CN109689346A - 使用可枢转的切割设备的带敷设设备和带敷设方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带敷设设备(1)，该带敷设设备具有材料馈送单元(10)、切割设备(20)和敷设装置(40)，馈送单元用于馈送带条材料(2)，切割设备具有切割装置，该切割装置的角度能绕垂直转动轴线(Z)调节，用于将带材(5)从带条材料(2)脱开，敷设装置用于接纳脱开的带材(5)并将其放置在支承台(50)上。切割设备(20)具有平坦的运输元件，具体是连续的运输带(25)，该运输带具体地绕转向辊(26)循环，其中带条材料(2)可在切割装置与平坦的运输元件之间被馈送，并且带条材料(2)可以在该平坦的运输元件上或上方被切割，从而使带材(5)从带条材料(2)脱开。

Description

使用可枢转的切割设备的带敷设设备和带敷设方法
本发明涉及如权利要求1的前序部分所述的带敷设设备以及涉及如权利要求13的前序部分所述的带敷设方法。
在过去的几十年中，纤维复合材料的应用继续增长，特别是在它们能被看作金属材料的便宜的替代时，具有设计自由和应用场合特定的配方选择的优点。材料CFRP(碳纤维加强塑料)特别地具有极高度轻量构造潜能，其中，其特征也在于其较高的强度和极高的结构刚度。后者例如在汽车工程中是重要的判断标准。
因此，用于处理纤维复合材料的生产系统目前的发展活动范围从纯机器发展到一站式生产系统(turnkey production systems)。前者通常包括预制件制造单元、压制单元和可选地喷射单元、以及包括后处理单元，后者则是预制件处理、可能的工具清洁、部件移除等的对应的自动化。
对于实现具有可复制的、稳定的部件质量的高效率的大批量生产，预制件的自动化生产是在循环的纤维加强的纤维复合材料部件的制造过程中的关键技术。但是也在所谓的混合部件、即主要压制有碳纤维半成品用于附加地加强关键负载区域的模压的板材的情形中，如果要获得的足够的生产力，则必须从设备和控制技术方面集成所有的生产单元。
现今，纺织品半成品主要用于生产循环的纤维加强的部件，具体是纤维产品半成品，诸如那些用胶合剂(热熔粘结剂)润湿的和/或部分地或完全地用基质浸渍的纤维纱和/或织物(所谓的预浸料，Prepreg)，诸如纤维织物、针织纤维织物、纤维结块或纤维垫。纤维加强塑料的基质具有使高负载纤维嵌入(支撑功能)和完全填充它们之间的空间(阻塞功能)的任务。
来自热塑性塑料或热固材料的组的材料、以及可选地来自诸如弹性体之类的附加的弹性化部件的材料原则上可以在胶合剂和/或基质材料上使用，材料的区别在于强度、最大延伸率、施加温度、处理速度和耐化学性。硬质塑性模制复合物可以通过温度的作用塑性化，在该时刻可模制，并且然后在压力和温度的作用下不可逆地硬化。与热塑性塑料相反，弹性体和热固性材料(也被称为硬质体)在处理之后、即在可立即使用状态中由或强或弱交联的大分子构成，这些大分子通常既不可熔也不可溶。
从这些能作为卷或板材货物以标准格式获得的半成品在切割工序中生产了坯料，这些坯料通常对形成的部件的整个表面加衬里。在切割坯料时，取决于部件几何形状产生大量的切割废料，该切割废料无法被处理而显著地降低了该工艺的效率。
为了提升资源效率，可以使用已经变得已知的纤维敷设或带敷设的方法来制造环状的纤维增强的部件，其中废料少得多或没有废料。特别是由热塑性连续纤维制成的带材的使用证明是非常有吸引力的工艺变体。敷设通常可作为带材获得的纤维复合材料用于层叠物的构造提出了特别的挑战。
在本发明的上下文中，带材优选地是任何类型的网状材料、具体是具有例如在30至200mm之间的宽度的预浸料材料，其适于借助带敷设设备来进行敷设。在目前的情形中，“预浸料材料”具体表示纤维纱(粗纱)、纤维结块和/或纤维织物，它们用胶合剂润湿和/或部分或完全用基质、例如是热固性基质或热塑性基质浸渍、特别是预浸渍。
纤维具体是碳纤维，但也可用于玻璃纤维或其它纤维、特别是人造纤维。
带材可以设置在载体材料、具体是载体箔或载体纸上，其在敷设带材以供构造层叠物期间从载体材料脱开，其中，载体材料借助带敷设设备的合适的装置被移出、例如卷起。然而，也可优选地使用不再需要载体材料的带材。
对于带材的处理，已知将它们从芯轴或卷拉下，将它们切割成一长度并将它们放置在支承台上或在已经放置在支承台上的带材结构上。在敷设带条或带材时，使用多个超声焊头将其点状连接至下带材层。
对于带材的处理和对于带敷设方法的执行，往往使用自动设备，其能够以构造的方式放置带材。特别地已知的所谓的带敷设设备，其在这种情形中也包括所谓的纤维放置设备。
从文献WO 2014/083196 A1已知一种示例性带敷设设备，其描述了一种具有若干用于馈送带条材料的材料馈送单元的带敷设设备。借助相应的抓持机构，条被从材料馈送单元拉出并且借助切割设备切割成一长度，使得相应的带条或带材从带条材料脱开。然后，带材被定位在引导轨道中，并且使用相应的条带缝合单元以将带材放置在支承台的处理表面上。支承台可按需要移动，使得条能够被放置在期望的位置和定向中。带材沿横向于带条材料的纵向方向的一个方向被脱开，使得矩形条在各种情况下脱开。
此种带敷设设备大多数用于用各种部件轮廓覆盖部件特定的表面。对于弯曲的轮廓部段，这要求轮廓仅能使用矩形地切割的带材以“之”字形近似来近似。根据轮廓的曲线和带材宽度，出现了不期望的材料废弃物。可以通过减小带材宽度、即通过敷设更窄的、直到非常窄的带材彼此相邻来减小材料废弃物，这又存在敷设速减小和敷设所期望的部件所需要的总时间由此增大的缺点。
US 8,048,253 B2也描述了一种带敷设设备，其中，带条材料被馈送到相应的切割设备，该切割设备切断相应的带材，然后它们又被放置在支承台的工作表面上。带条材料和脱开的带材各自在设置在带材或条的任一侧上的引导轨道中被引导，其中，带材或条的边缘被保持在设置在引导轨道中的凹槽中。借助被驱动辊进行带材或带条材料的运输。该文献也建议，切割设备应各自具有能绕垂直中轴枢转的切割刀片单元。这样能够以可对应地调节的角度切割带条材料。为了避免带条材料或被切断的带条在切割刀片单元之前或之后松垂，建议保持带条材料或被切断的带材的横向引导轨道沿带材的纵向方向是能调节的，并且根据切割刀片单元的枢转进行调节。
通过由此调节切割刀片单元，能够近似于待敷设的期望的部件轮廓对相应的带材进行切割，从而能减少不期望的材料废弃物。然而，此处的缺点在于：运输脱开的带材所需要的并且布置在切割刀片单元下游的辊驱动件布置为距切割刀片单元的枢转轴线足够的距离，以使得切割刀片单元能够在足够大的角度范围中枢转。特别是在此种带敷设设备中，其中也要对更宽的带材、例如宽150mm、宽200mm或更多的带材进行处理，并且具有45°、60°或更大的较大的枢转角度，这可能导致辊驱动件必须定位在切割刀片单元之后100mm、150mm或更多的距离处。由此，以此种方式不能切割和敷设更短的带材，其在长度方面更短，由于在此种情形中不再能够通过辊驱动件馈送和运输带材。这也对于材料废弃物有对应的影响，因为每个带材废料必须具有最小长度，从而能够从系统中安全地排出。
此外，这两个众所周知的带材敷设设备具有此种缺点：由于带条或带材仅由引导轨道横向地引导和保持，待处理的带材材料必须具有足够高的内部刚度，以使得带材材料不会松垂和落到引导轨道外。这可以代表了对于材料、能处理的厚度和/或宽度不期望的限制。
因此，本发明的目的是提出一种改进的带敷设设备和改进的带敷设方法，其克服了上述缺点。
本发明的另一目的是提出一种改进的带敷设设备和改进的带敷设方法，其使得能够用尽可能少的材料废弃物来借助短和极短的带材敷设带材。
本发明的又一目的是提出一种改进的带敷设设备和改进的带敷设方法，其能灵活且快速地用于具有不同宽度的带材材料的高效敷设。
本发明的这些和其它目的由带敷设设备和带敷设方法解决。在从属权利要求中阐述了其它优选实施例。
提出一种带敷设设备作为解决方案，该带敷设设备包括馈送单元、切割设备和敷设装置，馈送单元用于馈送带材材料，切割设备具有角度上能绕转动轴线调节、用于将带材从带材材料脱开的切割装置，敷设装置用于接纳脱开的带材和将其放置在支承台上。切割设备具有平坦的运输元件，其中，带条材料可以在切割装置与运输元件之间被馈送，并且带条材料可以在该平坦的运输元件上或上方被切割，从而将带材从带条材料脱开。
转动轴线优选地设置为基本垂直于平坦的运输元件的支承表面的平面，并且因此基本上垂直于带材材料在其中被馈送的平面。
平坦的运输元件优选地设计为绕转向辊转动的环状传送带。替代地，也可设置平坦的运输元件设计为板形支承表面，诸如金属板、塑料板、涂敷有或覆盖有塑料材料的金属板等，其中，板形支承表面能沿着和逆着带条材料的运输方向运动。
通过设置平坦的运输元件，其在平坦的运输元件设计为环状循环的传送带的情形中沿带条材料的运输方向在切割装置下方连续地移动，或者其在平坦的运输元件设计为板形支承表面的情形中在切割装置下方沿带条材料的运输方向移动，从而接纳带条材料，使其在切割装置下方移动和/或在带材已被切断之后使其进一步沿改方向朝向敷设装置移动或使可选地设置在敷设装置与切割设备之间的馈送装置与带条材料的运输方向相反地移动，从而被带入到初始位置中，以使得随后能够通过沿带条材料的运输方向的更新的移动而对另一带材进一步分离，并且由于单独的带材从带条材料分离和切断是在平坦的运输元件上或上方进行的，实现了对应地脱开的带材紧接在切割装置之后落到平坦的运输元件上或搁置在该平坦的运输元件上，并且能由平坦的运输元件进一步安全地运输。以此方式，能够使用该带敷设设备来敷设短和极短的带材，特别是以一定角度切割的短和极短的带材。
优选地，可进一步设置在切割设备中或连接到切割设备的真空装置，其连接到平坦的运输元件，从而借助由真空装置所产生的真空将带条材料和/或脱开的带材保持在平坦的运输元件上。以此方式，带条材料和/或脱开的带材能被牢固地保持在平坦的运输元件上，而不会在带条材料和/或脱开的带材的切断和/或运输期间导致不期望的位置变化，这可能会导致带材不准确的放置。
可以设置：在切割设备中，带条材料被馈送到平坦的运输元件、特别是到设计为传送带的平坦的运输元件，搁置在切割装置与平坦的运输元件之间，而带条材料被切割搁置在平坦的运输元件上。在有利的进一步发展中，可以设置切割装置以从0到3mm的范围、优选地以从0.3mm到2mm的范围、特别优选地以从0.5mm到1.5mm的范围切割到平坦的运输元件中。
替代地，可以设置切割设备进一步包括切割板，该切割板设置在平坦的运输元件上方、特别是在设计为传送带的平坦的运输元件上方，并且沿带条材料的运输方向在切割装置之前，其中，带条材料被引导搁置在切割板上，其中切割板与切割装置能一起枢转，并且其中切割板限定切割边缘，切割装置沿着切割边缘切割带条材料以用于脱开带材。特别地，切割板可以是半圆形的和/或具有1至5mm的范围中、优选地2至4mm的范围中的厚度，并且特别是3mm的厚度。
在切割设备中使用切割板提供了若干优点：一方面，切割板形成切割边缘，并且因此用作为用于切割装置的反刀片。另一方面，切割板遮蔽带条材料避开平坦的运输元件，该平坦的运输元件可在切割板下方运行。特别地，当平坦的运输元件连接到真空装置时，切割板用于遮蔽带条材料避开平坦的运输元件，并且仅经切割的带材借助所产生的真空保持在平坦的运输元件上。
在一有利的实施例中，切割装置具有在切割板之上延伸的引导边缘，使得始终沿着切割板的切割边缘完成切割。
作为替代方案或结合上述实施例，切割板的切割边缘和切割装置的切割边缘不是对齐平行的，而是形成开口角度，使得切割装置的提升移动从带材材料切断带材，类似于剪式切割。
优选地，切割装置设计为切割刀片。具体地，切割刀片优选地安装在枢转接头的一端部的区域中，使其能绕水平轴线枢转，并且被引导在开槽引导件的另一端部的区域中。
也可设置：切割装置借助超声装置经受超声波，从而支持条带材料被切割进入带材中。
敷设装置优选地具有平坦的运输元件、例如是绕转向辊转动的环状传送带和连接到平坦的运输元件的真空装置，其中，单独的带材能被拾取在敷设装置的下侧上，并且能借助由真空装置产生的真空而被保持在平坦的运输元件上。替代地和/或附加的，可设置：至少一个馈送装置设置在切割设备与敷设装置之间，该馈送装置具有平坦的运输元件、例如绕转向辊转动的环状传送带，并且设置为从而接纳在切割设备中脱开的带材，并且将它们馈送到敷设装置，其中单独的带材位于平坦的运输元件上被运输。
作为平坦的运输元件，在转向辊处被不断地引导的传送带、或具有板状支承表面的运输元件，例如能沿着和逆着运输方向移动的运输托盘可被认为是在敷设装置和/或馈送装置中。
通过借助诸如传送带之类的运输元件运输和敷设带材，能够使用具有不同宽度的带条材料，并且能快速地在不同宽度之间改变而不必重构带敷设设备。具体地，不必像现有技术中已知的那样重构用于带材的引导轨道，并将它们调节到新的宽度。同时，借助平坦的运输元件的带材的运输和储存也使得能够敷设具有较大宽度和较低内部刚度的带材，这是因为不存在带材落到设置为用于该目的的引导轨道以外的危险的缘故。
替代地或组合地，切割设备也可设计为馈送装置。带条材料可因此由切割设备中的切割刀片切割为带材，并且切割设备的传送带可以然后将该带材馈送到敷设装置。
作为另一解决方案，提出了一种带敷设方法，包括：借助材料馈送单元馈送带条材料；借助切割设备使带材从带条材料脱开，其中，切割设备包括角度可调节的切割装置，并且借助敷设装置接纳且将脱开的带材放置在支承台上，其中切割设备包括平坦的运输元件，并且其中在切割装置与平坦的运输元件之间馈送带条材料，且借助敷设装置将带条材料放置在支承台上，并且其中在切割装置与平坦的运输元件之间馈送带条材料，且在平坦的运输元件上或上方切割带条材料，从而将带材从带条材料分离。
平坦的运输元件优选地设计为绕转向辊转动的环状传送带。替代地，平坦的运输元件具有板形的支承表面，它能沿着和逆着带条材料的运输方向移动。
也优选地设置：带条材料和/或脱开的带材借助由真空装置产生的真空保持在平坦的运输元件上。
在本方法的优选的进一步发展中，可以设置：在切割设备中，位于平坦的运输元件上的带条材料在切割装置与平坦的运输元件之间被馈送，并且带材材料位于平坦的运输元件上被切割。
替代地，可以设置：切割设备进一步包括切割板，该切割板设置在平坦的运输元件上方并且沿带条材料的运输方向在切割装置之前，其中，带条材料在切割板上被引导，其中切割板与切割装置一起枢转，并且其中切割板限定切割边缘，切割装置沿着切割边缘切割带条材料以用于脱开带材。
也可优选地设置：敷设装置具有平坦的运输元件、优选的是绕转向辊转动的环状传送带和连接到平坦的运输元件的真空装置，其中，在敷设装置的下侧上接纳单独的带材，并且借助由真空装置产生的真空将单独的带材保持在平坦的运输元件上，并且/或者至少一个馈送装置设置在切割设备与敷设装置之间，该馈送装置具有平坦的运输元件、优选的是绕转向辊转动的环状传送带，其中，在切割设备中脱开的带材由馈送装置接纳，搁置在平坦的运输元件上运输并且馈送到敷设装置。
也可优选地设置：带条材料或带材的侧边缘用作为引导边缘，其位置方面保持不变，使得带条材料的宽度的改变仅影响相对侧，其中引导边缘优选地与切割设备的平坦的运输元件的侧边缘和/或与平坦的运输元件的、馈送装置的和/或敷设装置的侧边缘重合、特别是与上述装置设备的传送带的侧边缘重合。
本带敷设方法可优选的用如上所述的带敷设设备来执行。
下文中将参照附图、借助示例性实施例描述本发明，附图中：
图1以从侧面观察的示意性剖视图示出根据优选实施例的带敷设设备；
图2以示意性平面图示出图1所示的带敷设设备；
图3以侧视图示意性地示出根据一个实施例的切割设备；
图4A、4B以示意平面图表示处于不同角度位置中的、图3所示的切割设备；以及
图5示意性地表示根据另一实施例的切割设备。
图1以示意性剖视图示出根据一实施例的带敷设设备1。如图1所示，在带敷设设备1中，例如是以卷绕在卷轴12上来提供的条带材料2借助材料馈送单元10从卷轴12退绕，并被馈送到位于材料馈送单元10下游的切割设备20。为此目的，材料馈送单元10可具有成对的驱动辊11，其形成辊驱动件、也已知为辊式驱动件(Mangelantrieb)，该辊驱动件提供了对带条材料2的运输。驱动辊11在控制装置(未示出)的控制下的由一个或多个马达(未示出)驱动，从而以期望的速度和/或期望的长度将带条材料2“推”入到切割设备20中，并以此种方式进行馈送。
在切割设备20中，带条材料2借助切割装置进行切割，从而使期望长度的单独的带材5从带条材料2分离，该切割装置例如设计为切割刀片21。切割刀片21是角度上可调节的，使得切割不仅能横向于带材的放下或带材材料条2的运输方向60进行，而且借助通过例如相对于沿着其宽度延伸的带条材料2的横向方向±45°的角度的对切割刀片21进行相应的调节，带材5也能被切割，该带材以对应的期望的角度被切割。
在带材5已经因此在切割设备20中从带条材料2脱开并且分隔开之后，带材5被转移到馈送装置30，该馈送装置将带材5馈送到敷设装置40并且将它们转移到这一装置。
不能用于进一步生产的此类带材5以及例如校正切割的废弃材料可以从带敷设设备1中、在切割设备20与馈送装置30之间被排出，并可被供应到例如排放容器33。
敷设装置40设置在支承台50上方，并且能相对于支承台50垂直地移动，使得敷设装置40能将单个带材5放置和堆置在支承台50上。例如，可以设置线性引导件(未示出)，敷设装置40能借助其垂直地下降到支承台50上，从而将带材5放置在支承台50的工作表面上，或放置在先前已经形成在支承台50的工作表面上的带材结构上，并且如果需要则短暂且较轻地按压该带材。在带材5已被敷设之后，敷设装置40再次升起以拾取下一个带材5。应注意的是，对于本文的目的，将带材5放置和敷设在支承台50的工作表面上以及将带材5敷设在先前被放置在支承台50上的带材5上、特别是在先前形成的带材层上两者均应理解为将带材5放置和敷设在支承台50上。
为了使得敷设装置40能够下降，在图1所示的实施例中可设置，馈送装置30也与敷设装置40一起并且共同地垂直下降和上升。这具体可以这样来完成，通过将馈送装置30和敷设装置40组合到称为敷设头部7的单元中，如将在下文中参照图2更详细地进一步阐释的，而敷设头部7作为整体垂直地移动以敷设带材5。替代地，也可设想以固定的方式设计敷设头部7或敷设装置40，并且以可提升的方式设计支承台50，使得支承台50能升起以供敷设带材5。此外，优选地，支承台50能在控制装置(未示出)的控制下绕垂直转动轴线Z转动，和/或能沿x方向和/或y方向沿水平方向移动，从而使得能够相对于支承台50对带材5进行期望地相对定位。
为了提高敷设速率，特别期望同时处理若干带材5、具体是同时并且以多轨道的方式，其中，此种平行化由此有利地增加了每次序敷设的带材5的数量。因此，如图2中的平面图所示，该实施例的带敷设设备1优选地提供用于待以相应地多重设计设置的对应的单元。因此，如图2所示，在任何情况下可设置两个卷轴12、12a，借助两个材料馈送单元10、10a、用共计两对驱动辊11、11a从这两个卷轴中抽出两股带条材料2并将其馈送到相应的两个切割设备20a、20a，其中，借助两个切割刀片21、21a切断相应的两个带材5、5a，并借助两个馈送装置30、30a将它们馈送到两个敷设装置40、40a。借助两个敷设装置40、40a可将两个带材5、5a同时放置且敷设在支承台50上。
如图2中表明的，材料馈送单元10a、切割设备20a、馈送装置30a和敷设装置40a或材料馈送单元10、切割设备20、馈送装置30和敷设装置40可各自在任何情况下组合在敷设头部7或7a中。然而，这并非是限制性的，也可能的是敷设头部7、7a仅包括敷设装置40、40a，或者除了敷设装置40、40a之外还包括馈送装置30、30a，并且在合适的情况下包括切割设备20、20a。
如在现有技术已知的带敷设设备1的情形中，敷设头部7a、7b或包含在其中的各单元设置为：在一个工作周期中，待同时堆置且各自具有宽度B的两个或更多个带材5、5a敷设为距彼此大约宽度B或大约该宽度B的倍数的距离，其中，已经被敷设的带材5、5a之间剩余的间隙这样来填充，通过在一个或如果合适则是若干后续工作周期中敷设其它带材5、5a从而形成闭合的带材层。也可设置，如已知的，在敷设带材5、5a期间，先前敷设的带材5、5a例如借助用于该目的的超声设备、例如通过塑化而附连到先前敷设的带材层，或者至少部分地与在下方的带材层固结以形成层叠物。该程序步骤可以对与每个附加的带材层重复。
如图1和图2所示，敷设装置40、40a、馈送装置30、30a和切割设备20、20a优选地设计为具有作为平坦传送带的传送带25、25a、31、31a、41、41a，它们绕相应的转向辊26、32、42循环转动。在馈送装置30、30a中，带材5、5a位于顶上运输、即位于传送带31、31a上的馈送装置30、30a的上侧上。另一方面，单独的带材5、5a各自以“悬置”的方式在敷设装置40、40a中运输。为此目的，敷设装置40、40a优选地设有真空装置(未示出)，其连接到敷设装置40、40a的传送带41、41a，以使得空气能被通过传送带41、41a抽吸如，并且可以这样建立真空，例如通过在传送带41、41a中设置多个开口，空气能通过该多个开口被吸入。由于由此产生的真空的缘故，位于馈送装置30、30a的传送带上且供应到馈送装置40、40a的带材5、5a能被吸入，使得其被保持在敷设装置40、40a的下侧上而与传送带41、41a相邻。
在带材5、5a已被放置在支承台50上之后，真空装置可被关闭。
参照图3、图4A和图4B，更详细地描述图1和2所示的切割设备20的一种可能的实施例，其中，图3示出切割刀片21的用于横向于条的方向切割的位置，而图4A和图4B各自示出切割刀片21的用于对带材5“倾斜的”或成角度的切割的所枢转到的不同的位置。
如图3、图4A和图4B所示，切割设备20具有作为切割装置的切割刀片21，该切割刀片设置在传送带25上方。切割刀片21在一端部处通过枢转接头28可枢转地安装，并且在其另一端部处安装在开槽引导件22中，使得切割刀片21可以通过借助致动装置(未示出)使开槽的端部上升和下降来执行切割运动。在切割刀片21面向材料馈送单元10的一侧上，切割板23设置在传送带25上方。切割板23优选地设计为具有1至4mm厚度、优选地为1.5至3mm之间并且特别优选地为2mm厚度的薄金属片，并且能设置为处于距传送带25小于2mm、优选地小于1mm、特别优选地小于0.5mm的距离处。
带条材料2现在由驱动辊11并且可选地在上部和下部引导板27和覆盖板24的引导下、在切割板23之上被推动或传送到切割刀片21与传送带25之间的空间中。因为带条材料2在那里馈送为环状带材，因而能够使其在切割板23之上滑动而没有任何问题。在切割刀片21之后，带材带材料2落到传送带25上，并且通过对借助驱动辊11的传送带25绕转向辊26的运动的对应控制，其由控制装置(未示出)进一步运输，直到达到了待切断的带材5的期望长度为止。在该位置中，传送带25和用于切割带材5的驱动辊11停止。替代地，传送带25也可静止，只要带条材料2用驱动辊11传送并能在传送带25之上滑动即可。
如图3、图4A和图4B中可见的，切割板23具有直的边缘，其用作为反刀片，切割刀片21的刀片沿着其以剪式切割的方式进行切割，从而对带条材料2进行切割并将带材5从其分离。在切割已经完成之后，在切割刀片侧上的新切割的带材5的端部也落到传送带25上，并且能由其沿敷设装置40的方向进一步运输。由于经切割的带材5因此始终搁置在传送带25上，其可以被安全且可靠地运输离开，即使是在较短和极短的切割长度的情况下，例如，在带材5仅具有10mm、5mm或更短长度的情况下。
此外，上述构造意味着带材废件、诸如由将切割角度调节为待敷设的带材结构的几何形状所产生的那些能由传送带25安全地拾取，并且从带敷设设备1中排出。
在传送带25上带条5的可靠的拾取能在优选的构造中进一步改进，如果传送带25设计为真空带，并且在切割过程期间或之后，带条5由于轻微的真空能粘附并且固定在传送带25上。
切割板23优选地机械连接到开槽引导件22，切割刀片21在其中被引导，而由切割板23、开槽引导件22、切割刀片21和枢转接头28构成的单元绕转动轴线Z可转动地安装，该转动轴线Z优选地设置为基本上平行于传送带25的支承表面的平面，并且因此基本垂直于带条材料2在其中被馈送的平面，并且该单元能在控制装置(未示出)的控制下借助旋转驱动件(未示出)在旋转角度方面进行连续地调节，例如在±50°的范围中，从而设定期望的切割角度，带材5待以该角度进行切割。无论切割角度，脱开的带材5始终完全落到传送带25上。
如进一步在图4A和图4B中示出的，借助这一实施例的切割设备20，也能够使用具有不同宽度的带条材料2，而不必重新配置切割设备20。在该情形中特别有利的是，带条材料2的一侧边缘用作为引导边缘，其特别地是与平坦的运输元件、诸如传送带25的同一侧边缘以齐平的方式(flüchtig)对齐。这例如可以通过在传送带25的这一侧边缘上设置横向引导板(未示出)来支持，该横向引导板用作为用于带条材料2或用于从其脱开的带材5的引导件和止挡件。以此方式，能够确保带条材料2或带材5的该侧边缘的位置相对于传送带25保持恒定、位置不变并且良好地限定。由此，带条材料2或从其脱开的带材5的不同的宽度仅影响相对侧边缘的位置，该位置限定为前缘开始并且是通过带条材料2或带材5的已知的宽度限定的。以此方式，即使在使用具有不同宽度的带条材料2的情况下也能够实现带材5在传送带25上、并且因此也在馈送装置30中和在敷设装置40上良好地限定的和精确的定位，且因此确保高敷设精度。
图5中示出切割设备20另一可能的实施例，其中，在该实施例中切割直接在传送带25上进行。因此，在该实施例中仅需要设置切割刀片21、开槽引导件22和枢转接头28，其又可设计为具有无限可变的转动角度的单元，该单元安装为从而绕转动轴线Z转动，如上所述。切割刀片21可有利地轻微切割到传送带25中，例如在从0到3mm的范围中、优选地在从0.3mm到2mm的范围中、特别优选地在从0.5mm到1.5mm的范围中。传送带25因此用作为切割模具。切割板29优选地设置在切割刀片21的区域中或设置在切割刀片21能在其中枢转的区域中，传送带25在其上延伸接触，其中，支承板29阻止传送带25在切割期间在切割刀片21的力的作用下弯曲。也可能优选的是，在切割并将带材5从带条材料2脱开之后，仅传送带25首先移动，而驱动辊11保持固定。带材5可因此从带条材料2的端部移动离开，从而产生到接下来待切割的带材5的距离。
图5的实施例具比起图3和图4A至图4B的实施例具有更简单、更紧凑且更成本有效的设计的优点，尽管应注意的是传送带25可能随着时间由于切割刀片21的反复切割而磨损并且必须进行替换。
此外，也可在该实施例的切割设备20的情形中，以及一般地对于馈送装置30和敷设装置40设置：带条材料2或带材5的侧边缘用作为引导边缘，该侧边缘特别地与平坦的运输元件、诸如例如传送带25、31和/或31的同一侧边缘以齐平的方式对齐。
尽管在优选实施例的以上描述中切割设备20设计为具有绕转向辊26旋转的环状传送带25，但是这不是限制性的，并且传送带25也可由其它类型的平坦的运输元件替换。例如，可设置切割设备20具有平坦的、具体是板状的运输元件，该运输元件具有板状的支承表面，该支承表面能沿或逆着带条材料2的运输方向60移动。例如，平坦的运输元件可设计为金属板、塑料板、涂敷或覆盖有塑料或其它材料的金属板或塑料板，其借助线性引导件储存和引导，并且能借助横向驱动件而平行于带材材料的运输方向60往复移动。带条材料2和/或脱开的带材5堆置在由板形的运输元件的表面所形成的支承表面。板形的运输元件也可特别地集成有真空装置，以形成所谓的“真空箱”，其中，真空装置产生真空，借助该真空带条材料2和/或脱开的带材5被保持在支承表面上。
此外，也可设想馈送装置30和/或敷设装置40以与传送带31、41对应的方式设计，替代上述传送带31、41，馈送装置30和/或敷设装置40也具有平坦的运输元件，诸如特别是板形的运输元件，其也可沿着和逆着带材5的运输方向60往复移动。
附图标记列表P1525
1 带敷设设备
2 带条材料
5 带材
7、7a 敷设头部
10、10a 材料馈送单元
11、11a 驱动辊
12 卷轴
20、20a 切割设备
21、21a 切割刀片
22 开槽引导件
23 切割板
24 覆盖板
25、25a 传送带
26 转向辊
27 引导板
28 枢转接头
29 支承板
30、30a 馈送装置
31、31a 传送带
32 转向辊
33 排放容器
40、40a 敷设装置
41、41a 传送带
42 转向辊
50 支承台
60 运输方向
B 宽度
Z 转动轴线。

Claims (18)

1.一种带敷设设备(1)，包括材料馈送单元(10、10a)、切割设备(20、20a)和敷设装置(40、40a)，所述材料馈送单元用于馈送带条材料(2)，所述切割设备具有能绕转动轴线(Z)在角度方面调节的切割装置，用于使带材(5、5a)从所述带条材料(2)脱开，所述敷设装置用于接纳和放置脱开的带材(5、5a)在支承台(50)上，其特征在于，所述切割设备(20、20a)具有平坦的运输元件，其中，所述带条材料(2)能在所述切割装置与所述平坦的运输元件之间被馈送，并且所述带条材料(2)能在所述平坦的运输元件上或上方被切割，从而使所述带材(5、5a)从所述带条材料(2)脱开。
2.如权利要求1所述的带敷设设备(1)，其特征在于，所述平坦的运输元件设计为绕转向辊(26)转动的环状传送带(25、25a)，并且/或者所述平坦的运输元件具有板形的支承表面，所述板形的支承表面能沿着和逆着所述带条材料(2)的运输方向(60)移动。
3.如权利要求1或2中任一项所述的带敷设设备(1)，其特征在于，所述切割设备(20、20a)还包括真空装置，所述真空装置连接到所述平坦的运输元件，使得借助由所述真空装置产生的真空将所述带条材料(2)和/或所述脱开的带材(5、5a)保持在所述平坦的运输元件上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的带敷设设备(1)，其特征在于，在所述切割设备(20、20a)中，所述带条材料(2)搁置在所述平坦的运输元件上在所述切割装置与所述平坦的运输元件之间被馈送，并且所述带条材料(2)搁置在所述平坦的运输元件上被切割。
5.如权利要求4所述的带敷设设备(1)，其特征在于，所述切割装置以从0到3mm的范围、优选地以从0.3mm到2mm的范围、特别优选地以从0.5mm到1.5mm的范围切割到所述平坦的运输元件中。
6.如前述权利要求中的任一项所述的带敷设设备(1)，其特征在于，所述切割设备(20、20a)还包括切割板(23)，所述切割板设置在所述平坦的运输元件上方并且沿所述带条材料(2)的运输方向(60)位于所述切割装置之前，其中，所述带条材料(2)搁置在所述切割板(23)上被引导，其中所述切割板(23)能与所述切割装置一起枢转，并且其中所述切割板(23)限定切割边缘，所述切割装置沿着所述切割边缘切割所述带条材料(2)以使所述带材(5、5a)脱开。
7.如权利要求6所述的带敷设设备(1)，其特征在于，所述切割板(23)具有半圆形的设计，和/或所述切割板(23)具有1至5mm的范围中的、优选地2至4mm的范围中的厚度、特别优选地具有3mm的厚度。
8.如前述权利要求中的任一项所述的带敷设设备(1)，其特征在于，所述切割装置设计为切割刀片(21、21a)，并且/或者所述切割装置能借助超声装置经受超声。
9.如权利要求8所述的带敷设设备(1)，其特征在于，所述切割刀片(21、21a)安装在枢转接头(28)的一个端部的区域中，以便能绕水平轴线枢转地安装，和/或被引导在开槽引导件(22)的另一个端部的区域中。
10.如前述权利要求中的任一项所述的带敷设设备(1)，其特征在于，所述敷设装置(40、40a)具有平坦的运输元件、优选的是绕转向辊(42)转动的环状传送带(41、41a)和连接到所述平坦的运输元件的真空装置，其中，单独的带材(5、5a)能被接纳在所述敷设装置(40、40a)的下侧上，并且能借助由所述真空装置产生的真空而被保持在所述平坦的运输元件上。
11.如前述权利要求中的任一项所述的带敷设设备(1)，其特征在于，至少一个馈送装置(30、30a)设置在所述切割设备(20、20a)与所述敷设装置(40、40a)之间，所述馈送装置(30、30a)包括平坦的运输元件、优选的是绕转向辊(32)转动的环状传送带(31、31a)，并且适合于接纳在所述切割装置(20、20a)中脱开的相应的带材(5、5a)并将它们馈送到所述敷设装置(40、40a)，其中单独的带材(5、5a)搁置在所述平坦的运输元件上被运输。
12.一种带敷设方法，包括：
借助材料馈送单元(10、10a)馈送带条材料(2)；借助切割设备(20、20a)使带材(5、5a)从所述带条材料(2)脱开，其中，所述切割设备(20、20a)具有切割装置，所述切割装置在角度方面能绕转动轴线(Z)调节，并且借助敷设装置(40、40a)接纳并敷设脱开的带材(5、5a)在支承台(50)上，其特征在于，所述切割设备(20、20a)具有平坦的运输元件，并且在所述切割装置与所述平坦的运输元件之间馈送所述带条材料(2)，且在所述平坦的运输元件上或上方切割所述带条材料(2)，从而使所述带材(5、5a)从所述带条材料(2)脱开。
13.如权利要求12所述的带敷设方法，其特征在于，所述平坦的运输元件设计为绕转向辊(26)转动的环状运输带(25、25a)，并且/或者所述平坦的运输元件具有板形的支承表面，所述板形的支承表面沿着和逆着所述带条材料(2)的运输方向(60)移动。
14.如权利要求12或13中任一项所述的带敷设方法，其特征在于，所述切割设备(20、20a)还包括真空装置，所述真空装置连接到所述平坦的运输元件，以使得借助由所述真空装置产生的真空将所述带条材料(2)和/或所述带材(5、5a)保持在所述平坦的运输元件上。
15.如权利要求12至14中任一项所述的带敷设方法，其特征在于，在所述切割设备(20、20a)中，在所述切割装置与所述平坦的运输元件之间馈送搁置在所述平坦的运输元件上的所述带条材料(2)，并且切割位于所述平坦的运输元件上的所述带条材料(2)。
16.如权利要求12至15中任一项所述的带敷设方法，其特征在于，所述切割设备(20、20a)还包括切割板(23)，所述切割板设置在所述平坦的运输元件上方且沿所述带条材料(2)的运输方向(60)位于所述切割装置之前，其中，对搁置在所述切割板(23)上的所述带条材料(2)进行引导，其中所述切割板(23)与所述切割装置一起枢转，并且其中所述切割板(23)限定切割边缘，所述切割装置沿着所述切割边缘切割所述带条材料(2)以使所述带材(5、5a)脱开。
17.如权利要求12至16中的任一项所述的带敷设方法，其特征在于，所述敷设装置(40、40a)具有平坦的运输元件、优选的是绕转向辊(42)转动的环状传送带(41、41a)和连接到所述平坦的运输元件的真空装置，其中，在所述敷设装置(40、40a)的下侧上接纳单独的带材(5)，并且借助由所述真空装置产生的真空将所述单独的带材保持在所述平坦的运输元件上，并且/或者至少一个馈送装置(30、30a)设置在所述切割设备(20、20a)与所述敷设装置(40、40a)之间，所述馈送装置(30、30a)包括平坦的运输元件、优选的是绕转向辊(32)转动的环状传送带(31、31a)，其中，在所述切割设备(20、20a)中脱开的带材(5、5a)由所述馈送装置(30、30a)接纳，搁在所述平坦的运输元件上地运输并且馈送到所述敷设装置(40、40a)。
18.如权利要求17所述的带敷设方法，其特征在于，所述带条材料(2)或所述带材(5、5a)的侧边缘用作为引导边缘，所述引导边缘在其位置方面保持不变，使得所述带条材料(2)的宽度的改变仅影响相对侧，其中所述引导边缘优选地与所述切割设备(20、20a)的所述平坦的运输元件的侧边缘和/或所述平坦的运输元件的、所述馈送装置(30、30a)的和/或所述敷设装置(40、40a)的侧边缘重合、特别是与所述传送带(25、25a、31、31a、41、41a)的侧边缘重合。
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