DE10145308C1 - Verfahren zum gewichtsgenauen Zusammenstellen von Harzmattenstapeln für die Herstellung von SMC-Teilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von SMC-Teilen aus einer abgestimmten Menge eines faserhaltigen reaktionsfähigen Kunstharzes, welches in Form von definierten Zuschnitteilen von Harzmatten bereitgestellt wird. Die Harzmatten werden lagedifiniert in ein beheiztes Formwerkzeug einer Formpresse eingelegt, die erwärmte Harz/Faser-Masse in dem sich schließenden Formwerkzeug zu dem SMC-Teil fließgepreßt, dieses thermisch ausgehärtet und anschließend dem Formwerkzeug entnommen. Um trotz schwankenden Flächengewichts der Harzmatten für alle Fertigungszyklen ein stets gleichbleibendes Gewicht der Harzmattenstapel mit hoher Genauigkeit einhalten zu können, wird beim Einwiegen der Zuschnitteile erfindungsgemäß ein Referenz-Zuschnitteil mit einer stets gleichbleibenden Form und Größe zugeschnitten und jeweils für sich gewogen. Aus Gewicht und Größe des Referenz-Zuschnitteils sowie aus dem anzustrebenden Gesamtgewicht des Harzmattenstapels wird rechnerisch die flächenmäßige Größe von Korrekturteilen ermittelt, die geschnitten werden müssen, um gezielt und genau auf das Sollgewicht der einzubringenden Harzmasse zu kommen. Es werden zwei verschiedene Lösungswege beschritten, wobei der eine für eine mehrlagige und der andere für eine einlagige Einbringung der Harzmasse in das Formwerkzeug gedacht ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von SMC- Teilen aus faserhaltigen, reaktionsfähigen Harzmatten nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach dem Oberbegriff von Anspruch 2, wie beide beispielsweise aus dem Beitrag von R. Brüssel und U. Weber "SMC-Teile vollautomatisch herstellen", veröffentlicht in der Zeitschrift Kunststoffe, Jahrgang 79 (1989), Seiten 1149-1154 - nachfolgend kurz mit [1] zitiert - als bekannt hervorgehen.

Nach der Literaturstelle [1] wird bei der Fertigung von SMC- Teilen von einer bestimmten Menge eines Gemisches von reak­ tionsfähigem duroplastischem Kunstharz und Fasern ausgegan­ gen, die gewichtsmäßig auf das fertige Bauteil abgestimmt ist. Und zwar wird die abgestimmte Rohstoffmenge durch Aus­ schneiden von Zuschnitteilen bestimmter Größe und Form aus einer in Rollenform angelieferten Fasermattenbahn (Prepreg- Bahn) und durch Zusammenlegen der Zuschnitteile zu einem Mattenstapel gewonnen. Ein solcher Mattenstapel wird lagege­ nau in ein geöffnetes Formwerkzeug einer Presse eingelegt. Das Formwerkzeug ist auf eine Temperatur beheizt, bei der das reaktionsfähige Kunstharz chemisch reagiert und abbin­ det. Durch anfänglich langsames Schließen des in der Presse befindlichen Formwerkzeuges wird der eingebrachte Rohstoff zunächst lediglich erwärmt, wodurch das Kunstharz weich und fließfähig wird. Anschließend wird das Formwerkzeug unter kontrollierter Kraft und Geschwindigkeit geschlossen, wobei der erweichte Rohstoff seitlich wegfließt und dabei die Ka­ vität des Formwerkzeuges vollständig ausfüllt. Nach diesem Ausfüllen der Gravur wird das Formwerkzeug noch eine Zeit lang mit definierter Kraft geschlossen gehalten, so daß das Kunstharz vollständig ausreagieren und aushärten kann. Erst dann kann das Formwerkzeug geöffnet und das fertige SMC-Teil daraus entnommen werden.

In dem eingangs zitierten Beitrag [1] wird u. a. auf ein schwankendes Flächengewicht der Harzmatten hingewiesen. Trotz aller Bemühungen der Harzmatten-Hersteller könnten nach [1] auch heute noch nicht die Harzmattenbahnen mit hin­ reichender Genauigkeit im Flächengewicht hergestellt werden. Deshalb muß vorbereitend für jeden Herstellungsgang eines SMC-Teiles dafür gesorgt werden, daß die in das Formwerkzeug eingebrachte Masse an Harzmatten zumindest innerhalb eines bestimmten Toleranzspielraumes stets gleichgroß ist. Je hö­ her die Qualitätsanforderungen an das fertige Erzeugnis sind, um so weniger darf die eingebrachte Harzmasse um einen Sollwert streuen. In [1] wird erwähnt, daß das Problem des schwankenden Flächengewichts der Harzmattenbahn und das dar­ aus folgende Problem der genauen Dosierung der Rohmasse da­ durch entschärft werden könne, wenn die Qualitätsanforderun­ gen an das fertige SMC-Preßteil reduziert werden könnten. Wenn es sich jedoch bei den herzustellenden SMC-Bauteilen um dünnwandige Schalenbauteile mit hohen Qualitätsansprüchen handelt, sollte die Masse des einzufüllenden Rohstoffs nach Möglichkeit mit einer geringen Schwankungsbreite nach oben und nach unten gegenüber einer Sollvorgabe eindosiert wer­ den. Ist die eingegebene Rohstoffmenge zu gering, so entste­ hen Oberflächenrauheiten sowie Dünn- und Schwachstellen im Bauteil, die im Extremfall löcherig sein können. Wird hinge­ gen zu viel Rohstoff in das Formwerkzeug dosiert, so wird die Wandstärke zumindest lokal zu groß, was u. U. zu einem Bauteilverzug führt; auf jeden Fall sind überdosierte Teile nicht maßhaltig genug. Außerdem quillt im Fall einer Überdo­ sierung Material entlang der Teilungsfuge des Formwerkzeues aus, was nicht nur zu übergroßen Graten und zu entsprechen­ der Mehrarbeit beim Entgraten, sondern auch zu einer ver­ mehrten Werkzeugverschmutzung und somit zu einer Vermehrung der Nebenarbeit "Werkzeugreinigen", insgesamt also zu einer Reduzierung der Produktivität führt.

Bei dem in der Literaturstelle [1] geschilderten, automati­ sierten Verfahren zur Herstellung von SMC-Teilen sind die als Rohmasse zu einem Mattenstapel aufgeschichteten Zu­ schnitteile alle rechteckig geformt und weisen in der einen, quer zur Harzmattenbahn liegenden Richtung untereinander al­ le die gleiche Breite, nämlich die Breite der randseitig be­ schnittenen Harzmattenbahn selber auf. Die Zuschnitteile werden durch Querschneiden der Harzmattenbahn erzeugt, wobei ein pneumatisch angetriebenes Hochgeschwindigkeitsmesser verwendet wird, welches quer über die Harzmattenbahn hinweg bewegt wird, die an der Stelle des Schnittes durch ein schmales Profil unterstützt ist. Vermutlich taucht das Hoch­ geschwindigkeitsmesser unterseitig aus der zu schneidenden Harzmattenbahn aus und in einen Längsschlitz des unterstüt­ zenden Profils ein. Zur Kompensation eines veränderten Flä­ chengewichts der Harzmattenbahn wird das in Längsrichtung der Harzmattenbahn liegende Rechteckmaß der Zuschnitteile herangezogen. Beim Überwachen des einzuhaltenden Zielgewich­ tes des Harzmattenstapels werden nicht etwa die abgeschnit­ tenen Zuschnitteile gewogen, sondern das fertige SMC-Teil. Je nach Abweichung des Fertiggewichts des SMC-Teils von ei­ nem Sollgewicht werden die Zuschnitteile für das nächstfol­ gende SMC-Teil länger, kürzer oder gleichbleibend geschnit­ ten. Ein grundsätzlicher Nachteilig an der aus [1] bekannten Regelstrategie zur Einhaltung des Sollgewichtes der einzu­ bringenden Rohmasse besteht darin, daß ein Regeleingriff zur Korrektur der eigentlichen Regelgröße - Rohmasse für das Teil n - von der Soll/Ist-Abweichung einer anderen Größe als Meßgröße - nämlich Fertigteilmasse des Teiles n + 1 - abhängig gemacht wird. Die Meßgröße "Fertigteilmasse des Teiles n + 1" muß keineswegs repräsentativ für die eigentliche Regelgröße "Rohmasse für das Teil n" sein. Bei [1] wird versucht, mög­ liche Unterschiede zwischen beiden dadurch zu erfassen oder vorauszusagen, daß die Stärke dar Harzmattenbahn laufend er­ faßt wird. Wegen der grundsätzlichen Unterschiede von Meß­ größe einerseits und Regelgröße andererseits wird ein sehr großer Anteil der nach [1] hergestellten SMC-Teile vom anzu­ strebenden Sollgewicht abweichen; die aus [1] bekannte Re­ gelstrategie funktioniert nur aufgrund einer solchen Abwei­ chung. Abgesehen davon liegt ein weiterer Nachteil des Ver­ fahrens nach [1] darin, daß die Zuschnitteile rechteckig mit einer der Breite der Harzmattenbahn entsprechenden Breite sein müssen. Diese Voraussetzung kann jedoch nur für ein eingeschränktes Spektrum von Bauteilen verfahrensoptimal zu­ gelassen werden.

Bei häufig manuell ausgeübten Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von SMC-Teilen wird die in das Formwerkzeug ein­ gebrachte Masse an Harzmatten individuell eingewogen, was ebenfalls manuell geschieht und sehr hinderlich für eine Au­ tomatisierung des Prozesses ist. Dabei werden üblicherweise rechteckige Zuschnitteile aus einer quasi-endlosen Fasermat­ tenbahn mit einem scharfen Messer auf einer Stahlunterlage herausgeschnitten und gewogen. Wenn das Sollgewicht eines in eine Mattenstapel einzubringenden Zuschnitteils zu groß aus­ fällt, wird an einer Längsseite eines Zuschnitteils ein Randstreifen oder an einer Ecke ein dreieckiges Stück abge­ schnitten, wodurch das Sollgewicht angenähert aber nicht ge­ nau erreicht wird. Vor allem aber wird durch eine solche Korrektur die Sollform des Zuschnitteils stark verändert, was sich nachteilig auf den Abformprozeß und die Bauteilqua­ lität auswirkt. Fällt hingegen das Sollgewicht eines Zu­ schnitteils zu gering aus, so wird das nächstfolgende Zu­ schnitteil etwas größer als die Sollform zugeschnitten oder ein kleines Verschnitteil eines früheren Korrekturvorganges beigelegt. Diese Korrekturarten wirken sich nachteilig auf den anschließenden Formvorgang und die Bauteilqualität aus. Im übrigen wird durch dieses manuelle Einwiegen der Roh­ stoffmenge das Sollgewicht nur mit einer sehr großen Streu­ ung angenähert, die kaum kleiner ist, als die Gewichtsstreu­ ung der Harzmatten selber. Aus diesem Grunde entstehen bei einer SMC-Teile-Fertigung mit manueller Rohstoff-Einwage re­ lativ viele Ausschußteile und Qualitätsschwankungen.

In der EP 461 365 B1 - nachfolgend kurz mit [2] zitiert - wird ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffpreßteilen aus thermoplastischem Kunststoff gezeigt, bei dem eine ge­ wichtsmäßig abgestimmte Menge an erwärmten und erweichtem Thermoplast-Kunststoff in ein geöffnetes Formwerkzeug einer Presse eingelegt, durch Schließen des Formwerkzeugs die Kunststoffmasse in die Kavität des Formwerkzeugs fließge­ preßt und anschließend das noch im Formwerkzeug befindliche Werkstück abgekühlt und schließlich aus ihm entnommen wird. Die Besonderheit des in [2] geschilderten Verfahrens besteht in der Bereitstellung des erwärmten Thermoplast-Kunststoffes in einem auf die Form der Kavität des Formwerkzeuges bereits grob abgestimmten, flachen Vorformling, wobei auch schon die Preßmassenverteilung innerhalb des Vorformlings den Erfor­ dernissen der Kavität des Formwerkzeuges grob angepaßt ist. Dazu wird ein dünner, breiter Extrudatstrang von heißer Kunststoffmasse auf dem beheizten und reversierbar antreib­ baren Förderband einer Bandwaage abgelegt und zugleich gewo­ gen. Der Extrudatstrang wird aufgrund einer langsamen Oszil­ lationsbewegung des Förderbandes in Förderrichtung bzw. ent­ gegen ihr und aufgrund einer gezielten Bandgeschwindigkeit, die von der Extrusionsgeschwindigkeit abweichen kann, mäan­ drierend und mit einer veränderlichen Massenverteilung auf dem Förderband abgelegt. Auch bei diesem Verfahren zur Form­ preßverarbeitung von thermoplastischem Kunststoff soll die in die Kavität des Formwerkzeuges einzubringende Kunststoff­ masse genau einem Sollgewicht entsprechen, um einerseits ein vollständiges Ausfüllen der Kavität sicherzustellen und an­ dererseits ein vollständiges Schließen des Formwerkzeuges ohne übergroße Gratbildung zu ermöglichen. Bei dem in [2] gezeigten Verfahren wird dies dadurch erreicht, daß der auf der Bandwaage abgelegte Extrudatstrang laufend gewogen wird. Nachdem gegen Ende der Bildung eines Vorformlings ein Teil des Extrudatstranges noch an der Extrusionsdüse hängt und nicht die gesamte für den Vorformling bestimmte Kunststoff­ masse die Waage belastet, wird bereits kurz vor Erreichen des Sollgewichtes, d. h. bei Erreichen einer gewissen Ge­ wichtsschwelle, der extrudierte Strang in sehr kurzer Zeit abgetrennt. Liegt das Gewicht des nun vollständig auf der Bandwaage befindlichen Vorformlings innerhalb eines vorgege­ benen Toleranzfeldes, so wird er an eine nachgeschaltete Fördereinrichtungen übergeben, die ihn ihrerseits in das ge­ öffnet Formwerkzeug ablegt. Ist hingegen der gebildete Vor­ formling zu schwer oder zu leicht, so wird er verworfen und seine Kunststoffmasse recycliert. Die Gewichtsschwelle zum Auslösen des Strangtrennens für den nächstfolgenden Vorform­ ling wird außerdem entsprechend korrigiert, d. h. bei einem zu schweren Vorformling wird die Gewichtsschwelle in Rich­ tung auf ein geringeres Schwellgewicht verändert und umge­ kehrt. Diese Art zur Steuerung des Gewichts der in ein Form­ werkzeug einzubringenden Kunststoffmasse ist jedoch nicht auf die Verarbeitung faserverstärkter Duroplaste, d. h. nicht auf die Portionierung von Harzmattenzuschnitten übertragbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrunde ge­ legte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß trotz schwan­ kenden Flächengewichts der Harzmattenbahn das für die einzu­ legenden Harzmatten vorgeschriebene Sollgewicht für jeden Fertigungszyklus eines SMC-Teiles mit hoher Genauigkeit ein­ gehalten werden kann, ohne die Form der einzelnen Zuschnitt­ teile wesentlich zu verändern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.

Danach wird ein Referenz-Zuschnitteil mit einer stets gleichbleibenden Form und Größe zugeschnitten und jeweils für sich gewogen. Aus Gewicht und Größe des Referenz-Zu­ schnitteils sowie aus dem anzustrebenden Gesamtgewicht des Harzmattenstapels wird rechnerisch die flächenmäßige Größe von Korrekturteilen ermittelt, die geschnitten werden müs­ sen, um gezielt und genau auf das Sollgewicht der einzubrin­ genden Harzmasse zu kommen. Hierbei wird von der weitgehend zutreffenden Annahme ausgegangen, daß sich das Flächenge­ wicht der Harzmattenbahn in der unmittelbaren Umgebung des Ortes, an dem das Referenz-Zuschnitteil aus der Harzmatten­ bahn herausgetrennt wurde, nur vernachlässigbar wenig än­ dert. Bei dem Lösungsweg nach Anspruch 1, der von einer mehrlagig aufgestapelten Harzmasse ausgeht, werden die wie­ teren Harzmattenlagen als Korrekturteile angesehen und deren gemeinsam einzuhaltende Größe ermittelt. Diese übrigen Zu­ schnitteile werden dann aus einem zum Referenz-Zuschnitteil in der Harzmattenbahn unmittelbar benachbart liegenden Be­ reich des jeweiligen Harzmattenstapels entsprechend der er­ mittelten Größe herausgeschnitten und aufgestapelt. Bei dem Lösungsweg nach Anspruch 2, der von einer einlagig einzu­ bringenden Harzmatte ausgeht, wird ein Referenzteil in Über­ größe herausgetrennt, dieses gewogen und der gewichtsmäßige Überschuß dann gezielt in einer entsprechenden Fläche abge­ schnitten.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung an­ hand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele nachfol­ gend noch erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Verfahrensanlage in einer Grundrißdarstellung,

Fig. 2 den Schneidetisch mit dem Linienriß auf einer Harzmat­ tenbahn für das Zuschneiden der Teile eines siebentei­ ligen Harzmattenstapels eines ersten Ausführungsbei­ spieles,

Fig. 3 eine auf einer Waage aufgebaute Hilfsvorrichtung zum Wiegen des Referenz-Zuschnitteils und zum bereitlegen eines nach Fig. 2 gewonnenen Harzmattenstapels,

Fig. 4 das am Handgelenk eines Industrie-Roboters angeordnete Schneidwerkzeug mit einem Kreissägeblatt, welches hochfrequente Drehoszillationsbewegungen ausführen, zum Zerschneiden der durch eine Glasplatte unterstütz­ ten Harzmattenbahn,

Fig. 5 eine vergrößerte Einzeldarstellung des Schneideingrif­ fes des Kreissägeblattes in die unterstützte Harzmat­ tenbahn und

Fig. 6 das Zuschneiden eines einlagigen Nutzzuschnittes vor­ bestimmten Gewichts aus einem Referenzzuschnitt wech­ selnden Flächengewichts als ein zweites Ausführungs­ beispiel.

Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren zum serienmäßi­ gen Herstellen von SMC-Teilen sei kurz an Hand des Verfah­ rensschemas nach den Fig. 1 und 2 erläutert. Die SMC-Tei­ len werden aus faserhaltiger, reaktionsfähiger Harzmasse her­ gestellt, die in Form einer quasi-endlosen, zu einer Vorrats­ rolle 1 aufgewickelten Harzmattenbahn 22 als Vorprodukt be­ reitgestellt wird. Bei den in der Harzmattenbahn enthaltenen Fasern handelt es sich in der Regel um Glasfasern; bei höher beanspruchten SMC-Teilen können auch Carbonfasern oder Kev­ larfasern integriert sein. Die Fasern sind geschnitten und haben eine Länge von etwa 1 bis 5 cm. Zur Aufrechterhaltung der Reaktionsfähigkeit des Kunstharzes in der Harzmattenbahn 22 ist diese beiderseits mit einer Schutzfolie 26 abgedeckt, die erst kurz vor der Verarbeitung der Harzmatte abgezogen und zu einem gesonderten Wickel 2 aufgerollt wird. Wie in Fig. 2 deutlicher zu erkennen ist, wird die Schutzfolie über eine in der Nähe des Zuschneidetischs 3 befindliche Wende­ stange 12 entgegen der Verarbeitungsrichtung der Harzmatte zu dem Wickel 2 umgelenkt. Die Seitenränder der Harzmattenbahn sind für eine Weiterverarbeitung ungeeignet und müssen abge­ schnitten werden. Die seitlichen Abfallstreifen 28 werden e­ benfalls über Wendestangen 13 in Abfallbehälter 14 umgelenkt.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß bei Einsatz des weiter unten beschriebenen Schneidwerkzeuges ohne weiteres auch die noch mit einer anhaftenden Schutzfolie versehenen Harzmattenbahnen geschnitten werden können. Beispielsweise können die Randstreifen 28 (Fig. 2) vor dem Abziehen der Schutzfolie 26 abgetrennt werden. In Sonderfällen mag es er­ wünscht sein, auch die Zuschnitteile mit Schutzfolie zuzu­ schneiden, um sie vor einer Weiterverarbeitung aufstapeln zu können und sie erst zu einem späteren Zeitpunkt weiter zu verarbeiten. Die an jedem der Zuschnitteile anhaftende Schutzfolie verhindert ohne weiteres ein Zusammenkleben der aufgestapelten oder in einer Schuppenformation abgelegten Zu­ schnitteile. Bisher waren in einem solchen Fall dazu stets gesonderte Folienblätter als Zwischenlage erforderlich, die extra Kosten verursachten. Allerdings handelt es sich beim Zuschneiden unter Einschluß der Schutzfolie um Sonderfälle, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung von dem Regelfall ausgegangen wird, bei dem die Schutzfolie vor dem Scheiden der Harzmattenbahn abgezogen und zusammenhängend aufgewickelt wird. Dies hat auch den Vorteil, daß leichter kontrolliert werden kann, ob sich die Schutzfolie vollständig von der Harzmattenbahn gelöst hat. An den Zuschnitteilen anhaftende Folienreste sind für den Weiterverarbeitungsprozeß und die Festigkeit des herzustellenden Preßteils sehr schädlich.

Auf dem mit einer sehr harten Auflage versehenen Zuschneide­ tisch 3 wird der brauchbare Teil der Harzmattenbahn 22 zer­ legt, wobei aus ihr verschiedene Zuschnitteile definierter Form und Größe herausgeschnittenen und diese zu einem mehr­ lagigen Harzmattenstapel bestimmter Lagenzahl und Lagenanord­ nung aufgestapelt werden. Die dabei anfallenden Verschnittei­ le, die nicht weiter verwendet werden können, werden in einen entsprechenden Abfallbehälter 4 abgeführt. Das Zuschneiden kann grundsätzlich manuell mit einem Scharfen Messer und Stahllineal erfolgen. Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch ein mechanisiertes und automa­ tisiertes Zuschneiden mittels eines Zuschneideroboters 5 vor­ gesehen, worüber weiter unten noch näher zu sprechen sein wird.

Auf einer gesonderten Wiege- und Stapelbildungsvorrichtung 6 - siehe auch Fig. 3 - werden die durch den Roboter 5 auf dem Tisch 3 geschnitteten Zuschnitteile zu einem Harzmattenstapel 31 aufgestapelt, wobei die Zuschnitteile durch einen Handha­ bungsroboter 7 gehandhabt und bewegt werden, der seinerseits mit einem speziell für diese Aufgabe und dieses Substrat aus­ gebildeten Harzmattengreifer 27 ausgerüstet ist. Nachdem der Harzmattenstapel 31 in gehöriger Form für ein neues Werkstück gebildet worden ist, wird dieser durch den Handhabungsroboter lagedefiniert in ein beheiztes Formwerkzeug 35 der Formpresse 8 eingelegt.

Durch die Presse wird das Formwerkzeug bis zum Kontakt der formgebenden Oberfläche der Kavität mit dem eingelegten Harz­ mattenstapel geschlossen und mit definierter, zunächst noch geringer Kraft im Schließsinn gespannt. Durch den Kontakt mit dem heißen Werkzeug erwärmt sich die Harzmasse und erweicht dadurch. Aufgrund der Schließkraft des Formwerkzeuges 35 be­ ginnt die Harzmasse zu fließen und füllt dadurch die Kavität des sich mehr und mehr schließenden Formgebungswerkzeuges schließlich vollständig aus. Das Werkzeug wird anschließend mit erhöhter Kraft eine gewisse Zeit lang im Schließzustand gehalten, wobei die Harzmasse thermisch aushärtet. Nach Ab­ lauf dieser Aushärtungszeit öffnet die Presse 8 das Werkzeug, wobei das fertige SMC-Teil in der unteren, ortsfesten Werk­ zeughälfte liegen bleibt. Durch einen mit einem Entnahmewerk­ zeug 29 versehenen Entnahmeroboter 9 kann das SMC-Teil aus der Presse entnommen und in einer Abkühlstation 11 abgelegt werden. Während die Zuschneide- und Handhabungsroboter 5 bzw. 7 einen neuen Harzmattenstapel vorbereiten, wird das geöffne­ te Formwerkzeug durch zwei Reinigungsroboter 10 gereinigt, so daß es zur Aufnahme eines neuen Harzmattenstapels bereit ist.

Das geschilderte Verfahren zur Herstellung der SMC-Teile er­ fordert es, daß die in das Formwerkzeug eingegebene Harz­ masse sehr genau mit einem bestimmten Sollgewicht überein­ stimmt. Und zwar muß die Kavität des Formwerkzeuges durch die eingebrachte Harzmasse einerseits vollständig ausgefüllt werden, andererseits darf nicht zu viel Harzmasse in der Ka­ vität vorhanden sein, weil sich sonst das Werkzeug nicht vollständig schließen läßt und das geformte SMC-Teil nicht maßhaltig abgeformt wird. Außerdem quillt unnötig viel Harz­ masse an der Teilungsfuge des Werkzeuges aus, was den Reini­ gungsvorgang erschwert. Andererseits weist die Harzmattenbahn 22 unzulässig hohe Schwankungen im Flächengewicht auf, die sich bei der Herstellung dieses Vorproduktes nicht vermeiden lassen. Um also das vorgeschriebene Sollgewicht zu erreichen, dürfen nicht von Arbeitszyklus zu Arbeitszyklus stets flä­ chengleiche Zuschnitteile verwendet werden. Vielmehr bedarf es besonderer Anstrengungen, um in jedem Arbeitszyklus das Zielgewicht der einzugebenden Harzmasse genau zu erreichen.

Um trotz des schwankenden Flächengewichts der Harzmatten das für den einzulegenden Harzmattenstapel vorgeschriebene Soll­ gewicht für jeden Fertigungszyklus eines SMC-Teiles mit hoher Genauigkeit einhalten zu können, ohne die Form der einzelnen Zuschnitteile wesentlich zu verändern, sieht die vorliegende Erfindung ein besonderes Verfahren zum Zuschneiden der Zu­ schnitteile der Harzmatten vor. Dabei wird von der weitgehend zutreffenden Annahme ausgegangen, daß sich das Flächengewicht der Harzmattenbahn innerhalb eines Flächenbereiches, der für den Bedarf der Harzmasse eines SMC-Teiles erforderlich ist, nur vernachlässigbar wenig ändert.

Aufbauend auf dieser Erkenntnis werden die für den Harzmat­ tenstapel 31 eines bestimmten SMC-Teils zu verwendenden Zu­ schnitteile 24, 25 nicht nur aus ein und derselben Harzmat­ tenbahn 22, sondern auch in unmittelbarer Nachbarschaft zu­ einander aus ihr herausgeschnitten. Außerdem wird ein beson­ deres Zuschnitteil, ein Referenz-Zuschnitteil 24 mit einer für alle aufeinander folgenden Harzmattenstapel stets gleich­ bleibenden Form und gleichem Flächeninhalt F_r zugeschnitten und nach dem Zuschneiden jeweils für sich gewogen und dessen tatsächliches Gewicht G_r,ist ermittelt. Dadurch ist gewissermaßen das lokale, tatsächliche Flächengewicht der Harzmattenbahn bekannt. Außer aus dem flächenkonstanten Refe­ renz-Zuschnitteil 24 besteht der erforderliche Harzmattensta­ pel aus weiteren, in der Fläche variabel gestalteten Zu­ schnitteilen 25. Diese können in ihrer Fläche gezielt so be­ messen werden, daß das Gesamtgewicht des Harzmattenstapels auf das einzuhaltende Sollgewicht genau und in einem einzigen Zug hingetrimmt werden kann.

Aus dem jeweiligen Gewicht G_r,ist und dem Flächeninhalt F_r des Referenz-Zuschnitteils 24 sowie aus dem vorbestimmten, für alle aufeinander folgenden Harzmattenstapel 31 stets gleich­ bleibenden Gesamtgewicht G_g aller Zuschnitteile 24, 25 wird der gemeinsam einzuhaltende Flächeninhalt F_u der übrigen Zu­ schnitteile 25, die individuell zu dem gewogenen Referenz- Zuschnitteil 24 gehören, nach der Beziehung

F_u = F_r.(G_g/G_r,ist - 1)

ermittelt. Mit dem Wissen um die Größe des Flächeninhaltes F_u der übrigen erforderlichen Zuschnitteile 25 können diese be­ züglich ihres gemeinsamen Gewichtes zielgenau aus der Harz­ mattenbahn ausgeschnitten werden. Und zwar werden sie aus ei­ nem zu dem Referenz-Zuschnitteil 24 in der Harzmattenbahn 22 unmittelbar benachbart liegenden, nach Form und Größe passen­ den Flächenstück mit dem Flächeninhalt F_u herausgeschnitten. Der mit dem gewogenen, flächenkonstanten Referenz- Zuschnitteil 24 und mit den individuell im Flächeninhalt be­ messenen, übrigen Zuschnitteilen 25 zusammengestellte Harz­ mattenstapel 31 weist ein Gesamtgewicht G_g auf, welches bis auf wenige Promille mit dem Sollgewicht übereinstimmt. Bei einer anmelderseitig durchgeführten Technikumserprobung der Erfindung konnte das vorgegebene Sollgewicht des Harzmatten­ stapels auf eine Streubreite von ±0,3% eingehalten werden. Der so gebildete, gewichtskonsztante Harzmattenstapel kann also ohne weiteres zur Weiterverarbeitung lagedefiniert in das aufnahmebereite Formwerkzeug 35 der Formpresse 8 einge­ legt werden.

Die bei einer serienmäßigen Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführten, laufenden Wiegungen von flächen­ gleichen Referenzzuschnitten geben nebenbei auch noch eine zuverlässige Datenfülle bezüglich des Verlaufes des Flächen­ gewichtes der Harzmattenbahn in Bahnlängsrichtung. Die gene­ rierte, sehr dichte Datenmenge kann in mehrerlei Hinsicht ausgewertet werden. Beispielsweise kann das Flächengewicht der Harzmattenbahn in Bahnlängsrichtung als Längsprofil, d. h. als Linienzug ausgedruckt werden, es kann das mittlere Flä­ chengewicht, die Standartabweichung und die Maximalabweichung vom Mittelwert ermittelt werden. Diese Daten erlauben eine zuverlässige Qualitätskontrolle bzw. -überwachung der ange­ lieferten Harzmattennbahnen.

Wie bereits erwähnt, wird für jedes Werkstück das Gesamtge­ wicht G_g der Fasermatten als Sollgröße in einen rechnerischen Vorgang eingegeben, aus dem dann werkstückindividuell und ge­ nau die Harzmattenteile zugeschnitten werden. Die Erfindung erlaubt es ohne weiteres, diese Sollgröße gegebenenfalls ge­ ringfügig zu ändern oder an neue Erkenntnisse oder Gegeben­ heiten anzupassen. Das Sollgewicht kann im Laufe einer Se­ rienfertigung von einem Wert X auf einen Wert von z. B. X + 0,5% oder beispielsweise auf einen Wert X - 1,3% korri­ giert werden. Mit der Eingabe des neuen Sollgewichts sind dann auch die tatsächlichen Gesamtgewichte der nach der Ände­ rung hergestellten Harzmattenstapel entsprechend höher oder niedriger, und zwar ebenfalls mit der erwähnten Genauigkeit von ±0,3%. Die Erfindung erlaubt daher eine feinfühlige und genaue Vorgabe des Gesamtgewichtes der in das Formwerkzeug 35 einzulegenden Harzmatten.

Nachdem die Harzmattenstapel auf einer Waage zusammengestellt werden, ist es ohne weiteres möglich, auch das tatsächliche Gesamtgewicht des fertigen Harzmattenstapels durch Wiegen ex­ akt zu bestimmen und für jedes Werkstück festzuhalten. Dies erlaubt nicht nur eine Überwachung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens des Einwiegens der Harzmattenbahnen. Sondern mit den werkstückindividuell festgehaltenen Ist-Gewich­ ten der fertigen Harzmattenstapel stehen auch wesentliche Da­ ten für eine Qualitätsüberwachung der Preßteilefertigung zur Verfügung.

Aus der getroffenen und zulässigen Annahme, daß der Gradient des Flächengewichts innerhalb der Harzmattenbahn 22 nur ge­ ring ist, folgt, daß das Flächengewicht innerhalb des Flä­ chenbadarfs für einen Harzmattenstapel mit hinreichender Ge­ nauigkeit konstant ist. Dies wiederum führt zu der Empfeh­ lung, das Referenz-Zuschnitteil 24 und die übrigen Zuschnitt­ eile 25 eines jeden Harzmattenstapels quer zur Längsrichtung der Harzmattenbahn aus der Harzmattenbahn herauszuschneiden, derart, daß der in Längsrichtung der Harzmattenbahn benötigte Platz möglichst gering ist.

Bei einem Harzmattenstapel, bei dem die übrigen Zuschnitteile 25 rechteckig und außerdem kongruent ausgebildet sind, wie dies beispielsweise bei dem in den Fig. 2 und 3 darge­ stellten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, wird zweckmäßi­ gerweise das eine Maß l der Rechteckseite der übrigen Zu­ schnitteile 25 für alle aufeinander folgenden Harzmattensta­ pel 31 unverändert gelassen, wogegen lediglich das quer dazu liegende Maß b der Rechteckseite der übrigen Zuschnitteile 25 für den aktuellen Harzmattenstapel individuell gemäß der technischen Lehre der vorliegenden Erfindung bemessen wird. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mit sechs übrigen Zuschnitteilen 25 ist das unverändert Längsmaß l parallel und das individuell bemessene Breitenmaß b der Rechteckseite der übrigen Zuschnitteile quer zur Längsrich­ tung der Harzmattenbahn 22 ausgerichtet. In dem hier geschil­ derten vereinfachten Fall kann die Breite 5 der übrigen Zu­ schnitteile 25 nach der Beziehung b = F_r.(G_g/G_r,ist - 1)/l.n in­ dividuell festgelegt werden, wobei n die Anzahl der übrigen Zuschnitteile 25 bedeutet. Nachdem das tatsächliche Gewicht des Referenz-Zuschnitteils 24 auf der Waage 15 ermittelt wor­ den ist, wird diese Größe in digitalisierter Form in die Steuerung bzw. das Bewegungsprogramm des Zuschneideroboters 5 selbsttätig eingegeben, der dann nach Maßgabe dieser Eingabe die übrigen Zuschnitteile 25 mit der individuellen Breite b aus der Harzmattenbahn 22 herausschneidet.

Der in Fig. 2 erkennbare Platzbedarf für die dort gezeigten sieben Zuschnitteile 24 und 25 läßt sich nicht gleichmäßig über die Breite der Harzmattenbahn 22 verteilen. Im Bereich des Referenz-Zuschnitteils 24 wird in Bahnlängsrichtung le­ diglich ein Material vom Maß A, hingegen auf der gegenüber­ liegend Bahnseite Material vom wesentlich größeren Maß 2.l verbraucht. Zum Ausgleich ist es zweckmäßig, beim nächstfol­ genden Zuschnitt die Anordnung von Referenz-Zuschnitteil 24 und den übrigen Zuschnitteilen 25 seitenmäßig zu vertauschen, so daß sich rechts und links ein gleichmäßiger Verbrauch an Harzmatte ergibt. Dies muß allerdings bei der Programmierung des Bewegungsablaufes des Zuschneideroboters 5 entsprechend mit berücksichtigt werden.

Die nutzbare Breite der Harzmattenbahn 22 ist zumindest ge­ ringfügig größer als die Breite B des Referenz-Zuschnitteils 24 zuzüglich des Dreifachen der größten Breite b der übrigen Zuschnitteile 25. Dadurch ergibt sich in der Regel an dem ei­ nen Rand der Harzmattenbahn ein Randstreifen 30 als Zu­ schnittverlust, der in den Abfallbehälter 4 abgeführt wird. Lediglich im Extremfall eines äußerst geringen Flächengewich­ tes der Harzmattenbahn mag dieser Randstreifenverlust ver­ nachlässigbar klein sein.

Der Vollständigkeit halber sei auch noch auf andere Möglich­ keit hingewiesen, das Gewicht des Harzmattenstapels durch ge­ eignete Flächenbemessung der übrigen Zuschnitteile auf den Gewichts-Sollwert in einem einzigen Zug hinzutrimmen. Die nachfolgend erwähnten Möglichkeiten hängen weitgehend von der Art und Form des herzustellenden SMC-Teiles und der damit zu­ sammenhängenden Frage ab, in wie weit die Gestalt des Harz­ mattenstapels von Werkstück zu Werkstück variieren darf. Und zwar ist es denkbar, eine gewisse Anzahl, z. B. vier der übri­ gen Zuschnitteile 25 für jeden Harzmattenstapel ebenfalls flächengleich, d. h. mit konstanter Länge und mit stets gleich bleibender Breite aus der Harzmattenbahn herauszu­ schneiden und lediglich die restliche Anzahl, im Beispiel zwei, der übrigen Zuschnitteile 25 in der Breite individuell zu bemessen. Diese beiden individuell bemessenen Zuschnitt­ teile 25 würden selbstverständlich in ihrem Breitenmaß b we­ sentlich stärker streuen, als wenn sich der Gewichtsausgleich auf sechs Zuschnitteile 25 gleichmäßig verteilen würde. Im Extremfall wäre es sogar möglich, nur eines der übrigen Zu­ schnitteile für einen solchen Gewichtsausgleich heranzuzie­ hen, was im Fall eines zweilagigen Harzmattenstapels ohnehin nicht zu vermeiden wäre.

Bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbei­ spiel besteht der zu bildende Harzmattenstapel insgesamt aus sieben Zuschnitteilen, nämlich aus einem besonders großen Re­ ferenz-Zuschnitteil 24 und aus sechs wesentlich kleineren, übrigen Zuschnitteilen 25, die in zwei kleinen, nebeneinander liegenden Stapeln auf dem zuunterst liegenden Referenz- Zuschnitteil 24 aufgestapelt werden. Unabhängig von der An­ ordnung des Referenz-Zuschnitteils im zu bildenden Harzmat­ tenstapel sollte jedoch ein möglichst großes Zuschnitteil für die Referenzbildung ausgewählt werden, so daß das ermittelte Gewicht auch zuverlässig repräsentativ für das Flächengewicht der Harzmattenbahn im Bereich des gerade in Arbeit befindli­ chen Bahnendes ist. Zweckmäßigerweise sollte das Referenz- Zuschnitteil eine Größe von etwa 20 bis 60% der Gesamtfläche aller Zuschnitteile des Harzmattenstapels 31 aufweisen. Ist es zu klein, so repräsentiert das Gewicht und die Fläche nicht mit genügender Genauigkeit das lokale Flächengewicht. Ist hingegen das Referenz-Zuschnitteil zu groß, so kann es sein, daß der Gewichtsausgleich nicht in jedem Fall mit dem oder den relativ kleinen übrigen Zuschnitteilen gelingt, ohne sie im Extremfall eines sehr hohen Flächengewichts unzulässig stark zu beschneiden. In einem solchen Fall ist es dann bes­ ser, zumindest einen Teil des Überschusses an Mattengewicht an dem Referenz-Zuschnittteil selber weg zu nehmen. Hierauf soll weiter unten im Zu­ sammenhang mit einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 noch einmal eingegangen werden.

Im Verfahrensablauf ist es selbstverständlich am günstigsten, wenn das im Harzmattenstapel 31 zuunterst liegende Zuschnit­ teil von der Größe her ausreicht, um es als Referenz- Zuschnitteil 24 auswählen zu können. Nach dem Wiegen des Re­ ferenz-Zuschnitteils sind dann keine weiteren Handhabungsvor­ gänge mit ihm nötig, d. h. die übrigen Zuschnitteile 25 können auf dem noch auf der Wiegplatte 16 der Waage 15 liegenden Re­ ferenz-Zuschnitteil zu dem Harzmattenstapel 31 aufgestapelt werden. Bei im Wesentlichen deckungsgleichen Zuschnitteilen wird man daher das unterste Zuschnitteil als Referenz- Zuschnitteil wählen und es stets flächengleich zuschneiden. Bei Stapeln mit z. B. fünf gleichen Harzmatten wären das etwa 20% des Gesamtgewichtes. Bei sechs und mehr Harzmatten in ei­ nem Stapel, ein sicher selten vorkommender Fall, wird man beispielsweise die beiden zuunterst liegenden Harzmatten ge­ meinsam als Referenz-Zuschnitteil wählen, sie stets flächen­ gleich zuschneiden und gemeinsam wiegen.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Referenz-Zuschnitteil 24 beim Ablegen auf die Waage 15 nicht nur gewogen, sondern zugleich auch in bestimmter Weise vorge­ formt, wie es später für das Einlegen des fertig gebildeten Harzmattenstapels 31 in das Formwerkzeug zweckmäßig ist. Zu diesem Zweck ist auf der Wiegeplatte 16 der Waage eine Sta­ pelvorrichtung 17 befestigt, die ein gestuftes Vorformen des Referenz-Zuschnitteils durch den Handhabungsroboter und den Harzmattengreifer ermöglicht. Die übrigen Zuschnitteile 25 werden auf den unteren bzw. oberen Abschnitt des gestuft ab­ gelegten Referenz-Zuschnitteils aufgestapelt.

Grundsätzlich ist die Erfindung auch in einem manuell betrie­ benen Verfahrensablauf umsetzbar, bei dem beispielsweise auch das Herausschneiden der Zuschnitteile mittels eines handge­ führten Messers und Stahllineal auf einer Stahlunterlage er­ folgt und bei dem die Zuschnitteile manuell vom Wer­ ker gehandhabt werden. Diese Arbeitsweise ist gelegentlich auch heute noch in der Serienfertigung von SMC-Teilen anzu­ treffen. Das Referenz-Zuschnitteil 24 könnte relativ präzise unter Verwendung einer Schablone geschnitten werden. Auch für die übrigen Zuschnitteile 25 könnten Schablonen unterschied­ licher Form verwendet werden, wobei nach dem Wiegen des Refe­ renz-Zuschnitteils selbsttätig ausgegeben wird, welche Schab­ lone aus einem fein abgestuften Satz zu verwenden ist. Es ist auch das Zuschneiden unter Verwendung von Stanzwerkzeugen, wie sie beim Zuschneiden von Leder in einer Flachpresse ein­ gesetzt werden, gegebenenfalls unterstützt durch Vibratoren, denkbar. Zum flächen-flexiblen Zuschneiden der übrigen Zu­ schnitteile mußte dann ein Satz von fein abgestuften Stanz­ werkzeugen bereitgehalten werden. Je nach Rechenergebnis müß­ te ein individuell bestimmtes Stanzwerkzeug aus dem Vorrat ausgegeben und dieses auf die Harzmattenbahn zum Ausstanzen eines Zuschnitteiles aufgelegt werden.

Ein manuelles Zuschneiden der Harzmatten birgt jedoch trotz aller Sorgfalt die Gefahr einer größeren Flächentoleranz und somit der Gewichtstoleranz in sich. Ganz abgesehen davon ist diese anstrengende Arbeit in der unmittelbaren Umgebung von Ausdünstungen der Harzmattenbahnen auf Dauer nur mit Schutzmaske zulässig und daher doppelt anstrengend bzw. lä­ stig. Um solche manuell bedingten Ungenauigkeiten und die anstrengende Arbeit zu vermeiden, wird empfohlen, sowohl das Referenz-Zuschnitteil 24 als auch die rechnerisch ermittel­ ten Zuschneideflächen der Zuschnitteile 25 mittels eines ro­ botergeführten Schneidwerkzeuges herauszuschneiden.

Als ein solches robotergeführtes Schneidwerkzeug könnte u. U. - ähnlich wie beim manuellen Zuschneiden - ein scharfes Mes­ ser mit austauschbarer Klinge verwendet werden, welches mit ziehendem Schnitt, d. h. im flachen Winkel, durch die Harzmat­ te hindurchbewegt wird, wobei allerdings überwacht werden müßte, daß sich keine Faserbündel an der Schneide einhängen, die einen sauberen Schnitt stören. Wegen dieser Problematik wird vorliegend für das automatisierte Zuschneiden der Zu­ schnitteile mittels Zuschneideroboter 5 als Schneidwerkzeug ein hochfrequent drehoszillierendes Kreissägeblatt 21 empfoh­ len, welches um eine stillstehende Mittelstellung herum klei­ ne Drehhübe ausführt. Während des Zuschneidens ist die Harz­ mattenbahn 22 durch eine glatte, durchgehende sowie stoß- und fugenfreie Unterlage in Form einer dicken Glasplatte 23 un­ terstützt, die härter als die Schneidezähne des Kreissäge­ blattes ist.

Am Handgelenk 18 des Zuschneideroboters 5 ist über einen Hal­ tewinkel ein Antriebsmotor 20 für das Kreissägeblatt 21 in einer solchen Position gehaltert, daß die Handgelenkachse 19 die Achse der Drehoszillationsbewegung des Kreissägeblattes kreuzt. Der Antriebsmotor versetzt das Kreissägeblatt über ein integriertes Hubgetriebe in Drehoszillationen mit etwa 20.000 Drehhüben je Minute. Das Schneidwerkzeug wird so ent­ lang der gewünschten Schneidlinie geführt, daß der Umfang des Kreissägeblattes während des Schneidens die Glasplatte 23 mit geringer Kraft berührt. Die vom Kreissägeblatt ausgeführten, recht kleinen Drehoszillationshübe h sind zwar größer als die Zahnteilung t aber geringer oder geringfügig größer als die Stärke s der Harzmattenbahn 22. Das drehoszillierende Kreis­ sägeblatt wirkt ähnlich wie eine Stichsäge, allerdings mit zwei grundsätzlichen Unterschieden. Zum einen handelt es sich um einen Kreisbahnhub des Sägewerkzeuges, welches tangential in das Schneidgut eintaucht und unterseitig nicht aus dem Schneidgut austaucht; die kreisbogenförmigen Schneidhübe sind unter einem sehr flachen Winkel zur Mattenebene orientiert. Zum anderen vermag das Schneidgut, selbst im lose aufliegen­ den Zustand, der hochfrequenten Oszillationsbewegung träg­ heitsbedingt nicht zu folgen, so daß auch die lose auf der Glasplatte aufliegende Harzmatte störungsfrei durchtrennt werden kann. Der Vorteil dieses Schneidwerkzeuges besteht nicht nur in einem störungfreien und verschleißarmen Arbeiten beim Zuschneiden von Harzmatten, sondern auch in der Möglich­ keit, enge Kurvenschnitte präzise durchführen zu können.

Nachfolgend sei im Zusammenhang mit dem in Fig. 6 darge­ stellten Ausführungsbeispiel noch kurz auf eine Verfahrensva­ riante bei der Serienfertigung von SMC-Teilen eingegangen, bei der ein im Prinzip einlagiger Nutzzuschnitt 33 einer Harzmatte 22' verwendet wird und dieser lagedefiniert in das beheizte Formwerkzeug einer Formpresse eingelegt wird. Der weitere Verfahrensablauf bei der SMC-Teile-Herstellung ist hierbei im Prinzip gleich wie weiter oben schon geschildert. Auch wenn in einem konkreten Fall auf den Nutzzuschnitt 33 lokal und lagedefiniert ein kleineres Zuschnitteil oder auch deren mehrere aufgelegt sein sollte, so soll auch dieser Fall in der nachfolgenden Schilderung und Empfehlung mit impli­ ziert sein, obwohl dieses zusätzliche, kleineres Zuschnitteil nachfolgend nicht extra erwähnt wird.

Auch bei der Verwendung von im Prinzip einlagigen Nutzzu­ schnitten stets gleichen Gewichts G_n wird zunächst ein Refe­ renz-Zuschnitt 32 mit einer für alle aufeinander folgenden SMC-Teile stets gleichbleibenden Form und Flächeninhalt F_r zugeschnitten und dieser nach dem Zuschneiden jeweils für sich gewogen, wobei das jeweils vorliegende tatsächliche Ge­ wicht G_r,ist ermittelt wird. Die Form und der Flächeninhalt F_r dieses Referenz-Zuschnitts sind so gewählt, daß letzterer in jedem Fall den Nutzzuschnitt an allen Seiten überragt. Selbst unter Annahme eines geringsten Flächengewichts der Harzmat­ tenbahn 22' ist der Referenz-Zuschnitt ausreichend groß, um daraus den Nutzzuschnitt 33 mit dem vorgeschriebenen Gewicht G_n des Nutzzuschnitts 33 herausschneiden zu können. In jedem Fall fällt ein mehr oder weniger großes Abfallstück 34 beim Zurückschneiden des Referenz-Zuschnittes, d. h. bei Zuschnei­ den des Nutzzuschnitts 33 aus ihm an.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist für den Referenz-Zuschnitt 32 eine Rechteckform mit den Seiten­ längen A' und B' gewählt, wobei das Breitenmaß B' der nutzba­ ren Breite der Harzmattenbahn 22' entspricht. Der Referenz- Zuschnitt kann dann durch einen quer zur Längsrichtung der Harzmattenbahn im Abstand A' zur bisherigen Endkante ge­ führten, geradlinigen Schnitt zugeschnitten werden. Es muß lediglich sichergestellt sein, daß der Flächeninhalt F_r aller Referenz-Zuschnitte mit einer Fehlerabweichung von sehr we­ nigen Promille untereinander gleich sind. Der zum Schneiden des Referenz-Zuschnitts 32 verwendete Zuschneidetisch 3' ist zugleich als Waage ausgebildet, d. h. die die Tischlatte bil­ dende Glasplatte 23 ist zugleich die Wiegeplatte einer Waa­ ge. Zum Wiegen des freigeschnittenen Referenz-Zuschnitts muß das Ende der Harzmattenbahn 22' vom Zuschneidetisch 3' durch den Handhabungsroboter 7 oder durch eine andere, einfachere Hilfsvorrichtung vorübergehend abgehoben werden. Alternativ ist es auch möglich, die Wiegeplatte nur auf einen Teilbe­ reich des Zuschneidetisches zu beschränken und die Waage zum Wiegen nur des Referenz-Zuschnittes so weit abzusenken, daß das Ende der Harzmattenbahn die Wiegeplatte nicht mehr be­ rührt, weil es von der umgebenden Tischplatte gehalten ist.

Aus dem jeweiligen Gewicht G_r,ist und dem Flächeninhalt F_r des Referenz-Zuschnitts 32 sowie aus dem vorbestimmten Gewicht G_n des Nutzzuschnitts 33 wird der Flächeninhalt F_a des flächen­ mäßigen Überschusses des Referenz-Zuschnitts 32 gegenüber dem Flächeninhalt F_n des Nutzzuschnitts 33, d. h. die mäßige Größe des Abfallstückes 34, ermittelt. Hierfür wird die Beziehung F_a = F_r.(1 - G_n/G_r,ist) verwendet.

Nach Kenntnis des Flächeninhalts F_a des Abfallstückes 34 kann dieses Datum in geeigneter, z. B. digitalisierter Form für je­ des Werkstück selbsttätig in die Steuerung des Zuschneide­ roboters 5 eingegeben werden. In der Robotersteuerung ist ei­ ne fein abgestufte Schar von Bewegungslinien zum Führen eines gekrümmten Schnittes abgespeichrt, wobei jeder einzelnen Be­ wegungslinie eine bestimmte Fläche F_a zugeordnet ist. In Fig. 6 sind drei dieser Schnittlinien angedeutet. Entsprechend der Ausgabe eines bestimmten F_a-Wertes wird in der Steuerung des Zuschneideroboters das dazu gehörige Bewegungsprogramm aktiviert und danach der Zuschneideroboter bewegt. Der außer­ halb der tatsächlichen Schnittlinie liegende, schraffierte Bereich stellt das zu entfernende Abfallstück 34 dar. Ist der Referenz-Zuschnitt sehr schwer, so wird ein Abfallstück 34 mit einem großen Flächeninhalt F_a abgeschnit­ ten, bei einem leichten Referenz-Zuschnitt ist es umgekehrt. In jedem Fall sind die abzuschneidenden Abfallstücke in ih­ rer Form ähnlich und in jedem Fall bleibt ein nach Form und Größe mit dem gewünschten Nutzzuschnitt 33 übereinstimmendes Flächenstück mit dem Gewicht G_n zurück, welches in das Form­ werkzeug eingelegt werden kann.

Wichtig beim Verfahren nach Fig. 6 ist, daß das Referenz- Zuschnitteil, wenn es durch Einsatz eines Industrieroboters zugeschnitten worden ist, nach dem zuschneiden nicht mehr bewegt wird, d. h. das Referenz-Zuschnitteil darf zum Wiegen nicht von der Unterlage, auf der es geschnitten wurde, her­ unter genommen oder bewegt werden, weil sonst der Bezug zum System des Zuschneideroboters verlorengeht. Dies ist auch der Grund dafür, daß der Zuschneidetisch zugleich als Waage bzw. als Wiegeplatte ausgebildet ist.

Es kann u. U. vorkommen, daß wegen einer lokalen Verdickung an einem Werkstück auf den Nutzzuschnitt lokal noch ein kleineres Zuschnitteil aufgelegt werden muß. Dieses zusätz­ liche Zuschnitteil bliebe bei dem bisher im Zusammenhang mit Fig. 6 geschilderten Verfahren zur Gewichtskorrektur der einzubringenden Harzmasse durch flächenmäßig gezieltes Zu­ rückschneiden des Referenzteiles 32 unberücksichtigt. Wenn dieses Zusatzteil stets flächengleich zugeschnitten würde, so ginge entsprechend seiner anteiligen Größe ein gewisser Fehler bei der Vorherbestimmung des Gesamtgewichtes mit ein. Um jedoch auch ein solches kleineres Zuschnitteil bei der Vorherbestimmung des einzuhaltenden Gesamtgewichtes mit er­ fassen zu können, müßte in der obigen Beziehung zur Ermitt­ lung der Fläche F_a des Abfallstückes anstelle des in das Formwerkzeug einzulegenden Gesamtgewichts des Stapels gleichwohl nur das Gewicht des untersten Nutzzuschnitts ein­ gegeben werden. Die Größe des nicht erfaßten weiteren Zu­ schnitteils müßte aus dem Abfallstück herausgeschnitten wer­ den, wobei dieses Zuschnitteil bezüglich seines Flächenin­ halts umgekehrt proportional zum ermittelten Flächengewicht des Referenz-Zuschnittes zuzuschneiden wäre.

Es sei der Vollständigkeit halber noch eine Abwandlung des Zuschneideverfahrens gemäß Fig. 6 erwähnt, wobei hier ein formgleicher, in grober Näherung trapezförmiger Nutzzu­ schnitt 33 angenommen wird. Diese Verfahrensabwandlung kommt mit einem deutlich geringen Verschnitt aus. Und zwar müßten zum einen die in grober Näherung trapezförmigen Nutzzu­ schnitte so in die Harzmattennbahn hineingelegt werden, daß die beiden geradlinigen und zueinander parallelen Seitenkan­ ten der Nutzzuschnitte parallel zu den Seitenkannten der Harzmattenbahn zu liegen kommen; der Zulauf der Harzmatten­ bahn wäre also in Fig. 6 von der linken oder rechten Seite her vorzustellen. Die Breite der Harzmattenbahn müßte im üb­ rigen so gewählt sein, daß sie mit dem entsprechenden Maß des größten, erforderlichen Nutzzuschnittes - der ist in Fig. 6 in einer strichpunktierten Linie dargestellt - über­ einstimmt; denkbar wäre es auch, parallel nebeneinander zwei Folgen von Referenzteilen auf der Harzmattenbahn anzuordnen. Zum anderen werden die in Bahnlängsrichtung aufeinander fol­ genden Nutzzuschnitte wechselweise seitenvertauscht aus der Harzmattenbahn herausgeschnitten, so daß stets die große, parallel zur Bahnlängsrichtung liegende Abmessung des einen Nutzzuschnittes mit der kleinen Abmessung des nächstfolgen­ den Nutzzuschnittes zusammen trifft.

Bei einer solchen Verfahrensvariante wird als Refererenzzu­ schnitt ein bereits entsprechend der gewünschten Freiform geschnittener Zuschnitt verwendet, der so groß bemessen ist, daß er bei dem geringsten Flächengewicht der Harzmattenbahn, d. h. dem am unteren Ende des Streufeldbereiches liegenden Flächengewicht, bezüglich seines Flächeninhaltes gerade richtig ist und das erforderliche Soll-Gewicht hat. Durch vorübergehendes Abheben des Endes der Harzmattenbahn vom Zu­ schneidetisch, der zugleich Wiegeplatte ist, kann das tat­ sächliche Gewicht dieses Referenzteiles ermittelt werden, welches in der Regel gegenüber dem einzuhaltenden Sollge­ wicht zu hoch ist. Das Zuviel an Gewicht des aktuellen Refe­ renzteiles wird - ähnlich wie im Zusammenhang mit Fig. 6 bereits beschrieben - in eine neue Zuschneidekontur umge­ rechnet, von denen drei in Fig. 6 durch unterschiedlich ge­ zeichnete Linienzüge angedeutet sind. Durch einen mehr oder weniger breiten, zur Umrißform des Referenzteiles ähnlichen Randbeschnitt wird das Referenzteil im Gewicht gezielt redu­ ziert und dadurch das Sollgewicht des Nutzzuschnittes 33 ge­ nau angesteuert. Neben dem formbedingten Verschnitt fällt dann lediglich noch ein relativ schmaler, gewichtsbedingter Randstreifen als Verschnitt an.

Claims (11)

1. Verfahren zum serienmäßigen Herstellen von gleichen SMC- Teilen aus faserhaltigen, reaktionsfähigen Harzmatten, bei dem für ein bestimmtes SMC-Teil aus ein und derselben, qua­ si-endlosen Harzmattenbahn mehrere Zuschnitteile in unmit­ telbarer Nachbarschaft zueinander herausgeschnittenen und zu einem mehrlagigen Harzmattenstapel bestimmter Lagenzahl auf­ gestapelt werden, welcher Harzmattenstapel nach lagedefi­ niertem Einlegen in ein beheiztes Formwerkzeug einer Form­ presse durch Fließpressen der erwärmten Masse des Harzmat­ tenstapels in dem sich schließenden Formwerkzeug zu dem SMC- Teil geformt, dieses anschließend in dem geschlossenen Form­ werkzeug thermisch ausgehärtet und das fertig ausgehärtete SMC-Teil aus dem geöffneten Formwerkzeug entnommen wird, gekennzeichnet durch die Gemeinsamkeit folgender Merkmale:

• - ein Zuschnitteil dieses Harzmattenstapels - nachfolgend Referenz-Zuschnitteil (24) genannt - wird mit einer für alle aufeinander folgenden Harzmattenstapel (31) stets gleichbleibenden Form und Flächeninhalt (F_r) zugeschnitten und nach dem Zuschneiden jeweils für sich gewogen,
• - aus dem jeweiligen Gewicht (G_r,ist) und dem Flächeninhalt (F_r) des Referenz-Zuschnitteils (24) sowie aus dem vorbe­ stimmten, für alle aufeinander folgenden Harzmattenstapel (31) stets gleichbleibenden Gesamtgewicht (G_g) aller Zu­ schnitteile (24, 25) wird der gemeinsam einzuhaltende Flä­ cheninhalt (F_u) der übrigen Zuschnitteile (25), die indivi­ duell zu dem gewogenen Referenz-Zuschnitteil (24) gehören, nach der Beziehung F_u = F_r.(G_g/G_r,ist - 1) ermittelt,
• - aus einem zu dem Referenz-Zuschnitteil (24) in der Harz­ mattenbahn (22) unmittelbar benachbart liegenden, nach Form und Größe passenden Flächenstück mit dem Flächenin­ halt (F_u) werden dann die übrigen Zuschnitteile (25) des jeweiligen Harzmattenstapels (31) herausgeschnitten und aufgestapelt.

2. Verfahren zum serienmäßigen Herstellen von gleichen SMC- Teilen aus einem einlagigen Nutzzuschnitt einer faserhal­ tigen, reaktionsfähigen Harzmatte, bei dem dieser Nutzzu­ schnitt aus einer quasi-endlosen Harzmattenbahn in definier­ ter Form und von vorbestimmten Gewicht herausgeschnittenen und nach lagedefiniertem Einlegen in ein beheiztes Formwerk­ zeug einer Formpresse durch Fließpressen der erwärmten, fa­ serhaltigen Harzmasse des Nutzzuschnitts in dem sich schlie­ ßenden Formwerkzeug zu dem SMC-Teil geformt, dieses an­ schließend in dem geschlossenen Formwerkzeug thermisch aus­ gehärtet und das fertig ausgehärtete SMC-Teil aus dem geöff­ neten Formwerkzeug entnommen wird, gekennzeichnet durch die Gemeinsamkeit folgender Merkmale:

• - zunächst wird ein Referenz-Zuschnitt (32) mit einer für alle aufeinander folgenden SMC-Teile stets gleichbleiben­ den Form und Flächeninhalt (F_r) zugeschnitten und nach dem Zuschneiden jeweils für sich gewogen, wobei Form und Flä­ cheninhalt (F_r) des Referenz-Zuschnitts (32) so gewählt sind, daß der Referenz-Zuschnitt (32) selbst bei einem ge­ ringsten Flächengewicht der Harzmattenbahn (22') ausrei­ chend groß ist, um daraus den Nutzzuschnitt (33) mit dem vorgeschriebenen Gewicht (G_n) des Nutzzuschnitts (33) her­ ausschneiden zu können,
• - aus dem jeweiligen Gewicht (G_r,ist) und dem Flächeninhalt (F_r) des Referenz-Zuschnitts (32) sowie aus dem vorbestimm­ ten, für alle aufeinander folgenden SMC-Teile stets gleichbleibenden Gewicht (G_n) des Nutzzuschnitts (33) wird der Flächeninhalt (F_a) eines flächenmäßigen Überschusses des Referenz-Zuschnitts (32) gegenüber dem Flächeninhalt (F_n) des individuell aus dem gewogenen Referenz-Zuschnitt (32) zuzuschneidenden Nutzzuschnitts (33) nach der Bezie­ hung F_a = F_r.(1 - G_n/G_r,ist) ermittelt,
• - vom Rand des Referenz-Zuschnitts (32) wird ein ein- oder mehrteiliges Abfallstück (34) mit einem bestimmten Flä­ cheninhalt (F_a) in der Weise abgeschnitten, daß ein nach Form und Größe mit dem gewünschten Nutzzuschnitt (33) übereinstimmendes Flächenstück mit dem vorgeschriebenen Gewicht (G_n) zurückbleibt und dieses in das Formwerkzeug eingelegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Harzmattenstapel (31), bei dem die übrigen Zu­ schnitteile (25) rechteckig und außerdem zueinander kongru­ ent ausgebildet sind, das eine Maß (l) der Rechteckseite der übrigen Zuschnitteile (25) für alle aufeinander folgenden Harzmattenstapel (31) unverändert gelassen, wogegen das quer dazu liegende Maß (b) der Rechteckseite der übrigen Zu­ schnitteile (25) für den aktuelle Harzmattenstapel (31) in­ dividuell nach der Beziehung b = F_r.(G_g/G_r,ist - 1)/l.n bemessen wird, wobei n die Anzahl der übrigen Zuschnitteile (25) be­ deutet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das für alle aufeinander folgenden Harzmattenstapel (31) un­ verändert gelassene Maß (l) der Rechteckseite parallel und das für den aktuelle Harzmattenstapel (31) individuell be­ messene Maß (b) der Rechteckseite der übrigen Zuschnitteile (25) quer zur Längsrichtung der Harzmattenbahn (22) ausge­ richtet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Referenz-Zuschnitteil (24) ein solches Zuschnitteil des Harzmattenstapels (31) ausgewählt wird, welches eine Größe von etwa 20 bis 60% der Gesamtfläche aller Zuschnitteile (24, 25) des Harzmattenstapels (31) aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Referenz-Zuschnitteil (24) das im Harzmattenstapel (31) zuunterst liegende Zuschnitteil ausgewählt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenz-Zuschnitteil (24) und die übrigen Zuschnitteile (25) eines jeden Harzmattenstapels (31) quer zur Längsrich­ tung der Harzmattenbahn (22) nebeneinander aus der Harzmat­ tenbahn (22) herausgeschnitten werden, derart, daß der in Längsrichtung der Harzmattenbahn (22) benötigte Platz mög­ lichst gering ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuschneiden der Zuschnitteile (24, 25; 32, 33, 34) durch ein robotergeführtes Schneidwerkzeug (21) erfolgt, wobei die Harzmattenbahn (22, 22') auf einer harten Unterlage auf­ liegt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuschneiden der Zuschnitteile (24, 25; 32, 33, 34) durch ein Kreissägeblatt (21) als Schneidwerkzeug erfolgt, welches eine Drehoszillationsbewegung mit mehr als 15.000 Zyklen je Minute, vorzugsweise etwa 20.000 bis 30.000 Zyklen je Minute sowie Drehoszillationshübe (h) ausführt, die zwar größer als die Zahnteilung (t) aber geringer oder geringfügig größer als die Stärke (s) der Harzmattenbahn (22, 22') sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zuschneiden durch das drehoszillierende Kreissägeblatt (21) die Harzmattenbahn (22, 22') mittels einer glatten, durchgehenden sowie stoß- und fugenfreien Unterlage (23) un­ terstützt wird, die härter als die Schneidezähne des Kreis­ sägeblattes (21) ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzmattenbahn (22, 22') beim Zuschneiden der Zuschnitt­ teile (24, 25; 32, 33, 34) zuvor von etwaigen Abdeck- oder Schutzfolien (26) entkleidet worden ist.