CN106061711A - 用于连接半成品与定位体的连接设备和用于预制半成品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于连接半成品(10)与定位体(30)的连接设备(40)，所述定位体用于至少在用于加工半成品的加工设备(1)的至少一个定位机构(2.1、2.2)上定位半成品(10)，所述连接设备(40)包括至少一个用于接合半成品(10)与定位体(30)的接合装置(41)和至少一个用于在连接设备(40)上放置定位体(30)的放置机构(44)。本发明还涉及一种用于借助连接设备预制半成品的方法，所述连接设备用于连接半成品与定位体，所述半成品至少可设置在用于加工半成品的加工设备中，其中，将定位体设置在连接设备的放置机构上，并且将半成品设置在连接设备的保持机构上，使得半成品的搭接区域至少在部分区段上与定位体搭接，并且借助连接设备的接合装置连接半成品与定位体。

Description

用于连接半成品与定位体的连接设备和用于预制半成品的 方法
技术领域
本发明涉及一种用于连接半成品与定位体的连接设备，所述定位体用于至少在用于加工半成品的加工设备的至少一个定位机构上定位半成品。本发明还涉及一种用于借助连接设备预制半成品的方法，所述连接设备用于连接半成品与定位体，所述半成品至少可设置在用于加工半成品的加工设备中。
背景技术
基本上已知，为操纵半成品、如尤其是浸渍的半成品并且尤其是浸渍的纤维半成品而例如使用夹具，所述夹具可在半成品的边缘区域上夹住该半成品并且因此也可被称为钳式夹具。但要被认为不利的是，借助该夹具至少在将半成品例如从第一加工设备向第二加工设备运输期间不能精确且稳定地保持半成品的位置。因此，申请人由公司内部的现有技术已知，为了运输所述半成品和/或为了在加工设备、如注射设备或浸渍设备或固结设备的区域中设置半成品而使用所谓的定位机构或接纳机构，所述定位机构或接纳机构有利地构造成销或栓或棒的形式。所述定位机构可至少在部分区段上延伸穿过相应凹口、如孔或通孔并且因此贯穿半成品的材料厚度。借助此类定位机构或接纳机构，可以将半成品在借助运输设备运输期间以及在借助加工设备加工期间保持在预限定的位置中。为此需要半成品具有相应的凹口或孔，因而在例如在各加工设备中对半成品加工之前，必须在所述半成品的相应区域中制出所述凹口或孔。为了尤其是在制造半成品时节省成本，有利的是，不在半成品本身内制出相应的凹口，这尤其是因为此类设有相应凹口的边缘区域必须在加工半成品后被再次除去，以便提供完成的最终构件。由此将会出现过高的废料量，从而将会因此提高了半成品的制造成本。
因此可想到使用定位体，所述定位体作为附加元件尤其是设置在边缘区域中和有利地在半成品的搭接区域中并且固定在半成品上。定位体在半成品上并且尤其是半成品搭接区域上的固定例如可借助缝合设备和有利地二维龙门式缝合设备进行。但也可想到，定位体通过使用其它可拆或不可拆的连接机构、如螺钉、铆钉、粘合剂等与半成品的搭接区域连接。在此也可想到使用焊接、折边或咬合的连接方法或类似方法。有利的是，通过将定位体或至少一个定位体安装在半成品上并且尤其是半成品的至少一个搭接区域上，有利地减少了半成品的下料并且节省了半成品材料。尤其是定位体有利地由不同于半成品的并且尤其是更低成本的材料制成并且因此具有品质较低的材料。
浸渍的纤维半成品尤其是用在飞机制造、宇宙航行以及汽车制造中并且众所周知被称为预浸件。预浸件尤其是平坦的面状的纤维构成物，它们在连续的工艺中借助基质系以希望的树脂－纤维比进行浸渍。主要有两种已知的纺织构成物、如单向预浸件(在该单向预浸件中，在层中所有纤维平行定向)和另一方面织物预浸件，该织物预浸件包括一系列不同的织物类型。众所周知，通过手工铺叠以湿压法、预浸件压制法或树脂浸渍法、如树脂传递模塑成型(RTM)法来工业生产浸渍的纤维复合材料半成品。在所有上述方法中，将例如由合成纤维制成的半成品放入浸渍工具和尤其是浸渍装置或注射设备中并且以浸渍剂、如浸渍树脂浸湿或喷洒，浸渍剂侵入纤维之间的空隙并且包覆所述纤维。在浸渍工艺之后，将被以浸渍剂浸湿的半成品放入用于压制半成品的相应的成形工具中，该成形工具也可称为固结设备。在该压制过程中，尤其是将浸渍的纤维半成品的结构交联并且使半成品成形。为了能够实现将待加工的半成品并且尤其是被以浸渍树脂浸渍的半成品运输给固结装置，需要借助运输设备接纳半成品并且将其从浸渍工具运输到固结工具并转移给该固结工具。对此需要精确的接纳和搁放。
为了使用具有相应定位体的待加工半成品，需要将所述定位体设置在半成品上的限定的位置中，以便能够借助相应运输设备运输半成品以及借助相应加工设备加工半成品。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种用于连接半成品与定位体的连接设备以及一种用于借助连接设备预制至少可设置在用于加工半成品的加工设备中的半成品的方法，借助所述装置和方法可以以简单且低成本的方式实现定位体在半成品上并且尤其是在半成品搭接区域上的预限定且精确的设置。
所述任务通过一种具有根据权利要求1的特征的、用于连接半成品与定位体的连接设备来解决，该定位体用于至少在用于加工半成品的加工设备的至少一个定位机构上定位半成品。此外，上述任务还通过一种具有按照权利要求7的特征的、用于借助连接设备预制半成品的方法来解决，所述连接设备用于连接半成品与定位体，所述半成品至少可设置在用于加工半成品的加工设备中。本发明的其它特征和细节由从属权利要求、说明书和附图给出。在此，结合连接设备所描述的特征和细节当然也适于结合根据本发明的方法并且相应地反之亦然，从而关于对各个本发明方面的公开内容可始终相互引用。此外，根据本发明的方法通过使用根据本发明的连接设备实施。
根据本发明的用于连接半成品与定位体的连接设备(所述定位体用于至少在用于加工半成品的加工设备的至少一个定位机构上定位半成品)包括至少一个用于接合半成品与定位体的接合装置和至少一个用于在连接设备上放置定位体的放置机构。连接设备有利地是这样的接合设备，该接合设备用于连接至少一个定位体与半成品并且尤其是半成品的至少一个搭接区域。连接设备的接合装置根据连接设备的设计例如是缝合头或焊接头、铆接头或咬合头，以便借助或不借助相应可拆或不可拆的连接机构在定位体和半成品之间建立可拆或不可拆的连接。
半成品的放置机构有利地用于将所述至少一个定位体和有利地多个定位体在连接设备中或上设置在预限定的位置上，定位体在连接设备中的所述定位相应于定位体晚些时候关于加工设备的定位机构和运输设备的接纳机构的定位。因此可想到，通过使用放置机构一方面应确保定位体相对于连接设备本身的接合装置的放置和/或另一方面也应确保相对于应与定位体连接的半成品的放置，从而可确保定位体在半成品上的预确定且因此精确的定位。定位体在半成品上并且尤其是半成品搭接区域上的精确定位有利地用于使半成品和尤其是与该半成品连接的定位体可被加工设备的定位机构接纳和被运输设备的接纳机构夹持。
运输设备本身有利地用于将半成品从一个加工设备或加工装置运输到另一加工设备，其中，一个加工设备例如可以是注射设备或浸渍设备或固结设备、如压制设备。还可想到，放置机构例如可以是夹持元件、夹紧元件、销或栓或棒状元件，它们用于夹持或贯穿定位体的设置元件。定位体的设置元件有利地是孔和尤其是通孔亦或突起、如凸鼻或钩，也可想到，设置元件本身可以是具有或不具有侧凹的凹口或缺口。
有利的是，定位体的设置元件也根据连接设备的放置机构的设计来构造。这表示，在夹持元件或夹紧元件作为放置机构而存在时，定位体有利地具有突起或钩元件及类似物作为设置元件，该设置元件可被夹持元件或夹紧元件夹持。因此可想到，当放置机构构造成销或栓的形式时，定位体本身具有孔并且尤其是通孔作为设置元件，放置机构、并且尤其是放置销或放置栓可至少在部分区段上贯穿所述孔。
因此，在本发明的范围中可想到，放置机构具有这样的几何形状，该几何形状与定位体的设置元件的几何形状至少在部分区段上相互作用。因此如果连接设备的放置机构具有圆形并且尤其是圆柱形形状，那么有利的可以是，定位体的设置元件可构造成孔并且尤其是通孔并且因此圆形通孔的形式。因此，如果放置机构具有多边形、如三角形或四边形的周向形状，则也可能的是，设置元件因此也构造成多边形缺口。有利的是，由此能够实现定位体在放置机构上的配合精确的设置。
此外可想到，放置机构是放置栓或放置销，所述放置栓或放置销从连接设备的至少用于保持半成品的保持机构起远离该保持机构地延伸。连接设备的用于保持半成品的保持机构有利地是承载台形式的承载元件，半成品至少在连接半成品与定位体时设置在该承载台上。基于该保持机构可想到，放置机构有利地沿竖直方向并且与此相应以优选约90°的角度垂直于保持机构的支承表面延伸，半成品设置在该支承表面上。当放置机构相应构造成放置销或放置栓的形式时，定位体有利地具有以孔、尤其是通孔形式的缺口，借助所述缺口，定位体可套到放置销或放置栓上，从而放置销或放置栓有利地至少在部分区段上延伸穿过所述孔或缺口。还可想到，如上所述，放置机构也是夹持元件或夹紧元件，所述夹持元件或夹紧元件因此夹持或夹紧定位体的突起或者说钩元件或凸鼻元件。
在本发明的范围中还可想到，连接设备包括用于相对于放置机构定向半成品的定向机构。用于定向半成品的定向机构有利地用于设置半成品并且相对于所述至少一个放置机构和与此相应地因此相对于设置在放置机构上的定位体定向半成品。还可想到，连接设备不只是包括一个定位机构，而且特别是也包括多个并且尤其是两个或更多个定位机构，它们彼此间隔开距离地以限定且预规定的定位相互设置。与此相应地，也可在半成品上设置多个定位体。有利的是，当存在多个放置机构时，定向机构至少在部分区段上设置在放置机构之间的区域中，因为尤其是半成品有利地可具有多于一个定位体，其中，所述至少两个定位体沿半成品周向方向看设置在大致在一个平面中延伸的相对置的侧面上。连接设备的定向机构例如可以是在保持机构的设有半成品的区域中的凹槽、凹部或凹口并且该定向机构因此防止半成品滑动。因此可想到，半成品的至少一个区段可设置在该凹部或凹口中，所述凹部或凹口和因此定向机构有利地可具有与半成品或半成品的一个区段类似的几何形状。还可想到，定向机构也构造成销、栓、导向壁、夹具、夹紧元件或类似物的形式。几何形状如此构造的定向机构有利地至少在部分区段上从保持机构起例如朝向设置的接合装置的方向延伸并且有利地用于定位半成品和必要时在接合方法或者说连接方法期间锁止半成品。
此外可想到，连接设备是缝合设备并且尤其是二维龙门式缝合设备。此类龙门式缝合设备借助至少一个缝合头并且有利地借助多个缝合头工作，作为连接机构尤其是使用连接线、如纱线、玻璃纤维纱、聚酯纱或芳纶纱。
因此，在本发明的范围中可想到，接合装置具有接合元件，所述接合装置尤其是缝合头并且接合元件尤其是针元件。借助缝合头有利地将定位体缝合在半成品上并且尤其是半成品的搭接区域上，其中，作为线缝例如可使用锁式针迹、暗缝针迹、(单线)链式针迹或双重针迹或类似针迹。还可想到，其上设有定位体的半成品并且尤其是半成品的搭接区域和/或定位体本身尤其是已经具有线元件可穿过的孔和有利地孔眼。因此，当存在半成品的相应预加工的区域以及所述至少一个定位体的预加工的区域时，在使用连接设备和缝合头或者说接合装置的情况下使线元件穿过定位体和/或半成品的相应孔眼。有利的是，通过使用缝合设备和尤其是线元件实现定位体与半成品的简单的连接及分离。
此外，要求保护一种用于借助连接设备预制半成品的方法，所述连接设备用于连接半成品与定位体，所述半成品至少可设置在用于加工半成品的加工设备中，该方法至少包括下述步骤：
－将定位体设置在连接设备的放置机构上，以便在连接设备上对定位体定位；
－将半成品设置在连接设备的保持机构上，其中，半成品的搭接区域至少在部分区段上与定位体搭接；并且
－借助连接设备的接合装置连接半成品与定位体。
因此可想到，在将半成品设置在连接设备的保持机构上之前，将所述至少一个定位体设置在连接设备的所述至少一个放置机构上，也可以的是，在时间上在将定位体设置在放置机构上之前将半成品定位于连接设备的保持机构上。保持机构本身有利地是以台元件形式的承载元件，在该承载元件上设置半成品，可想到，所述至少一个放置机构从保持机构起有利地沿竖直方向远离该保持机构延伸，以便接纳定位体，该定位体有利地具有以孔和尤其是通孔形式的缺口。但也可想到，放置机构本身构造成放置销或放置栓或放置棒的形式、亦或构造成夹持元件或夹紧元件的形式，以便尤其是在相应的设置元件上夹持或保持定位体。有利地，通过将定位体设置在放置机构上避免了定位体在连接设备内的错误设置。半成品与定位体的连接可通过使用可拆或不可拆的连接机构或在不使用连接机构的情况下以可拆或不可拆的方式进行。因此可想到，螺钉连接或铆钉连接或在使用线元件情况下的缝合连接例如可理解为在使用连接机构的情况下的可拆连接。不可拆的连接机构有利地是粘合剂或焊剂。但也可想到，在不使用附加连接机构的情况下也可在定位体与半成品之间建立连接，因此，作为连接方法可使用咬合方法、折边方法或焊接方法。通过将定位体设置在连接设备的放置机构上，应有利地相对于半成品或例如在存在至少两个定位体的情况下相对于半成品上的其它定位体设置定位体，以确保因此预制有定位体的半成品限定地设置在加工设备和/或运输设备中，由此有利地避免了预制的半成品至少在加工工艺期间在加工设备内以及至少在半成品例如从一个加工设备向另一加工设备运输期间在运输设备内发生滑动。
因此有利地可想到，使定位体的设置元件与放置机构相互作用。这表示，定位体的设置元件(该设置元件例如可以是孔并且尤其是通孔亦或突起或类似物)被放置机构至少在部分区段上穿过或保持或夹持。有利的是，由此防止定位体在用于连接定位体与半成品的连接设备内发生滑动。
此外可想到，将半成品借助连接设备的定向机构相对于放置机构定位于保持机构上。半成品相对于放置机构的定位可在将定位体设置在放置机构上之前或在将定位体定位在放置机构上之后进行。有利的是，通过使用定向机构能够实现将半成品精确定位于连接设备中的保持机构上，从而避免了将半成品错误地、例如左右颠倒地设置在连接设备内。
此外可想到，为了实施该方法而使用至少一个根据上述权利要求1至6之一构造的连接设备和因此上述类型的连接设备。
对于所描述的方法而言获得了已经就根据本发明第一方面的连接设备所说明的所有优点。
附图说明
下面参考附图详细说明运输设备以及加工设备的实施方式以及预制有至少一个定位体的半成品的实施方式以及连接设备的实施方式。分别示意性示出：
图1以侧视图示出借助运输设备保持的半成品的剖视图，
图2以侧视图示出设置在加工设备中的半成品的剖视图，
图3a以俯视图示出预制有定位体的半成品的第一种实施方式，
图3b以俯视图示出预制有定位体的半成品的另一种实施方式，
图3c以俯视图示出预制有定位体的半成品的另一种实施方式，
图3d以俯视图示出预制有定位体的半成品的另一种实施方式，并且
图4以侧视图示出连接设备的一种实施方式的剖视图。
具体实施方式
具有相同功能和作用方式的元件在图1至4中始终设有相同的附图标记。
在图1中另外以侧视图示出加工设备1以及运输设备20的剖视图。加工设备1例如可以是浸渍设备或注射设备或者也可以是固结设备。加工设备1具有支座元件4，从该支座元件本身起，定位机构2.1或2.2沿竖直方向V朝向运输设备20方向延伸。可想到，定位机构2.1和2.2分别具有嵌接区域3.1和3.2，以便简化运输设备20的接纳机构22.1和22.2的设置。此外可想到，加工设备1具有引入支座元件4中的凹部5.1或5.2，以便接纳半成品10的区段或者说区域。半成品10设置在运输设备20上并且具有孔10.1或10.2，至少运输设备20的接纳机构22.1或22.2的区段延伸穿过所述孔。此外，运输设备20具有承载元件21，该承载元件锁止接纳机构22.1和22.2，所述接纳机构从承载元件21起沿竖直方向V垂直朝向加工设备1的方向延伸。还可以的是，运输设备20具有锁止机构23.1和23.2，所述锁止机构至少在部分区段上从下面嵌接半成品并且至少在半成品10例如从第一加工设备向另一加工设备运输期间用于保持或锁止半成品10。接纳机构22.1和22.2还可具有缺口24.1和24.2，所述缺口在几何结构方面这样构造，使得定位机构2.1或2.2的嵌接区域3.1或3.2可至少在部分区段上引入所述缺口中。这在应能够实现半成品10从运输设备20向加工设备1的转移时尤为有利。半成品10的相应转移尤其是在接下来的图2中示出。
如图2所示，半成品10已经设置在加工设备1中，从而定位机构2.1或2.2至少在部分区段上延伸穿过半成品10的孔10.1或10.2，而此前是运输设备20的接纳机构22.1或22.2延伸穿过所述孔。因此，为了能够实现借助图1和2所示的运输设备20有利地运输半成品10以及将半成品10设置在相应构造的(如在图1和2中构造的)加工设备1中，需要半成品10具有相应的设置元件、如孔10.1和10.2，所述孔可与定位机构2.1或2.2和/或接纳机构22.1和22.2相互作用。
预制有定位体的半成品10的相应实施方式在图3a至3d中示出。那么此外在图3a中以俯视图示出预制有定位体30的半成品10的一种实施方式，该半成品包括构件区域11以及搭接区域14，所述搭接区域14有利地从构件区域11起向外远离构件区域11地延伸。搭接区域14有利地用于连接所述至少一个定位体30并且有利地如图3a所示四个定位体30与半成品10。定位体30有利地具有设置元件13，所述设置元件如图3a所示可构造成孔的形式。借助相应的连接机构15、如线元件将定位体30设置在半成品10的搭接区域14上或者说与半成品10连接。
如在接下来的图3b至3d中所示，也可想到，少于四个定位体30、尤其是仅一个或尤其是如图3b所示两个定位体30设置在半成品10上并且可与该半成品可拆或不可拆地连接。还可想到，定位体的几何形状是不同的。因此，例如定位体30(如在图3c和3d的实施方式中所示)具有椭圆形状或圆形状，而图3a或3b中所示实施方式的定位体具有多边形形状。还可想到，定位体30除了具有构造为孔或通孔的设置元件13外也可具有构造成突起形式的设置元件13，尤其是如图3d所示实施方式中示出的那样，从而连接设备40(参见图4)和/或加工设备1(参见图1或2)和/或运输设备20(参见图1或2)的相应夹持元件或夹紧元件可作用于所述设置元件13上。还可想到，代替将如图3a所示的线元件作为连接机构15，也可使用如图3b所示的铆钉元件或螺钉元件作为连接机构。尤其是如图3d所示，也可想到，定位体30通过使用在此不可见的粘合剂与半成品10并且尤其是半成品10的搭接区域14连接。
在图4中以侧视图示出根据本发明的连接设备40的一种实施方式的剖视图。连接设备40包括接合装置41与设置在该接合装置上的接合元件42，接合装置41本身可以是缝合头并且接合元件42例如可以是针元件。因此可想到，连接设备40是缝合设备并且尤其是二维龙门式缝合设备。此外，连接设备40包括保持机构43，从该保持机构起，放置机构44.1和44.2有利地沿竖直方向V垂直向上并且因此朝向接合装置方向延伸。放置机构44.1或44.2有利地具有插入区域45.1或45.2，以便简化例如如图1和2所示运输设备20的接纳机构22.1或22.2的设置。此外，在图4中示出连接机构50，该连接机构在缝合设备作为连接设备40而存在时可以是线元件，以便连接半成品10与至少一个定位体30以及如图4所示至少两个定位体30.1和30.2。保持机构43还具有定向机构46，该定向机构如在图4的实施方式中所示可构造成凹口或缺口的形式。尤其是半成品10的一部分或一个区段可引入该定向机构46中，以便尤其是相对于放置机构44.1和44.2定向或设置半成品10，从而半成品10也因此相对于借助放置机构44.1和44.2设置的定位体30定向。
附图标记列表
1 加工设备
2.1、2.2 定位机构
3.1、3.2 定位机构的嵌接区域
4 支座元件
5.1、5.2 支座元件的凹部
10 半成品
10.1、10.2 半成品的孔
11 构件区域
13 设置元件
14 搭接区域
15 连接机构
20 运输设备
21 承载元件
22.1、22.2 接纳机构
23.1、23.2 锁止机构
24.1、24.2 接纳机构的缺口
30、30.1、30.2 定位体
40 连接设备
41 接合装置
42 接合元件
43 保持机构
44.1、44.2 放置机构
45.1、45.2 放置机构的插入区域
46 定向机构
50 连接机构
V 竖直方向

Claims (10)

1.用于连接半成品(10)与定位体(30、30.1、30.2)的连接设备(40)，所述定位体用于至少在用于加工半成品(10)的加工设备(1)的至少一个定位机构(2.1、2.2)上定位半成品(10)，所述连接设备(40)包括至少一个用于接合半成品(10)与定位体(30、30.1、30.2)的接合装置(41)和至少一个用于在连接设备(40)上放置定位体(30、30.1、30.2)的放置机构(44.1、44.2)。
2.根据权利要求1所述的连接设备(40)，其特征在于，所述放置机构(44.1、44.2)具有这样的几何形状，该几何形状与定位体(30、30.1、30.2)的设置元件(13)的几何形状至少在部分区段上相互作用。
3.根据上述权利要求1或2至少之一所述的连接设备(40)，其特征在于，所述放置机构(44.1、44.2)是放置栓或放置销，所述放置栓或放置销从连接设备(40)的至少用于保持半成品(10)的保持机构(43)起远离该保持机构地延伸。
4.根据上述权利要求至少之一所述的连接设备(40)，其特征在于，所述连接设备(40)包括用于相对于放置机构(44.1、44.2)定向半成品(10)的定向机构(46)。
5.根据上述权利要求至少之一所述的连接设备(40)，其特征在于，所述连接设备(40)是缝合设备并且尤其是二维龙门式缝合设备。
6.根据上述权利要求至少之一所述的连接设备(40)，其特征在于，所述接合装置(41)具有接合元件(42)，所述接合装置尤其是缝合头并且接合元件尤其是针元件。
7.用于借助连接设备(40)预制半成品(10)的方法，所述连接设备用于连接半成品(10)与定位体(30、30.1、30.2)，所述半成品至少可设置在用于加工半成品(10)的加工设备(1)中，该方法至少包括下述步骤：
－将定位体(30、30.1、30.2)设置在连接设备(40)的放置机构(44.1、44.2)上，以便在连接设备(40)上对定位体(30、30.1、30.2)定位；
－将半成品(10)设置在连接设备(40)的保持机构(43)上，其中，半成品(10)的搭接区域(14)至少在部分区段上与定位体(30、30.1、30.2)搭接；并且
－借助连接设备(40)的接合装置(41)连接半成品(10)与定位体(30、30.1、30.2)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，使所述定位体(30、30.1、30.2)的设置元件(13)与放置机构(44.1、44.2)相互作用。
9.根据上述权利要求7或8至少之一所述的方法，其特征在于，将所述半成品(10)借助连接设备(40)的定向机构(46)相对于放置机构(44.1、44.2)定位于保持机构(43)上。
10.根据上述权利要求7至9至少之一所述的方法，其特征在于，为了实施该方法而使用至少一个根据上述权利要求1至6之一构造的连接设备(40)。
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