of the fibers through the screws of the metering. In addition, a sufficient flowability for a continuous metering must be given. This is practically only possible with the supply of relatively heavy fiber bundles. For fiber materials with low density and high degree of dissolution (strong separation of the fibers), this method is not suitable.

Eine andere bekannte Möglichkeit der Dosierung von Verstärkungsfasern ist der direkte Einzug von endlosen Fasersträngen in Schneckenmaschinen. Another known possibility of metering reinforcing fibers is the direct collection of endless fiber strands in screw machines.

Beim Direkteinzug von Verstärkungsfaserrovings wird das Verstärkungsfasermaterial durch eine seitliche Öffnung der Schneckenmaschine zugeführt und im Plastifizierzy- linder mit der Polymerschmelze vermischt. Dabei muss das Verstärkungsfasermaterial in der Schneckenmaschine sowohl definiert verkürzt, als auch mit der Polymerschmelze vermischt und homogenisiert werden. Das setzt in der Regel eine spezielle Maschinenkonfiguration voraus. Diese Variante der Faserdosierung erfordert allerdings endlose Verstärkungsfaserstränge (Rovings), die hohe Zugkräfte übertragen können, um einen kontinuierlichen Fasereinzug zu sichern. Das ist bei Verwendung von Neuware (Glasrovings oder Carbonfaserrovings) kein Problem. Bei Einsatz von endlich langen Fasern wie z.B. Naturfasern oder auch Glas- oder Carbon- Recyclingfasern ist das nicht möglich. Hier kann eine kontinuierliche Zuführung nur mit Hilfe von Faserbändern oder Fasergarnen erfolgen. Die Herstellung von Faserbändern oder Garnen mit hoher Zugfestigkeit ist allerdings sehr kostenaufwändig und auch nicht für alle Fasermaterialien möglich. Ein weiteres Problem ist die bei der Fasergarnherstellung aufgebrachte Drehung, die eine gute Auflösung und Vereinzelung der Fasern im Extruder behindert. In the case of direct feeding of reinforcing fiber rovings, the reinforcing fiber material is fed through a lateral opening of the screw machine and mixed in the plasticizing cylinder with the polymer melt. In this case, the reinforcing fiber material in the screw machine has to be shortened both defined and mixed with the polymer melt and homogenized. This usually requires a special machine configuration. However, this variant of fiber dosing requires endless reinforcing fiber strands (rovings) that can transmit high tensile forces to ensure continuous fiber feed. This is no problem when using virgin material (glass rovings or carbon fiber rovings). When using finely long fibers, e.g. Natural fibers or glass or carbon recycled fibers is not possible. Here, a continuous feed can be made only with the aid of slivers or fiber yarns. The production of slivers or yarns with high tensile strength, however, is very costly and not possible for all fiber materials. Another problem is the twist applied in fiber yarn manufacture, which impedes good resolution and singulation of the fibers in the extruder.

Es sind auch spezielle Lösungen zur kontinuierlichen Zuführung von Endlosfasern aber auch zur Dosierung von rieselfähigen Granulaten oder Fasern enthaltenden Schüttmaterialien vorgeschlagen worden. Diese Lösungsansätze sind allerdings für eine kontinuierliche Zuführung von voluminösen Stapelfasern nicht geeignet, da mit den bekannten Konstruktionen keine Vorverdichtung des Fasermaterials realisierbar ist. Auch bei bekannten Lösungen zur Dosierung von Recyclatchips ist es nicht möglich, Stapelfasern mit geringer Schüttdichte zu dosieren. Zusammenfassend kann geschlussfolgert werden, dass gegenwärtig mit den bekannten technischen Lösungen ausschließlich die Dosierung von Endlosfasern (Rovings) und gut rieselfähigen Kurzfasern, Granulaten oder Chips beherrscht wird. Eine Möglichkeit zur kontinuierlichen Dosierung von endlich langen, voluminösen Fasern beschreibt das Patent DE 197 56 126. Bei diesem Verfahren werden zunächst mit Hilfe einer Krempelmaschine Hybridbänder aus einer Fasermischung von Verstärkungs- und Matrix-Stapelfasern hergestellt und in Kannen abgelegt. Dabei wird mit dem Mischungsverhältnis von Verstärkungs- und Matrixfasern der Fasergehalt eingestellt. Die Matrixfasern wirken in dem Faserband als Trägermaterial für die Verstärkungsfasern und ermöglichen so auch die Handhabung von schlecht rieselfähigen Verstärkungsfasern. There have also been proposed special solutions for the continuous supply of continuous fibers but also for the metering of free-flowing granules or fibers containing bulk materials. However, these approaches are not suitable for a continuous supply of bulky staple fibers, as with the known constructions no pre-compression of the fiber material can be realized. Even with known solutions for metering Recyclatchips it is not possible to dose staple fibers with low bulk density. In summary, it can be concluded that currently only the dosage of continuous fibers (rovings) and free-flowing short fibers, granules or chips is dominated by the known technical solutions. One possibility for the continuous metering of finely long, voluminous fibers is described in patent DE 197 56 126. In this method, hybrid tapes made of a fiber blend of reinforcing and matrix staple fibers are first produced by means of a carding machine and deposited in cans. The fiber content is adjusted with the mixing ratio of reinforcing and matrix fibers. The matrix fibers act in the sliver as a carrier material for the reinforcing fibers and thus also allow the handling of poorly flowing reinforcing fibers.

Der Füllvorgang bei Plastifizier- oder Spritzgießmaschinen erfolgt durch die Rotation der Schnecke, wodurch die Hybridbänder in den Zylinder eingezogen werden. Die Einzugsgeschwindigkeit und dosierte Menge des Materials kann durch die Schneckendrehzahl, sowie Anzahl und Gewicht der Hybridbänder gesteuert werden. Im beheizten Zylinder werden die thermoplastischen Matrixfasern bei den entsprechenden Verarbeitungstemperaturen aufgeschmolzen, so dass ein plastisch verformbarer, langfaserverstärkter Formstoff entsteht. Die Dosierung der Hybridbänder durch die Rotation der Schnecke erfolgt so lange, bis das gewünschte Dosiervolumen von plastischem Material in der Ausstoßkammer erreicht ist. Anschließend erfolgt durch eine Vorschubbewegung der Schnecke der Austrag des plastischen Materials in die Kavität des Werkzeuges zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen. Nach- teil bei dieser Variante der Faserdosierung ist allerdings die Herstellung der Faserbänder, die nicht für alle Fasermaterialien möglich ist und auch einen zusätzlichen kostenintensiven Arbeitsschritt darstellt. Außerdem sind die Zugfestigkeit und Dichte und das Gewicht der Faserbänder sehr gering, was einen stabilen Verarbeitungspro- zess erschwert und die gleichzeitige Verarbeitung vieler Faserbänder erfordert. Das schränkt die praktische Anwendbarkeit dieses Verfahrens ein. The filling process in plasticizing or injection molding machines is carried out by the rotation of the screw, whereby the hybrid belts are fed into the cylinder. The feed speed and metered amount of material can be controlled by the screw speed, as well as the number and weight of the hybrid belts. In the heated cylinder, the thermoplastic matrix fibers are melted at the appropriate processing temperatures, resulting in a plastically deformable, long-fiber reinforced molding material. The metering of the hybrid belts by the rotation of the screw takes place until the desired metering volume of plastic material in the discharge chamber is reached. Subsequently, by a feed movement of the screw, the discharge of the plastic material into the cavity of the tool for the production of fiber-reinforced plastic parts. A disadvantage of this variant of fiber dosing, however, is the production of the fiber slivers, which is not possible for all fiber materials and also represents an additional cost-intensive working step. In addition, the tensile strength and density and weight of the slivers are very low, which makes a stable processing process difficult and requires the simultaneous processing of many slivers. This restricts the practicality of this method.

Als wesentliche Nachteile der bekannten Lösungen können somit folgende Punkte benannt werden: Die Dosierung von Kurzschnitt mit konventionellen Dosierwaagen erfordert einen exakten Schnitt und eine gute Rieselfähigkeit der Kurzfaserbündel. Das ist vor allem bei Fasermaterialien mit geringer Dichte nicht gegeben. The following points can therefore be named as significant disadvantages of the known solutions: The dosage of short cut with conventional dosing scales requires an exact cut and a good flowability of the short fiber bundles. This is not the case especially with fiber materials with low density.

In der DE 10 2007 047 548 A1 wird eine Dosiereinrichtung für kurze Schnittfasern erläutert, die aus zwei gegenläufigen Bändern und mindestens einer Förderschnecke besteht. Die Bänder unterstützen den Transport, während die Schnecke, welche sich zwischen den Bändern befindet, das Fasermaterial fördern soll. Dieses Prinzip der Zuführung funktioniert nur bei vertikal angeordneten Zuführeinrichtungen. Eine Verdichtung ist nicht erwähnt und auch nicht beabsichtigt und es werden keinerlei Maß- nahmen getroffen, um eine eventuelle Verdichtung durch die schräg zueinander stehenden Bandförderwände beizubehalten und eine danach auftretende Aufweitung, wenn die Begrenzung wegfällt, zu verhindern. Diese Kombination ist für die Dosierung von langen Fasern (Faserlänge größer 10 mm) nicht geeignet, da sich die Fa- sern um die Förderschnecke wickeln können und somit zu einer Verstopfung der Dosiereinrichtung führen. Diese Art der Dosierung ist für nur für kurze Fasern geeignet, deren Schnittlänge deutlich kleiner als der Umfang der Dosierschnecke ist. Außerdem wird eine gute Rieselfähigkeit des Schüttgutes benötigt, um den Transport mit einer Förderschnecke zu ermöglichen. Das ist bei langen Fasern mit sehr geringer Schüttdichte nicht gegeben. In DE 10 2007 047 548 A1, a metering device for short cut fibers is explained, which consists of two opposing belts and at least one screw conveyor. The belts help to transport, while the screw, which is located between the belts, to promote the fiber material. This feeding principle works only with vertically arranged feeders. No compaction is mentioned or intended, and no measures are taken. taken to maintain a possible compression by the inclined belt conveyor walls and prevent subsequent expansion when the limit is eliminated. This combination is not suitable for the metering of long fibers (fiber length greater than 10 mm), since the fibers can wrap around the conveyor screw and thus lead to a blockage of the metering device. This type of metering is suitable only for short fibers whose cut length is significantly smaller than the circumference of the metering screw. In addition, a good flowability of the bulk material is needed to allow the transport with a screw conveyor. This is not the case with long fibers with very low bulk density.

Beim Einzug von schlecht schütt- und rieselfähigen Materialien mit den bekannten Lösungen können sich Brücken bilden, die zu einer Verstopfung des Einzugs und auch zum unkontrollierten Austritt von Schmelze im Einzugsbereich führen. With the introduction of poorly pourable and free-flowing materials with the known solutions can form bridges, which lead to a blockage of the intake and also to the uncontrolled discharge of melt in the catchment area.

Beim Einzug von endlosen Rovings wird das Fasermaterial von den Schnecken aufgewickelt und an speziellen Schneidkanten geschnitten oder gebrochen. Das funktioniert nur bei spröden Fasermaterialien wie Glas- oder Carbonfasern. When feeding in endless rovings, the fiber material is wound up by the screws and cut or broken at special cutting edges. This works only with brittle fiber materials such as glass or carbon fibers.

Werden hochfeste und zähe Fasermaterialien endlos als Roving eingezogen, kann es zur Blockade der Schnecken kommen, weil im Einzugsbereich des Extruders kei- ne definierte Faserverkürzung erreicht werden kann. If high-strength and tough fiber materials are drawn in endlessly as rovings, the screws may become blocked because no defined fiber shortening can be achieved in the intake area of the extruder.

Beim Direkteinzug ist durch die Aufwicklung der Rovings auf den Schnecken die Einzugsgeschwindigkeit des Fasermaterials direkt abhängig von der Schneckendrehzahl. Das schränkt die Variabilität bei der Einstellung des Fasergehaltes ein. When feeding directly through the winding of the rovings on the screws, the feed speed of the fiber material directly depends on the screw speed. This restricts the variability in adjusting the fiber content.

Beim Einzug von Faserbändern muss das voluminöse Fasermaterial entlüftet und in den Schneckengängen verdichtet werden. Das führt zu langen Dosierzeiten und geringen Durchsatzleistungen. When fiber slivers are pulled in, the voluminous fiber material must be deaerated and compacted in the screw flights. This leads to long dosing times and low throughputs.

EP 1 21 1 046 A2 beschreibt ein Verfahren mit dem Prinzip des Direkteinzugs von Fasermaterialien an Schneckenmaschinen. In dieser Patentschrift wird auch die Do- sierung von Faservliesen oder Fasermatten erwähnt, die ein definiertes Flächengewicht und eine vorgegebene Breite haben. Nicht näher ausgeführt wird allerdings die Tatsache, dass diese Materialien eine bestimmte Mindestzugfestigkeit haben müssen, um von den Schnecken des Mischextruders aufgewickelt werden zu können. Das ist nur bei Rovings oder verfestigten Vliesen gegeben. Außerdem müssen die Vliese eine Dicke haben, die kleiner ist als die Schlitzbreite des Mischextruders, damit das Fasermaterial störungsfrei eingezogen werden kann. Das ist bei der Dosierung von nicht verfestigten Fasergelegen nicht der Fall. EP 1 21 1 046 A2 describes a process with the principle of direct feed of fiber materials on screw machines. This patent also mentions the dosing of fiber webs or fiber mats having a defined basis weight and a predetermined width. However, the fact that these materials must have a certain minimum tensile strength in order to be wound up by the screws of the mixing extruder can not be described in any detail. This is only given for rovings or solidified nonwovens. In addition, the nonwovens must have a thickness which is smaller than the slot width of the mixing extruder, so that the fiber material can be fed trouble-free. This is not the case when dosing non-solidified fiber webs.

Unverfestigte Fasergelege haben eine sehr niedrige Zugfestigkeit, die praktisch nur durch Faser-Faser-Reibung erzeugt werden kann. Diese reicht nicht aus für einen abrissfreien und kontinuierlichen Einzug des Fasermaterials. Ein weiteres Problem bei Einzug von Gelegen aus Stapelfasern ist das große Volumen durch die niedrige Schüttdichte des Materials. Es ist in jedem Fall eine Vorverdichtung der Fasern erforderlich, um auf Schichtdicken zu kommen, die kleiner als die Schlitzbreite des Extruders sind. Dabei muss auch verhindert werden, dass das Fasermaterial nach der Vorverdichtung wieder expandiert. Ein kontinuierlicher Einzug von Fasergelegen ist deshalb mit der beschriebenen Vorrichtung nicht möglich. Unreinforced fiber scrims have a very low tensile strength, which can be generated practically only by fiber-to-fiber friction. This is not enough for one tear-free and continuous intake of the fiber material. Another problem with feeding staple fiber webs is the large volume due to the low bulk density of the material. In each case, a pre-compaction of the fibers is required in order to come to layer thicknesses which are smaller than the slot width of the extruder. It must also be prevented that the fiber material expands again after the pre-compression. A continuous collection of fiber layers is therefore not possible with the device described.

Vorrichtungen zum geführten Transport einer Faserflockenmatte sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise in der DE 10 2007 014 694 A1 beschrieben. Diese Vorrichtungen werden eingesetzt, um einen geführten Transport einer Faserflockenmatte zu einer Krempel zu erzielen. Hierzu wird oberhalb eines Transportbandes ein Druckband angeordnet, wobei zwischen den beiden Bändern ein Zwischenraum gebildet ist. Das Druckband ist schwenkbar und kann daher zum Transportband hin geneigt werden, so dass der Zwischenraum in Förderrichtung der Faserflockenmatte abnimmt und die Faserflockenmatte zwischen den beiden Bändern verdichtet wird. Die Druckschrift gibt jedoch keine Anregung wie man Fasermaterialien und eine Polymerschmelze gleichzeitig einem Extruder zuführt. Devices for the guided transport of a fiber flake mat are basically known from the prior art and are described for example in DE 10 2007 014 694 A1. These devices are used to achieve guided transport of a fiber flake mat to a carding machine. For this purpose, a pressure belt is arranged above a conveyor belt, wherein a gap is formed between the two belts. The pressure belt is pivotable and can therefore be inclined to the conveyor belt, so that the gap decreases in the conveying direction of the fiber flake mat and the fiber flake mat is compressed between the two bands. However, the document gives no suggestion how to simultaneously feed fiber materials and a polymer melt to an extruder.

Die Britische Patentschrift GB 1 399 463 A beschreibt eine Vorrichtung mittels derer man aus kontinuierlichen Rovings oder Kurzfasern zunächst eine Fasermatte erzeugt und dann über Rollen mit einem flüssigen Harz tränkt, so dass man eine imprägnierte Fasermatte erhält. Gegebenenfalls wird danach noch eine Polyethylenfolie auf die Fasermatte aufgebracht und so ein Laminat erzeugt. Es liegt somit in jedem Fall ein bereits formstabiles Produkt vor, welches dann auf einem Förderband transportiert und mittels eines weiteren parallelen Förderbands verdichtet wird. Erst die harzgetränkte Matte oder das Laminat werden dann in einen Trichter gegeben, über den diese dann in eine Extrusionsmaschine gelangen. Hier wird somit eine konstruktiv aufwändige Vorrichtung verwendet, um aus Fasern ein Produkt zu schaffen, welches einem Extruder zugeführt werden kann. Die Aufgabe, ein Fasergelege quasi unmittelbar einem Extruder zuzuführen wird hier nicht gelöst. British Patent Specification GB 1 399 463 A describes an apparatus by means of which a fiber mat is first produced from continuous rovings or short fibers and then impregnated by rollers with a liquid resin, so that an impregnated fiber mat is obtained. Optionally, a polyethylene film is then applied to the fiber mat and so produces a laminate. There is therefore in any case an already dimensionally stable product, which is then transported on a conveyor belt and compacted by means of another parallel conveyor belt. Only the resin-impregnated mat or laminate are then placed in a funnel over which they then enter an extrusion machine. Here, therefore, a structurally complex device is used to create a product from fibers, which can be fed to an extruder. The task of supplying a fiber scrim virtually directly to an extruder is not solved here.

Ausgehend von dem zuvor genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Er- findung daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur kontinuierlichen Dosierung von endlich langen textilen Fasermaterialien zu einem Extruder zu schaffen, die die direkte Verarbeitung von endlich langen, schlecht rieselfähigen losen Fasermaterialien an konventionellen Extrudern (Schneckenmaschinen) zulässt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung weiterhin wenigstens ein zweites Transportband umfasst, welches oberhalb des ersten Transportbandes mit einem Spaltabstand zu diesem und in einem spitzen Winkel zu diesem angeordnet ist, derart, dass sich der Spaltabstand zwischen beiden Transport- bändern in Förderrichtung zum Einzugsschlitz des Extruders hin verjüngt und das zwischen beiden Transportbändern durchlaufende Gelege vor Erreichen des Einzugsschlitzes des Extruders durch die Transportbänder verdichtet wird und dass die Dosiervorrichtung weiterhin eine Schlitzdüse für eine Polymerschmelze umfasst, welche im Einzugsbereich des Extruders mit dem Gelege zusammengeführt oder zwischen zwei Gelege eingebracht wird. Based on the aforementioned prior art, the present invention is therefore based on the object to provide a way for continuous metering of finely long textile fiber materials to an extruder, the direct processing of finite long, poor flowable loose fiber materials on conventional extruders (Screw machines) allows. According to the invention, this object is achieved in that the device further comprises at least a second conveyor belt, which is arranged above the first conveyor belt with a gap distance to this and at an acute angle to this, such that the gap distance between the two conveyor belts in the conveying direction to the intake slot of the extruder tapers and the passing between two conveyor belts scrim is compacted by the conveyor belts before reaching the intake slot of the extruder and that the metering device further comprises a slot nozzle for a polymer melt which merges in the catchment area of the extruder with the scrim or introduced between two scrims becomes.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zur kontinuierlichen Zuführung von schwer dosierbaren Fasermaterialien an Schneckenmaschinen, wobei die Fasern durch eine Legevorrichtung zunächst in einer definierten Breite und Flächenmasse auf einem Transportband abgelegt und nachfolgend unter definierter Verdichtung kontinuierlich einem Extruder zugeführt werden. The device according to the invention is suitable for the continuous supply of hard-to-dose fiber materials to screw machines, wherein the fibers are first deposited by a laying device in a defined width and basis weight on a conveyor belt and subsequently fed continuously under defined compression to an extruder.

Das Fasergelege ist kein eigenständiges, handhabbares Halbzeug (wie z.B. Band, Vlies o.a.), welches aus bekannten textilen Verarbeitungsstufen (Vliesherstellung und Kardierung) resultiert und wird nicht verfestigt. Fasergelege können sowohl mit Kurzfaser- als auch mit Langfaserdosiereinrichtungen erzeugt werden. Die Flächenmasse des Geleges ist in einem sehr weiten Bereich von 50 g/m² bis 5000 g/m² einstellbar und ermöglicht dadurch eine optimale Anpassung an den nachfolgenden Verarbeitungsprozess in der Schneckenmaschine. The fiber fabric is not an independent, manageable semi-finished product (such as tape, nonwoven or the like), which results from known textile processing stages (nonwoven production and carding) and is not solidified. Fabric fabrics can be produced with both short fiber and long fiber metering equipment. The basis weight of the fabric is adjustable in a very wide range from 50 g / m ² to 5000 g / m ² , thereby allowing optimum adaptation to the subsequent processing process in the screw machine.

Bevorzugt erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Verdichtung des Geleges auf eine Dicke kleiner oder gleich 20 mm, bevorzugt kleiner gleich 10 mm. Preferably, in the method according to the invention, the compaction of the scrim to a thickness less than or equal to 20 mm, preferably less than or equal to 10 mm.

Weiterhin wird bevorzugt das verdichtete Gelege umgelenkt und eine nachfolgende Relaxation bzw. Expansion der Faserschicht wird verhindert. Furthermore, the compressed scrim is preferably deflected and subsequent relaxation or expansion of the fiber layer is prevented.

Bevorzugt liegt die Breite des Geleges in einem Bereich von etwa 100 mm bis etwa 600 mm und die Flächenmasse des Geleges liegt bevorzugt in einem Bereich von etwa 50 g/m² bis etwa 5000 g/m². Preferably, the width of the fabric is in a range of about 100 mm to about 600 mm and the basis weight of the fabric is preferably in a range of about 50 g / m ² to about 5000 g / m ² .

Vorteilhaft ist es, wenn die Transportbänder eine raue Oberfläche zur Erhöhung der Reibung zwischen Fasergelege und Bandoberfläche haben. Das erfindungsgemäße Gelege kann aus Naturfasern oder Chemiefasern und/oder anderen Faserstoffen auf organischer oder anorganischer Basis bestehen, insbesondere kann das Gelege beispielsweise aus recycelten Naturfasern oder Chemiefasern und/oder anderen Faserstoffen auf organischer oder anorganischer Basis be- stehen. It is advantageous if the conveyor belts have a rough surface to increase the friction between the fiber layer and the strip surface. The scrim of the invention may consist of natural fibers or man-made fibers and / or other fibrous materials on an organic or inorganic basis, in particular the scrim may for example consist of recycled natural fibers or man-made fibers and / or other fibers on an organic or inorganic basis.

Das erfindungsgemäße Gelege kann auch beispielsweise aus einer Mischung unterschiedlicher Fasern und auch pulverförmigen Bestandteilen bestehen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur kontinuierlichen Dosierung von endlich langen textilen Fasermaterialien an Extrudern unter Verwendung eines Extruders mit einer Dosiervorrichtung der zuvor genannten Art, bei dem zunächst aus Fasern ein Gelege mit einer definierten Flächenmasse und Legebreite erzeugt wird, welches auf einem Transportband abgelegt und kontinuier- lieh dem Extruder zugeführt wird, und dann das Gelege mittels einer Anordnung umfassend mindestens zwei Transportbänder, zwischen denen es durchläuft, auf eine definierte Dicke, die kleiner als die Dicke des Einzugsschlitzes am Extruder ist, verdichtet wird. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass das erste horizontale untere Transportband relativ zu dem Einzugsschlitz des Extruders derart angeordnet ist, dass das Gelege vor oder bei dem Einzug in den Extruder eine Umlenkung von wenigstens etwa 90 ° erfährt. Eine mögliche Variante der Erfindung sieht vor, dass wenigstens zwei Anordnungen von jeweils Doppelbändern mit je einem ersten unteren Transportband und je einem zweiten oberen Transportband vorhanden sind, wobei beide Anordnungen jeweils zum Transport und zur Verdichtung je eines Geleges vorgesehen sind und beide Gelege einem Extruder zugeführt werden, wobei beide Doppelbänder jeweils mit ihren Kopfseiten, an denen der Spaltabstand zwischen den beiden Transportbändern eines Doppelbandes am geringsten ist, einander zugewandt sind. The scrim of the invention may also consist, for example, of a mixture of different fibers and also pulverulent constituents. The present invention furthermore relates to a process for the continuous metering of finely long textile fiber materials on extruders using an extruder with a metering device of the aforementioned type, in which first a fiber of a defined basis weight and width is produced on a conveyor belt stored and continuously loaned to the extruder, and then the scrim by means of an arrangement comprising at least two conveyor belts, between which it passes through, to a defined thickness which is smaller than the thickness of the intake slot on the extruder is compressed. According to a preferred development of the device, it is provided that the first horizontal lower conveyor belt is arranged relative to the intake slot of the extruder such that the clutch experiences a deflection of at least approximately 90 ° before or during the entry into the extruder. A possible variant of the invention provides that at least two arrangements of each double bands, each with a first lower conveyor belt and a second upper conveyor belt are provided, both arrangements are each provided for transporting and compacting each Geleges and fed both scrim an extruder are, with both double bands each with their head sides, where the gap distance between the two conveyor belts of a double belt is the lowest, facing each other.

Fasergelege lassen sich mit konventionellen Speisern, Legern oder Streueinrichtungen erzeugen. Bei Stapelfasern mit Faserlängen größer als 10 mm werden in der Textilindustrie üblicherweise Speiser oder Leger zur Erzeugung einer gleichmäßigen Faservorlage eingesetzt. Bei Faserlängen unter 10 mm kommen meist Streueinrichtungen, wie sie beispielsweise aus der Verarbeitung von Holzfasern oder kurzen textilen Fasern bekannt sind, zum Einsatz. Die so erzeugten Gelege sind sehr volumi- nös und haben keinen Zusammenhalt der Fasern. Dadurch erfolgt die Dosierung derartiger Gelege an Schneckenmaschinen über eine spezielle Dosiereinrichtung. Fiber scrims can be produced with conventional feeders, spreaders or spreaders. For staple fibers with fiber lengths greater than 10 mm in the textile industry usually feeder or Leger used to produce a uniform fiber template. For fiber lengths of less than 10 mm, scattering devices, such as are known, for example, from the processing of wood fibers or short textile fibers are used. The eggs produced in this way are very voluminous nös and have no cohesion of the fibers. As a result, the dosage of such scrim to screw machines via a special metering device.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen un- ter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen: Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of embodiments with reference to the accompanying drawings. Showing:

Figur 1 eine erste beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur kontinuierlichen Dosierung von Fasermaterialien zu einem Extruder in schematisch vereinfachter Seitenansicht; Figure 1 shows a first exemplary embodiment of an apparatus according to the invention for the continuous metering of fiber materials to an extruder in a schematically simplified side view;

Figur 2 eine zweite alternative beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematisch vereinfachter Seitenansicht; Figur 3 eine schematisch vereinfachte Draufsicht auf die in Figur 2 dargestellte Vorrichtung zur kontinuierlichen Dosierung von Fasermaterialien; Figure 2 shows a second alternative exemplary embodiment of a device according to the invention in a schematically simplified side view; Figure 3 is a simplified schematic plan view of the device shown in Figure 2 for the continuous dosing of fiber materials;

Figur 4 eine dritte alternative beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematisch vereinfachter Seitenansicht. Figure 4 shows a third alternative exemplary embodiment of a device according to the invention in a schematically simplified side view.

Zunächst wird auf Figur 1 Bezug genommen und anhand dieser ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Das Fasergelege 1 wird auf einem ersten Transportband 2 abgelegt und kontinuierlich gefördert. Mit Hilfe eines zweiten Transportbandes 3 wird das Gelege gleichmäßig verdichtet und dem Extruder zuge- führt. Durch die Verdichtung des Fasermaterials wird die Reibung zwischen den einzelnen Fasern des Geleges erhöht und somit ein ausreichender Zusammenhalt innerhalb des Geleges erzeugt. Die Verdichtung erfolgt bis auf eine Dicke des Geleges von kleiner oder gleich 20 mm, um einen Einzug des Fasermaterials am Extruder sicherzustellen. Mit Hilfe eines speziellen Leitbleches 4 wird das Fasermaterial nach dem Austritt aus den beiden Transportbändern umgelenkt und direkt in den Einzugsspalt des Extruders mit einer schlitzförmigen Einzugszone eingeführt. Das Leitblech ist bei dieser Ausführungsvariante notwendig, um eine genaue Führung und Umlen- kung des Fasermaterials zu ermöglichen und sicherzustellen, dass das Fasermaterial nach Verlassen des Doppelbandes nicht wieder expandiert und die Einzugsöff- nung des Extruders verstopft. First, reference is made to Figure 1 and based on this, a first embodiment of the invention explained in more detail. The fiber fabric 1 is deposited on a first conveyor belt 2 and conveyed continuously. With the aid of a second conveyor belt 3, the clutch is uniformly compressed and fed to the extruder. By compressing the fiber material, the friction between the individual fibers of the fabric is increased and thus produces sufficient cohesion within the Geleges. The compaction is carried out to a thickness of the fabric of less than or equal to 20 mm, to ensure a collection of the fiber material at the extruder. With the help of a special baffle 4, the fiber material is deflected after exiting the two conveyor belts and introduced directly into the nip of the extruder with a slot-shaped feed zone. The baffle is necessary in this embodiment, in order to allow accurate guidance and deflection of the fiber material and to ensure that the fiber material does not expand again after leaving the double belt and clogs the intake opening of the extruder.

Gleichzeitig wird mit Hilfe einer Breitschlitzdüse 5 ein Polymerfilm 6 erzeugt, der die gleiche Breite wie das Fasergelege hat. Im Einzugsbereich des Extruders werden der Schmelzefilm und das Fasermaterial zusammengeführt und kontinuierlich in den Extruder eingezogen. Du rch d iese Art der Dosieru ng wird eine homogene und gleichmäßige Mischung aus Fasermaterial und Schmelze im Extruder erreicht. At the same time a polymer film 6 is produced by means of a slot die 5, which has the same width as the fiber fabric. In the intake area of the extruder, the melt film and the fiber material are brought together and continuously into the Drawn in extruder. This method of metering achieves a homogeneous and uniform mixture of fiber material and melt in the extruder.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Extrudergehäuse 8 zwei gleichsinnig drehende Schnecken 7 auf. In the present embodiment, the extruder housing 8 has two co-rotating screws 7.

Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit der kontinuierlichen Zuführung sowohl von schwer dosierbaren Kurzfasern als auch von langen Stapelfasern und die Entkopplung von Faserdosierung und Schneckendrehzahl . Durch die Geschwindigkeit des Transportbandes und die zudosierte Menge an Polymerschmelze lässt sich somit der Fasergehalt sehr genau einstellen und ein kontinuierlicher Produktionsprozess reali- sieren. Advantage of the invention is the possibility of continuous supply of both hard-to-sized short fibers and long staple fibers and the decoupling of fiber metering and screw speed. Due to the speed of the conveyor belt and the metered amount of polymer melt, the fiber content can thus be set very precisely and a continuous production process can be realized.

Nachfolgend wird auf Figur 2 Bezug genommen. In der dort gezeigten weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, mit zwei Doppelbändern zu arbeiten und den Polymerfilm zwischen die beiden Lagen des Fasermaterials zu extrudieren. Bei dieser Art der Dosierung wird das Fasermaterial 10 von 2 Speisern 1 1 und 12 auf zwei Doppelbänder 13 und 14 gelegt und nachfolgend zusammengeführt. Die Polymerschmelze 15 wird über eine Breitschlitzdüse 16, deren Breite gleich der Breite des Fasergeleges entspricht, zwischen die beiden Fasergelege eingebracht. In dem Spalt zwischen den beiden Transportbändern durchdringt die Schmelze das Fasermaterial und es entsteht eine Faserbahn 17 mit einer Dicke kleiner als die Dicke des Einzugssch l itzes am Extruder u nd m it einer ausreichenden Zugfestig keit, u m das Faser/Polymergemisch in die Schnecken 18 des Extruders 19 einzuziehen. Gleichzeitig wird durch das Auftreffen des Polymerschmelzefilms eine Relaxation/Expansion des verdichteten Fasermaterials verhindert. In the following, reference is made to FIG. In the further embodiment shown there, it is also possible to work with two double bands and to extrude the polymer film between the two layers of the fiber material. In this type of dosage, the fiber material 10 of 2 feeders 1 1 and 12 placed on two double bands 13 and 14 and subsequently merged. The polymer melt 15 is introduced via a slot die 16 whose width is equal to the width of the fiber fabric, between the two fiber layers. In the gap between the two conveyor belts, the melt penetrates the fiber material and a fibrous web 17 with a thickness smaller than the thickness of the draw slit at the extruder and with sufficient tensile strength to move the fiber / polymer mixture into the worms 18 of the Feed extruder 19. At the same time, a relaxation / expansion of the compacted fiber material is prevented by the impact of the polymer melt film.

Durch die Dosierung der Schmelze zwischen die beiden Faserlagen wird eine gute Durchtränkung des Fasermaterials erreicht. Außerdem wird somit verhindert, dass das Fasermaterial nach Verlassen der Doppelbänder wieder expandiert. Dadurch kann auf das in dem vorhergehenden Prinzip beschriebene Leitblech verzichtet wer- den. By dosing the melt between the two fiber layers a good impregnation of the fiber material is achieved. In addition, it is thus prevented that the fiber material expands again after leaving the double bands. As a result, it is possible to dispense with the guide plate described in the preceding principle.

Beide Doppelbänder haben je ein erstes unteres Transportband und ein zweites oberes Transportband, wobei beide Bänder in Förderrichtung zum Extruder hin in einem spitzen Winkel aufeinander zu laufen und dadurch das zwischen den Transportbän- dem transportierte Gelege allmählich verdichtet wird. Die beiden Doppelbänder sind dabei so angeordnet, dass beide Doppelbänder jeweils zum Transport und zur Verdichtung je eines Geleges 10 dienen und beide Gelege einem Extruder zugeführt werden, wobei beide Doppelbänder jeweils mit ihren Kopfseiten, an denen der Spalt- abstand zwischen den beiden Transportbändern eines Doppelbandes am geringsten ist, einander zugewandt sind. Both double belts each have a first lower conveyor belt and a second upper conveyor belt, with both belts running towards each other in the conveying direction at an acute angle to one another, thereby gradually compressing the fabric transported between the conveyor belt. The two double bands are arranged so that both double bands each serve for transporting and compacting each jelly 10 and both scrims are fed to an extruder, with both double bands each having their top sides at which the slit distance between the two conveyor belts of a double belt is the lowest, facing each other.

Die Draufsicht gemäß Figur 3 zeigt, dass die von der Breitschlitzdüse 16 ausgege- bene Polymerschmelze 15 quasi unmittelbar oberhalb des Einzugsschlitzes des Extruders austritt, beidseitig mit den beiden verdichteten Fasergelegen 1 0 zusammengebracht wird und dann das so erhaltene Faser-Polymergemisch als durchtränkte Faserbahn 17 unmittelbar in den darunter angeordneten Einzugsschlitz des Extruders gelangt. Außerdem wird in Figur 3 deutlich, dass die beiden von rechts bzw. links zugeführten Fasergelege 10 jeweils eine Breite aufweisen, die in dem Beispiel etwas geringer ist als die Breite der beiden Förderbänder 13, 14, die die Fasergelege zuführen und man erkennt, dass der Einzugsschlitz des Extruders eine Einzugsbreite aufweist, die mindestens gleich, bevorzugt etwas größer ist als die Breite der eingezogenen Fasergelege. The top view according to FIG. 3 shows that the polymer melt 15 discharged from the slot die 16 emerges virtually directly above the intake slot of the extruder, is brought together on both sides with the two compacted fiber layers 10 and then the resulting fiber-polymer mixture as a soaked fiber web 17 immediately in the arranged underneath the intake slot of the extruder. In addition, it becomes clear in FIG. 3 that the two fiber webs 10 fed from the right or the left each have a width which, in the example, is slightly smaller than the width of the two conveyor belts 13, 14 which feed the fiber webs and it can be seen that the fiber web Infeed slot of the extruder has a Einzugssbreite which is at least equal to, preferably slightly larger than the width of the retracted Fasergelege.

Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei Doppelbändern in ähnlicher Anordnung wie zuvor anhand von Figur 2 beschrieben. Hier wird das gleiche Prinzip für die Dosierung von Fasermaterial an gegenläufigen Doppelschneckenextrudern eingesetzt. In diesem Fall wird dann das mit Polymerschmelze durchtränkte Faser- material zwischen den gegenläufigen Schnecken 18 des Extruders eingezogen. Figure 4 shows another embodiment with two double bands in a similar arrangement as previously described with reference to Figure 2. Here, the same principle for the dosage of fiber material is used on counter-rotating twin-screw extruders. In this case, the fibrous material impregnated with polymer melt is then drawn in between the counter-rotating screws 18 of the extruder.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von zwei konkreten Beispielen mit exemplarisch angegebenen Parametern im Detail näher erläutert. Beispiel 1 The present invention will be explained in more detail below with reference to two specific examples with parameters given by way of example. example 1

Mit Hilfe eines volumetrischen Speisers wird ein Gelege aus recycelten Aramidfasern mit einer Feinheit von 1 ,7 dtex und einer mittleren Faserlänge von 40 mm auf einem Transportband abgelegt. Das Fasergelege hat eine Breite von 300 mm und eine Flächenmasse von 200 g/m². Dieses Gelege wird kontinuierlich mit einer Geschwindig- keit von 4 m/min mit einem weiteren Transportband auf eine Höhe von 8 mm verdichtet und einem gleichläufigen Doppelschneckenextruder mit 75 mm Schneckendurchmesser zugeführt. Gleichzeitig wird über einen Einschneckenextruder mit 80 mm Schneckendurchmesser und Breitschlitzdüse ein Polymerfilm aus geschmolzenem Polyamid in einer Breite von 300 mm in die Einzugszone des Doppelschne- ckenextruders gefördert. Die eingestellte Durchsatzleistung des Einschneckenextruders beträgt 35 kg/h. In dem Doppelschneckenextruder werden Fasern und Matrixmaterial homogen und faserschonend vermischt und anschl ießend als Plastifikat durch eine Düse ausgetragen. Der Plastifikatstrang wird durch eine geeignete Schneide abgelängt und die so erzeugten Zuschnitte mit Hilfe einer Presse zu Bauteilen verpresst. With the help of a volumetric feeder, a scrim of recycled aramid fibers with a fineness of 1, 7 dtex and a mean fiber length of 40 mm is placed on a conveyor belt. The fiber fabric has a width of 300 mm and a basis weight of 200 g / m ² . This clutch is continuously compressed at a speed of 4 m / min with another conveyor belt to a height of 8 mm and fed to a co-rotating twin-screw extruder with a screw diameter of 75 mm. At the same time, a polymer film of molten polyamide with a width of 300 mm is fed into the feed zone of the twin-screw extruder via a single-screw extruder with 80 mm screw diameter and slot die. The set throughput of the single-screw extruder is 35 kg / h. In the twin-screw extruder, fibers and matrix material are mixed homogeneously and gentle on the fibers and subsequently discharged through a nozzle as a plasticate. The plasticizer strand is replaced by a suitable Cut the cutting edge to length and press the blanks so produced into components using a press.

Beispiel 2 Example 2

Mit einer Streueinrichtung wird ein Gelege aus Holzfasern mit einer mittleren Faserlänge von 5 mm erzeugt und auf einem Transportband in einer Breite von 300 mm abgelegt. Die Flächenmasse des Geleges beträgt 500 g/m². Das Gelege wird kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 4 m/min zwischen 2 Transportbändern auf eine Höhe von 10 mm verdichtet und einem Doppelschneckenextruder mit 75 mm Schneckendurchmesser zugeführt. Gleichzeitig wird über einen Einschneckenextruder mit 80 mm Schneckendurchmesser und Breitschlitzdüse ein Polymerfilm aus geschmolzenem Polypropylen in einer Breite von 300 mm in die Einzugszone des Doppelschneckenextruders gefördert. Die eingestellte Durchsatzl e istu ng d es E i nschneckenextruders beträgt 70 kg/h . In dem Doppelschneckenextruder werden Fa- sern und Matrixmaterial homogen vermischt und anschließend als Plastifikat durch eine Düse ausgetragen . Der Plastifikatstrang wird durch eine geeignete Schneide abgelängt und die so erzeugten Zuschnitte mit Hilfe einer Presse zu Bauteilen verpresst. With a spreading device, a nest of wood fibers with a mean fiber length of 5 mm is produced and deposited on a conveyor belt with a width of 300 mm. The basis weight of the fabric is 500 g / m ² . The scrim is continuously compressed at a speed of 4 m / min between 2 conveyor belts to a height of 10 mm and fed to a twin-screw extruder with a screw diameter of 75 mm. At the same time, a polymer film of molten polypropylene in a width of 300 mm is fed into the feed zone of the twin-screw extruder via a single-screw extruder with 80 mm screw diameter and slot die. The set flow rate of the screw extruder is 70 kg / h. In the twin-screw extruder, fibers and matrix material are mixed homogeneously and then discharged as plasticizer through a nozzle. The plastic strand is cut to length by a suitable cutting edge and the blanks produced in this way are pressed into components using a press.

Bezugszeichenliste Fig. 1 1 ... Gelege aus Fasermaterial LIST OF REFERENCE NUMBERS Fig. 1 1 ... scrim made of fiber material

2 ... Transportband 1 2 ... conveyor belt 1

3 ... Transportband 2 3 ... conveyor 2

4 ... Leitblech 4 ... baffle

5 ... Breitschlitzdüse für Kunststoffschnnelze 6 ... Kunststoffschnnelze 5 ... Slit nozzle for plastic shrimp 6 ... Plastic shrimp

7 ... Schnecken 7 ... snails

8 ... Extrudergehäuse 8 ... extruder housing

Bezugszeichenliste Fig. 2 bis 4 List of Reference Numerals FIGS. 2 to 4

10 ... Gelege aus Fasermaterial 10 ... scrim made of fiber material

1 1 und 12... Faserspeiser 1 1 and 12 ... fiber feeder

13 und 14... Doppelbänder 13 and 14 ... double bands

15 ... Polymerschmelze 15 ... polymer melt

16 ... Breitschlitzdüse für Polymerschmelze 16 ... slot die for polymer melt

17 ... mit Schmelze getränkte Faserbahn17 ... fiber-impregnated fiber web

18 ... Schnecken 18 ... snails

19 ... Extrudergehäuse 19 ... extruder housing

Claims

Patentansprüche claims

Vorrichtung umfassend eine Schneckenmaschine, insbesondere einen Extruder, mit einer Dosiereinheit zur kontinuierlichen Dosierung von endlich langen textilen Fasermaterial ien zu d iesem Extruder, umfassend m indestens ein erstes horizontal angeordnetes Transportband, auf dessen Oberseite ein aus Fasern erzeugtes Gelege mit einer definierten Flächenmasse und Legebreite abgelegt wird, sowie umfassend eine Schneckenmaschine, insbesondere einen Extruder, mit einem Einzugsschlitz, dem das Gelege kontinuierlich zugeführt wird, dadurch geken nzeichnet, dass d ie Vorrichtung weiterh in wen igstens ein zweites Transportband (3) umfasst, welches oberhalb des ersten Transportbandes (2) mit einem Spaltabstand zu d iesem und in einem spitzen Win kel zu d iesem a ngeord n et ist, d era rt, d ass s ich d er Spa lta bsta nd zwisch en be id en Transportbändern (2, 3) in Förderrichtung zum Einzugsschlitz des Extruders hin verjüngt und das zwischen beiden Transportbändern durchlaufende Gelege (1 ) vor Erreichen des Einzugsschlitzes des Extruders durch die Transportbänder verdichtet wird und dass die Dosiervorrichtung weiterhin eine Schlitzdüse (5, 16) für eine Polymerschmelze (6, 1 5) umfasst, welche im Einzugsbereich des Extruders mit dem Gelege (1 ) zusammengeführt oder zwischen zwei Gelege (10) eingebracht wird. Device comprising a screw machine, in particular an extruder, with a metering unit for the continuous metering of finely long textile fiber material for this extruder, comprising at least one first horizontally arranged conveyor belt, on the upper side of which a fabric made of fibers laid with a defined basis weight and laying width is, as well as comprising a screw machine, in particular an extruder, with a feed slot to which the scrim is continuously fed, characterized in that the device further comprises in at least one second conveyor belt (3), which above the first conveyor belt (2) with a gap distance therefrom and at a sharp angle to this point, that is, the space, that is, the spawning space between the conveyor belts (2, 3) in the conveying direction to the intake slot of the extruder tapers and passes through the two conveyor belts scrim (1) is compressed by the conveyor belts before reaching the intake slot of the extruder and that the metering device further comprises a slot nozzle (5, 16) for a polymer melt (6, 1 5), which in the feed zone of the extruder with the scrim (1) merged or between two scrim (10) is introduced.

Vorrichtu ng nach Anspruch 1 , dad u rch geken nzeich net, dass in ei ner besonderen Ausführungsform durch ein Leitblech das Gelege (1 ) vor oder bei dem Einzug in den Extruder eine Umlenkung von wenigstens etwa 90 ° erfährt. Device according to claim 1, characterized in that, in a particular embodiment, the scrim (1) undergoes a deflection of at least about 90 ° before or during its insertion into the extruder.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadu rch gekennzeich net, dass d ie Dosiervorrichtung wenigstens zwei Anordnungen von jeweils Doppelbändern mit je einem ersten unteren Transportband (1 3, 14) und je einem zweiten oberen Transportband umfasst, wobei beide Anordnungen jeweils zum Transport und zur Verdichtung je eines Geleges (1 0) vorgesehen sind und beide Gelege einem Extruder zugefü hrt werden , wobei beide Doppelbänder jeweils m it ihren Kopfseiten, an denen der Spaltabstand zwischen den beiden Transportbändern eines Doppelbandes am geringsten ist, einander zugewandt sind. Apparatus according to claim 1 or 2, dadu rch gekennzeich net, that the dosing device comprises at least two arrangements of each double bands, each with a first lower conveyor belt (1 3, 14) and a second upper conveyor belt, both arrangements each for transport and to Compaction of each Geleges (1 0) are provided and both scrim an extruder be fed, both double bands each m it with their head sides, where the gap distance between the two conveyor belts of a double belt is the lowest, facing each other.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spaltabstand zwischen dem ersten und dem zweiten Transportband (2, 3) einstellbar und/oder die Geschwindigkeit der Transportbänder einstellbar ist. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the gap distance between the first and the second conveyor belt (2, 3) adjustable and / or the speed of the conveyor belts is adjustable.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzezufuhr über die Schlitzdüse regelbar ist. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the melt supply via the slot nozzle is adjustable.

6. Verfah ren zu r konti n u ierl ichen Dosieru ng von end l ich l angen texti len Fasermaterialien an Extrudern unter Verwendung eines Extruders mit einer Dosiervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst aus Fasern ein Gelege mit einer definierten Flächenmasse und Legebreite erzeugt wird , welches auf einem Transportband abgelegt und kontinuierlich dem Extruder zugeführt wird, und dann das Gelege (1 ) mittels einer Anordnung umfassend mindestens zwei Transportbänder (2, 3), zwischen denen es d u rch l äuft, auf ei ne defin ierte D icke , d ie kl ei ner al s d ie Dicke d es Einzugsschlitzes am Extruder ist, verdichtet wird. 6. A process for continuous metering of end-to-end textile fiber materials on extruders using an extruder with a metering device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that first a fiber of a defined Surface mass and laying width is generated, which is stored on a conveyor belt and fed continuously to the extruder, and then the scrim (1) by means of an arrangement comprising at least two conveyor belts (2, 3), between which it rch l running on ei ne definite The thickness of the feed slot at the extruder is compressed.

7. Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung des Geleges (1 ) auf eine Dicke kleiner oder gleich 20 mm, bevorzugt kleiner gleich 10 mm erfolgt. 8. Verfah ren nach Anspruch 6 oder 7, dad u rch gekennzeichnet, dass das verdichtete Gelege (1 ) umgelenkt und eine nachfolgende Relaxation bzw. Expansion der Faserschicht verhindert wird. 7. The method according to claim 6, characterized in that the compression of the jelly (1) to a thickness less than or equal to 20 mm, preferably less than or equal to 10 mm. 8. procedural ren according to claim 6 or 7, dad u rch characterized in that the compressed scrim (1) deflected and subsequent relaxation or expansion of the fiber layer is prevented.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Geleges (1 ) in einem Bereich von 100 bis 600 mm liegt. 9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the width of the fabric (1) is in a range of 100 to 600 mm.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenmasse des Geleges (1 ) in einem Bereich von 50 bis 5000 g/m² liegt. 1 1 .Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Transportbänder (2, 3) eine raue Oberfläche zur Erhöhung der Reibung zwischen Fasergelege und Bandoberfläche haben. 10. The method according to claim 9, characterized in that the basis weight of the fabric (1) is in a range of 50 to 5000 g / m ² . 1 1 .Verfahren according to one of claims 6 to 10, characterized in that the conveyor belts (2, 3) have a rough surface to increase the friction between the fiber fabric and the belt surface.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gelege (1 ) aus Natu rfasern oder Chem iefasern u nd/oder anderen12. The method according to any one of claims 6 to 1 1, characterized in that the scrim (1) from Natu rfasern or Chem iefasern u nd / or others

Faserstoffen auf organischer oder anorganischer Basis besteht. Fibers on an organic or inorganic basis.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelege (1 ) aus recycelten Naturfasern oder Chemiefasern und/oder anderen Faserstoffen auf organischer oder anorganischer Basis besteht. 13. The method according to any one of claims 6 to 12, characterized in that the scrim (1) consists of recycled natural fibers or man-made fibers and / or other fibers on an organic or inorganic basis.

14. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, das das Fasergelege (1) aus einer Mischung unterschiedlicher Fasern und auch pulverförmigen Bestandteilen besteht. 14. The method according to claim 6, characterized in that the Fasergelege (1) consists of a mixture of different fibers and powdered components.