DE102006058584A1 - Vorrichtung zum Anpressen eines Tapes - Google Patents

Vorrichtung zum Anpressen eines Tapes Download PDF

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    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung (1) zum Anpressen eines Tapes (2; 56), insbesondere eines thermoplastischen, kohlenstofffaserverstärkten Tapes, für ein Fibre/Tow-Placement-Verfahren. Ein Abschnitt (8) des Tapes (2; 56) ist auf einer variablen Oberflächenkontur (3) einer Laminiervorrichtung (4) mittels einer Anpressrolle (10; 55) anpressbar. Die Besonderheit dabei ist, dass eine Elastomerbeschichtung (15) für ein gleichmäßiges Anpressen des Tapes stoffschlüssig an dem Umfang der Anpressrolle (10; 55) haftet. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass eine dauerhafte und zuverlässige Verbindung zwischen der Elastomerbeschichtung und der Anpressrolle geschaffen wird, welche darüber hinaus einfach herzustellen ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anpressen eines Tapes.
  • Obwohl auf beliebige Vorrichtungen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf eine Vorrichtung für ein Fibre/Tow-Placement-Verfahren zur Herstellung von Flugzeugbauteilen näher erläutert.
  • In der Luftfahrtindustrie gewinnen rationelle Herstellungsverfahren zur Herstellung von hochfesten Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen immer größere Bedeutung. Ein solches Verfahren stellt das Fibre/Tow-Placement-Verfahren dar. Mittels einer Anpressrolle wird bei diesem heißes Tape, insbesondere aus bandförmigen, hochfesten, thermoplastischen Materialien mit Kohlenstofffaserverstärkung, gerichtet auf einer Laminiervorrichtung abgelegt und angepresst, wodurch sich eine für den späteren Einsatz des Bauteils optimale Ausrichtung der Kohlenstoffasern erzielen läßt. Dabei weist die Laminiervorrichtung eine konturierte Oberfläche auf, auf welcher das herzustellende Bauteil aus mehreren, aufeinander liegenden Lagen Tape aufgebaut wird.
  • Für eine hohe Bauteilqualität, insbesondere in Bezug auf Festigkeit, ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Anpressrolle einen über die Tapebreite gleichmäßigen Anpressdruck erzeugt. Aufgrund der hohen Verarbeitungstemperaturen des Tapes von einigen 100°C werden metallische Andruckrollen verwendet. Jedoch besitzen diese praktisch keine Elastizität, so dass es bei stärker konturierten Laminiervorrichtungen zu einer Punktberührung zwischen der Anpressrolle und der Oberfläche der Laminiervorrichtung kommt. Die abzulegenden Tapes werden folglich nicht auf der vollen Tapebreite gleichmäßig angedrückt und es kommt zu einer schlechten Konsolidierung bzw. zu starken Pressung der Tapeschichten. Schlechte Laminatqualität, insbesondere mit hohen Porositäten, und damit schlechte Bauteilqualität sind die Folge.
  • Ein der Anmelderin bekannter Ansatz zu diesem Problem sieht vor, eine elastische Beschichtung auf den Umfang der Anpressrolle aufzuschrumpfen. Mittels der elastischen Beschichtung kann ein gleichmäßiger Anpressdruck erzielt werden. Jedoch besteht bei diesem Ansatz der Nachteil, dass die metallische Anpressrolle und die elastische Beschichtung unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, was bei solchen aufgeschrumpften Beschichtungen dazu führt, dass diese ihre Lage auf der Anpressrolle verändern. Dies hat dann nach kurzer Zeit zur Folge, dass die Beschichtung nur noch teilweise mit dem Tape bezogen auf dessen Breite in Kontakt ist, was wiederum ein ungleichmäßiges Anpressen des Tapes auf der Laminiervorrichtung nachteilig bedingt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Vorrichtung bereitzustellen, welche zuverlässig einen gleichmäßigen Anpressdruck beim Anpressen des Tapes auf der Laminiervorrichtung erzeugt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Demgemäß wird eine Vorrichtung zum Anpressen eines Tapes, insbesondere eines thermoplastischen, kohlenstofffaserverstärkten Tapes, für ein Fibre/Tow-Placement-Verfahren bereitgestellt. Ein Abschnitt des Tapes ist dabei auf einer variablen Oberflächenkontur einer Laminiervorrichtung mittels einer Anpressrolle anpressbar. Die Anpressrolle weist an ihrem Um fang eine hochtemperaturbeständige Elastomerbeschichtung für ein gleichmäßiges Anpressen des Tapes auf.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass die Elastomerbeschichtung stoffschlüssig – im Gegensatz zu reibschlüssig wie bei dem bekannten Ansatz – an dem Umfang der Anpressrolle haftet. Somit kann zuverlässig verhindert werden, dass die Elastomerbeschichtung ihre Lage auf dem Umfang der Anpressrolle verändert. In der Folge können Bauteile mit gleichbleibend hoher Laminatqualität hergestellt werden.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass für ein Aufschrumpfen der Elastomerbeschichtung Elastomerringe von einer ganz bestimmten Größe benötigt werden, welche vielfach am Markt nicht erhältlich sind. Ein stoffschlüssiges Verbinden kann jedoch beispielsweise mittels Urformen realisiert werden, ohne auf vorgefertigte Elastomerringe angewiesen zu sein.
  • In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung.
  • Unter einem „Tape" ist in dieser Patentanmeldung vorzugsweise ein bandförmiger, insbesondere faserverstärkter Kunststoff zu verstehen. Der Kunststoff weist dabei vorzugsweise einen Thermoplastanteil zwischen 50–100% auf. Als Fasern kommen insbesondere Kohlenstofffasern oder Glasfasern in Betracht. Weiterhin bevorzugt sind die Fasern in dem Tape unidirektional in Längsrichtung des Tapes ausgerichtet.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Andruckrolle mit der Elastomerbeschichtung umspritzt. Indem die Elastomerbeschichtung auf dem Umfang der Andruckrolle urgeformt wird, gegebenenfalls unter Hinzugabe von Haftvermittlern bzw. mittels einer geeigneten Oberflächenvorbereitung entsteht eine bessere Haftung mittels Adhäsionskräften zwischen der Elastomerbeschichtung und der Anpressrolle.
  • Vorzugsweise ist die Elastomerbeschichtung wenigstens teilweise aus einem Perfluorkautschuk und/oder einem Perfluorelastomer ausgebildet.
  • Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung eine Kühleinrichtung zum Kühlen der Elastomerbeschichtung auf. Thermoplastische Tapes werden beispielsweise bei einer Temperatur von ca. 300°C verarbeitet. Dabei kommt es zu einem erheblichen Wärmetransfer von dem Tape auf die Elastomerbeschichtung. Die Elastomerbeschichtung jedoch ist nur begrenzt wärmebeständig und verschleißt bei hohen Temperaturen rasch. Ein Kühlen dieser erlaubt jedoch ein kontinuierliches Verarbeiten von sehr heißen Tapes und führt zu einer deutlich längeren Lebensdauer der Elastomerbeschichtung.
  • Bei einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung führt die Kühleinrichtung Wärme innenseitig von der Elastomerbeschichtung ab, wobei die Anpressrolle für ein Durchströmen mit einem Kühlmittel hohl ausgeführt ist. Mit innenseitig ist vorliegend die Seite der Elastomerbeschichtung gemeint, welche dem Umfang der Andruckrolle zugewandt ist. Vorteilhaft bei dieser Anordnung ist, dass ein geschlossener Kühlkreislauf verwendet werden kann, wobei die Kühleinrichtung sehr kompakt und effizient, weil in die Andruckrolle teilweise integriert, ausgebildet werden kann. Als Kühlmittel kommt insbesondere Wasser oder mit Alkohol versetztes Wasser in Frage.
  • Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mittels der Kühleinrichtung ein gasförmiges Medium außenseitig auf die Elastomerbeschichtung leitbar. Eine solche äußere Kühleinrichtung kann anstelle oder zusätzlich zu der Kühleinrichtung von innen vorgesehen sein. Vorteilhaft bei der Kühlung von außen ist, dass das gasförmige Kühlmedium di rekt mit der Elastomerbeschichtung in Kontakt kommt und somit die Wärme sehr schnell und effektiv von der Elastomerbeschichtung ableiten kann. Als Kühlmedium kommen hier insbesondere gekühlte Luft, Stickstoff oder andere inerte Gase in Frage.
  • Bei einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche die Kühleinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur der Elastomerbeschichtung steuert. Eine solche Steuereinrichtung ermöglicht die genaue Steuerung und/oder Regelung der Temperatur der Elastomerbeschichtung. Damit kann verhindert werden, dass die Elastomerbeschichtung zu heiß wird und daher leidet, aber auch, dass diese zu stark abkühlt und somit das heiße Tape an seiner Oberfläche unnötig abkühlt, was sich wiederum auf die Qualität des Laminats negativ auswirken könnte. Als Steuereinrichtung kommt bevorzugt eine elektronische, speicherprogrammierbare Steuerung in Betracht. Diese läßt sich sehr einfach den jeweiligen Steuerungsanforderungen anpassen.
  • Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Messeinrichtung vorgesehen, welche die Temperatur der Elastomerbeschichtung berührungslos erfaßt und der Steuereinrichtung bereitstellt. Die Messeinrichtung ist vorzugsweise als Pyrometer ausgebildet. Eine berührungslose Erfassung ist insofern vorteilhaft, als die Elastomerbeschichtung im Betrieb durch Kunststoffreste verschmutzt wird und sich darüber hinaus noch bewegt, was eine berührende Messung sehr erschweren würde.
  • Die Steuereinrichtung kann weiterhin vorteilhaft einen ersten Regler für die innenseitige Kühlung der Elastomerbeschichtung, insbesondere einen Thermostat oder Kryostat, und einen zweiten Regler für die außenseitige Kühlung der Elastomerbeschichtung, beispielsweise einen Strömungswächter und Ventile zum Begrenzen des Gasdurchflusses, umfassen. Die Eingabe einer Führungsgröße, also beispielsweise die Einstellung einer gewünschten Temperatur der Elastomerbeschichtung, in die speicherprogrammierbare Steuerung führt zur Ausgabe jeweils einer Stellgröße in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur der Elastomerbeschichtung an den ersten und zweiten Regler.
  • Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Elastomerbeschichtung zur Rotationsachse der Anpressrolle hin, insbesondere mittels einer Kugelkalotte schwenkbar gelagert. Dadurch können Achsschiefstellungen der Anpressrolle zur Oberfläche im Anpressbereich ausgeglichen werden, d. h. es können auch Ebenen, die parallel zu einem Rollrichtungsvektor der Anpressrolle ausgerichtet sind und einen Schnittpunkt mit der Rotationsachse der Anpressrolle bilden, gleichmäßig mit Druck beaufschlagt werden. Es können zusätzliche Aktoren und Regler vorgesehen sein, welche die Neigung der Elastomerbeschichtung zur Rotationsachse hin regeln und/oder steuern. Daraus ergibt sich eine größere Flexibilität bzgl. der Oberflächenkontur von Laminiervorrichtungen, was zur Folge hat, dass sich Bauteile mit komplexeren Formen mittels der Vorrichtung herstellen lassen.
  • Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Andrucksrolle mehrere beweglich zueinander gelagerte Rollenabschnitte auf. Dies ermöglicht das Anpressen von sehr breiten Tapes auf Laminiervorrichtungen mit stark variierendem Gefälle quer zur Rollrichtung. Die Verarbeitung breiterer Tapes führt zu einem noch homogeneren Aufbau des Laminats im Gegensatz zur Verwendung mehrerer schmaler Tapes und kann zu einem stabileren Bauteil führen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
  • Von den Figuren zeigen:
  • 1 in einer Seitenansicht eine Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A aus 1;
  • 3 perspektivisch und stark schematisiert die Tapevorrichtung aus 1 mit zugeordneter Kühleinrichtung und Steuerungseinrichtung als Blockdiagramm; und
  • 4 eine Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • 1 zeigt in einer Seitenansicht eine Vorrichtung 1 zum gerichteten Ablegen und Anpressen von bandförmigem Tape 2 auf eine Oberflächenkontur 3 einer Laminiervorrichtung 4. Auf der Oberflächenkontur 3 sind bereits Laminatlagen 5 und 6 aufgebaut.
  • Das Tape 2 weist einen Aufbau aus unidirektionalen Kohlenstofffasern 7 in Längsrichtung des Tapes auf, welche in eine Thermoplastmatrix 9 eingebettet sind.
  • Das Tape 2 wird zunächst erhitzt (nicht dargestellt), wobei die Thermoplastmatrix 9 wenigstens teilweise aufgeschmolzen wird. Anschließend wird das heiße Tape 2 einer Anpressrolle 10 der Vorrichtung 1 zugeführt, welche einen Abschnitt 8 des Tapes 2 auf die Laminatlage 6 presst, welche wiederum durch die Laminatlage 5 und die Oberflächenkontur 3 abgestützt wird. Dabei wird die Anpressrolle in die Pfeilrichtung 11 verfahren, wobei sie um ihre Rotationsachse 12 rotiert und mit einer Kraft 13 in Pfeilrichtung beaufschlagt wird.
  • 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A aus 1. Die Anpressrolle 10 ist drehbar um ihre Rotationsachse 12 in der Halterung 14 gelagert. Eine Lagerschale 16, vorzugsweise aus Stahl, der Anpressrolle 10 ist an ihrem äußeren Umfang 17 mit einer Elastomerbeschichtung 15, vorzugsweise im Spritzgussverfahrens, umspritzt. Gegebenenfalls erfolgt bei der Herstellung der Elastomerbeschichtung 15 eine Hinzugabe von Haftvermittlern bzw. eine geeigneten Oberflächenvorbereitung des äußeren Umfangs 17 während bzw. vor dem Umspritzen. Die Elastomerbeschichtung 15 haftet dabei fest mittels Adhäsionskräften an dem äußeren Umfang 17 der Lagerschale 16, ist. Innenseitig ist die Lagerschale 16 auf einer Kugelkalotte 20 schwenkbar gelagert. Das Schwenken erfolgt dabei um eine Achse 21 senkrecht zur Rotationsachse 12.
  • Wird nun die Anpressrolle 10 entlang einer variierenden Oberflächenkontur 3 verfahren, so wird eine gleichmäßige Anpressung des Tapes 2 über dessen Breite TB mittels zweier sich ergänzender Wirkmechanismen sichergestellt:
    Der erste Wirkmechanismus ergibt sich aus der der Elastomerbeschichtung innewohnenden Elastizität. Diese Elastizität sorgt für ein gleichmäßiges Anliegen der Elastomerbeschichtung 15 an der Oberflächenkontur 3 bei Variationen der Oberflächenkontur 3 sowohl längs als auch quer zur Rollrichtung 11, die sich insbesondere lediglich über einen Teil der Tapebreite TB erstrecken.
  • Der zweite Wirkmechanismus ergibt sich aus der mit den Pfeilen 22 und 23 gekennzeichneten Schwenkbewegung der Lagerschale 16 um die Schwenkachse 21. Mittels dieses Wirkmechanismuses lassen sich Variationen in der Oberflächenkontur 3 quer zur Rollrichtung 11, die sich über die gesamten Tapebreite TB erstrecken, ausgleichen. Es können also auch Ebenen, die parallel zu dem Rollrichtungsvektor, vorliegend die Verfahrrichtung 11, der Anpressrolle 10 ausgerichtet sind und einen Schnittpunkt mit der Rotationsachse 12 der Anpressrolle 10 bilden, gleichmäßig mit Druck beaufschlagt werden.
  • Wie bereits einleitend ausgeführt, ist ein Kühlen der Elastomerbeschichtung 15 aufgrund des hohen Wärmetransfers von dem heißen Tape 2 auf die Elastomerbeschichtung 15 und deren begrenzter Hitzebeständigkeit erforderlich.
  • 1 und 2 zeigen weiterhin eine äußere Kühleinrichtung 26, welche mittels eines Arms 27 an der Halterung 14 befestigt ist. Die äußere Kühleinrichtung 26 ist lediglich schematisch dargestellt und umfasst beispielsweise eine Düse 28, welcher mittels eines Schlauchs 29 ein kalter Gasstrom zugeführt wird. Die Düse 28 strahlt den gebündelten Gasstrom 30 auf die Elastomerbeschichtung 15, wodurch diese abgekühlt wird. Der Gasstrom 30 kann beispielsweise gekühlte Luft aufweisen.
  • Gemäß 2 wird die Elastomerbeschichtung 15 an ihrer dem Umfang 17 der Lagerschale 16 zugewandten Innenfläche 18 zusätzlich zu der äußeren Kühleinrichtung 26 oder anstelle dieser mittels einer inneren Kühleinrichtung 33 gekühlt.
  • Die innere Kühleinrichtung 33 sieht vor, dass die Kugelkalotte 20 hohl ausgeführt ist. Der gebildete Hohlraum 34 ist ferner mit Anschlüssen 35 und 36 versehen, welche das Zuführen bzw. Abführen eines Kühlmittels 37, beispielsweise Wasser in den bzw. von dem Hohlraum 34 erlauben.
  • Mittels der inneren Kühleinrichtung 33 kann somit Wärme von der dem Umfang 17 zugewandten Innenseite der Elastomerbeschichtung 15 einfach und effektiv abgeführt werden. Dazu sind die Lagerschale 16 und die Kugelkalotte 20 vorzugsweise aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise Stahl, ausgebildet.
  • Der komplette Kühlkreislauf ist der Einfachheit halber in 2 nicht dargestellt, die Anschlüsse 35 bzw. 36 sind jeweils abgeschnitten gezeichnet. Selbstverständlich ist jede Art von Kühlkreislauf, beispielsweise mittels einem komprimierbaren Kühlmittels, denkbar. Vorzugsweise ist die Anpressrolle 10 im Bereich der Anschlüsse 35, 36 in der Halterung 14 drehbar gelagert.
  • 3 zeigt schematisch perspektivisch die Vorrichtung aus den 1 und 2 sowie einen dieser zugeordneten Regelkreis 40 zum Regeln der Temperatur der Elastomerbeschichtung 15.
  • Gegenüber den 1 und 2 weist die Vorrichtung 1 eine beispielsweise als Pyrometer 41 ausgebildete Messeinrichtung zum berührungslosen Erfassen der Ist-Temperatur IT der Elastomerbeschichtung auf. Die von dem Pyrometer 41 gemessene Ist-Temperatur IT wird einer als speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) 42 ausgebildete Steuereinrichtung bereitgestellt. Die SPS 42 vergleicht die Ist-Temperatur mit einer Soll-Temperatur ST, welche beispielsweise von einem Benutzer über ein Display eingebbar ist oder aber von der SPS in Abhängigkeit von einer gemessenen Temperatur des zugeführten Tapes 2 berechnet wird. Typischer Weise sollte die Soll-Temperatur ST derart gewählt werden, dass eine lange Lebensdauer der Elastomerbeschichtung 15 erzielt wird. Demnach sollte die Soll-Temperatur ST keinesfalls die maximale Hitzebeständigkeit der Elastomerbeschichtung 15 überschreiten.
  • In Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis zwischen der Ist-Temperatur IT und der Soll-Temperatur ST wird ein erstes Steuersignal S1 an einen Kryostat bzw. Thermostat oder kombinierten Kryothermostat 43 ausgegeben. In Abhängigkeit von dem Steuersignal S1 stellt der Kryostat bzw. Thermostat bzw. Kryothermostat 43 die Temperatur des Kühlmediums, welches den Hohlraum 34 der Anpressrolle 10 durchfließt, entsprechend ein. Beispielsweise kann dabei die Fließgeschwindigkeit der Kühlflüssigkeit 37 erhöht bzw. verringert werden oder deren Temperatur mittels Heizen bzw. Kühlen verändert werden.
  • Ein zweites Messsignal S2 wird an eine Steuerung oder Regler 44 ausgegeben, welche in Abhängigkeit von dem Steuersignal S2 den auf die Elastomerbeschichtung 15 geleiteten Gasstrom 30 steuert.
  • Mittels der äußeren und/oder inneren Kühleinrichtung 26 bzw. 33 kann somit eine optimale Kühlung der Elastomerbeschichtung 15 erzielt werden.
  • 4 zeigt schematisch eine weitere Vorrichtung 50, welche sich von der Vorrichtung 1 gemäß den 1 bis 3 dadurch unterscheidet, dass eine Anpressrolle 55 aus mehreren zueinander gelagerten Rollenabschnitten 51, 52, 53, 54 ausgebildet ist. Mittels der so ausgebildeten Anpressrolle 55 kann im Vergleich zu der Anpressrolle 10 aus 1 ein wesentlich breiteres Tape 56 auf der Oberflächenkontur 3 der Laminiervorrichtung 4 bei starker Variation der Oberflächenkontur 3 bezogen auf die Tapebreite TB angepresst werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorliegend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
  • Beispielsweise könnte das Tape anstelle oder zusätzlich zu der Thermoplastmatrix eine Duroplastmatrix oder auch eine andere Matrix aufweisen.
  • Die Anordnung und Ausbildung der inneren und äußeren Kühleinrichtungen kann beliebig modifiziert werden. Beispielsweise können eine Vielzahl von Düsen zum Strahlen auf die Elastomerbeschichtung vorgesehen sein.
  • Die Lagerschale, die Zuführung, Abführung und/oder die Kugelkalotte können aus jedem für die hohen Temperaturen und Kräfte geeigneten Material, beispielsweise Metall oder Kunststoff, ausgebildet sein.
  • Eine Anwendung der Vorrichtung ist keineswegs auf Fibre/Tow-Placement-Verfahren beschränkt. Vielmehr eignet sich die Vorrichtung für beliebige Verfahren zum Anpressen von Tape, bspw. für ein Tapelegeverfahren.
  • Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Anpressen eines Tapes, insbesondere eines thermoplastischen, kohlenstofffaserverstärkten Tapes, für ein Fibre/Tow-Placement-Verfahren. Das Tape ist auf einer variablen Oberflächenkontur einer Laminiervorrichtung mittels einer Anpressrolle anpressbar. Die Besonderheit dabei ist, dass eine Elastomerbeschichtung stoffschlüssig an dem Umfang der Anpressrolle haftet. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass eine dauerhafte und zuverlässige Verbindung zwischen der Elastomerbeschichtung und der Anpressrolle geschaffen wird, welche darüber hinaus einfach herzustellen ist.
  • 1
    Vorrichtung
    2
    Tape
    3
    Oberflächenkontur
    4
    Laminiervorrichtung
    5
    Laminatlage
    6
    Laminatlage
    7
    Kohlenstofffasern
    8
    Abschnitt
    9
    Thermoplastmatrix
    10
    Anpressrolle
    11
    Verfahrrichtung
    12
    Rotationsachse
    13
    Kraft
    14
    Halterung
    15
    Elastomerbeschichtung
    16
    Lagerschale
    17
    Äußerer Umfang
    18
    Innenfläche
    20
    Kugelkalotte
    21
    Schwenkachse
    22
    Schwenkbewegung
    23
    Schwenkbewegung
    26
    Äußere Kühleinrichtung
    27
    Arm
    28
    Düse
    29
    Schlauch
    30
    Gasstrom
    33
    Innere Kühleinrichtung
    34
    Hohlraum
    35
    Anschluss
    36
    Anschluss
    37
    Kühlflüssigkeit
    40
    Regelkreis
    41
    Pyrometer
    42
    Speicherprogrammierbare Steuerung
    43
    Kryostat
    44
    Steuerung
    50
    Weitere Vorrichtung
    51
    Rollenabschnitt
    52
    Rollenabschnitt
    53
    Rollenabschnitt
    54
    Rollenabschnitt
    55
    Anpressrolle
    56
    Breites Tape
    IT
    Ist-Temperatur
    S1
    Erstes Steuersignal
    S2
    Zweites Steuersignal
    ST
    Soll-Temperatur
    TB
    Tapebreite

Claims (9)

  1. Vorrichtung (1) zum Anpressen eines Tapes (2, 56), insbesondere eines thermoplastischen, kohlenstofffaserverstärkten Tapes, in einer Laminiervorrichtung (4), mit wenigstens einer Anpressrolle (10, 55) zum Anpressen wenigstens eines Abschnitts (8) des Tapes (2, 56) an eine Oberflächenkontur (3) der Laminiervorrichtung (4), wobei die Anpressrolle (10, 55) an ihrem Umfang (17) eine hochtemperaturbeständige Elastomerbeschichtung (15) für ein gleichmäßiges Anpressen des wenigstens einen Abschnitts (8) des Tapes (2, 56) an die Oberflächenkontur (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerbeschichtung (15) stoffschlüssig an dem Umfang (17) der Anpressrolle (10, 55) haftet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressrolle (10, 55) mit der Elastomerbeschichtung (15) umspritzt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühleinrichtung (26, 33) zum Kühlen der Elastomerbeschichtung (15) vorgesehen ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (33) Wärme innenseitig von der Elastomerbeschichtung (15) abführt, wobei die Anpressrolle (10, 55) für ein Durchströmen mit einem Kühlmittel (37) hohl ausgeführt ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Kühleinrichtung (26) ein gasförmiges Kühlmedium (30) außenseitig auf die Elastomerbeschichtung (15) leitbar ist.
  6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (42) vorgesehen ist, welche die Kühleinrichtung (26, 33) in Abhängigkeit von der Temperatur (IT) der Elastomerbeschichtung (15) steuert.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung (41) vorgesehen ist, welche die Temperatur (IT) der Elastomerbeschichtung (15) berührungslos erfasst und der Steuereinrichtung (42) bereitstellt.
  8. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerbeschichtung (15) schwenkbar zur Rotationsachse (12) der Anpressrolle (10) hin, insbesondere mittels einer Kugelkalotte (20), gelagert ist.
  9. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressrolle (55) mehrere, beweglich zueinander gelagerte Rollenabschnitte (51, 52, 53, 54) aufweist.
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