-
Die Erfindung betrifft eine Stoffflusskontrollvorrichtung für eine Vakuuminfusionsvorrichtung, eine Vakuuminfusionsanlage und eine entsprechende Verwendung einer Stoffflusskontrollvorrichtung.
-
Vakuuminfusionsvorrichtungen werden bei der Herstellung von Faserverbundwerkstoffbauteilen verwendet. Dabei wird zunächst eine Negativform des zu erzeugenden Bauteils mit Fasern, wie bspw. Glasfasern oder Karbonfasern, ausgekleidet. Anschließend wird diese Schicht mit einer luftundurchlässigen Folie komplett abgedeckt. An Saugstellen wird an dem abgedeckten Bereich ein Vakuum angelegt. Ferner münden Speiseleitungen in diesen abgedeckten Bereich, deren anderes Ende jeweils in einem Pufferbehälter endet. In dem Pufferbehälter befindet sich ein flüssiges Harz-Härter-Gemisch. Durch das Vakuum in der Negativform wird das Harz durch die Speiseleitungen in die Form gesaugt. Wenn das Volumen zwischen der Negativform und der Abdeckung, das der Form des zu erzeugenden Werkstücks entspricht, komplett mit dem Harz gefüllt ist, so werden die Saugleitungen geschlossen und dem Harz in der Form die notwendige Zeit gegeben um auszuhärten. Ggf. kann der Aushärtevorgang durch eine Temperaturerhöhung ermöglicht oder beschleunigt werden.
-
Typische Bauteile sind Flügel von Windkraftanlagen, wobei zunächst ein Halbflügel gefertigt wird und dann mit einer zweiten Hälfte verbunden wird.
DE 10 2007 020 338 A1 zeigt ein Herstellungsverfahren für ein entsprechendes laminiertes Formteil. Auch Flugzeug- oder Bootsteile oder Fahrzeugkarosserien können so gefertigt werden. Um die Zeitdauer der Befüllung zu reduzieren oder diese erst zu ermöglichen, wird häufig eine Mehrzahl von Speiseleitungen verwendet. An jeder Speiseleitung, welche üblicherweise als Schläuche ausgeführt sind, sind Drosseln in Form von Schlauchklemmen vorgesehen. Mitarbeiter der Fertigung passen bei der Befüllung darauf auf, dass im Pufferbehälter stets ausreichend Harz vorrätig ist und sorgen mit den Schlauchklemmen dafür, dass die Befüllung gleichmäßig, komplett und hohlraumfrei durchgeführt wird. Dabei wird mit den Schlauchklemmen radial auf den Schlauch gedrückt und so der Fließquerschnitt reduziert oder geschlossen, dass der Durchfluss durch den Schlauch reduziert oder komplett unterbunden wird. Dieser manuelle Vorgang erfordert viel Erfahrung der Mitarbeiter und in einigen Fällen kann eine optimale Befüllung dennoch nicht erreicht werden.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Befüllung der Vakuuminfusionsvorrichtung zu verbessern, so dass bei einer hohen Befüllungsgeschwindigkeit reproduzierbar gleiche und hochwertige Verbundwerkstoffbauteile erzeugt werden können.
-
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
-
Erfindungsgemäß wird eine Stoffflusskontrollvorrichtung zur Speisung einer Vakuuminfusionsvorrichtung bereitgestellt, wobei die Stoffflusskontrollvorrichtung zumindest zwei Speiseleitungen zur Speisung der Vakuuminfusionsvorrichtung aufweist und an den Speiseleitungen Drosselventile zur Einstellung des Stoffflusses vorgesehen sind. Dabei ist für die Drosselventile eine Eingabe- und Steuereinheit vorgesehen, die eingerichtet ist, die Öffnung der Drosselventile einzustellen. Diese Eingabe- und Steuereinheit wird insbesondere für eine gemeinsame Steuerung mehrerer Drosselventile verwendet. Ein Drosselventil wird als eine Einrichtung verstanden, mit der durch eine lokale Verengung des Strömungsquerschnitts eine Reduzierung des Durchflusses erzielt werden kann. So kann der Anwender an der Eingabe- und Steuereinheit sowohl konkrete Sollwerte für die Stellung der Drosselventile vorgeben, als auch komplexere Steuerungslogiken, wie sie nachfolgend erläutert werden, für die Drosselventile definieren. Alternativ kann bei einer Soll-Ist-Abweichung des Durchflusses einer Speiseleitung die Drosselung eines anderen Drosselventils verändert werden.
-
Bevorzugt sind die Drosselventile über Steuersignale aktivierbar. Bei elektronischen Steuersignalen ist es einfach möglich, aus einer elektronischen Steuereinheit gezielt Sollwerte vorzugeben und diese einfach an veränderte Umgebungsbedingungen anzupassen. Dadurch wird die Grundlage für eine automatisierte Regelung gelegt.
-
Weiterführend sind an den Speiseleitungen Durchflussmesswertgeber zur Erzeugung von Durchflussmesswerten angeordnet und die Eingabe- und Steuereinheit ist so eingerichtet, in Abhängigkeit von Durchflussmesswerten zumindest einen Sollwert einer Drosselöffnung zu bestimmen. Dabei ist die Steuerung bevorzugt so eingerichtet, dass an der Speiseleitung, bei der der Durchfluss gemessen wurde, eine Anpassung der Drosselöffnung veranlasst wird. Da bei der Auslegung der Bauteilbefüllung für jede Speiseleitung ein konkretes einzubringendes Harzvolumen bestimmt wird, erhöht sich die Reproduzierbarkeit der Produktion, wenn durch die Messung der reale Durchfluss gemessen wird und gegebenenfalls über eine Drosselanpassung justiert wird. Auch können bei der Auslegung mehrere Speiseleitungen gemeinsam so eingestellt werden, dass sich eine gewünschte gemeinsame Fließfront ergibt. Zu einer absoluten Messung des Durchflusses kann, abhängig vom Messprinzip, ein exakt kreisförmiger Rohrquerschnitt erforderlich sein, der dadurch erzeugt werden kann, dass in den Schlauch ein Rohrstück eingesetzt wird. Alternativ kann auch eine relative Messung des Durchflussverhältnisses mehrerer Speiseleitungen durchgeführt werden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stoffflusskontrollvorrichtung eingerichtet, nach Wahl des Anwenders aufgrund von manuell vom Anwender eingegebenen Sollwerten oder aufgrund von Messwerten die Öffnung der Drosselventile einzustellen. So wird eine hohe Flexibilität für den betrieblichen Einsatz erreicht.
-
Eine entsprechende Vakuuminfusionsanlage umfasst eine Vakuuminfusionsvorrichtung, eine Stoffflusskontrollvorrichtung und eine Mischanlage zur Mischung und Bereitstellung von Infusionsharzen für die Speisung der Vakuuminfusionsvorrichtung. Dabei umfasst die Mischanlage die Eingabe- und Steuereinheit. Als Vakuuminfusionsvorrichtung wird die Form mit der Einrichtung der Vakuumerzeugung bezeichnet. So kann eine bereits vorhandene und für die Mischanlage verwendete Eingabeeinheit auch für die Stoffflusskontrolleinheit verwendet werden. Die Eingabe- und Steuereinheit ist bevorzugt eine elektronische und/oder computergesteuerte Einheit.
-
Alternativ umfasst die Vakuuminfusionsanlage eine Vakuuminfusionsvorrichtung und eine Stoffflusskontrollvorrichtung, wobei die Stoffflusskontrollvorrichtung die Eingabe- und Steuereinheit umfasst. Bevorzugt ist dabei die Eingabe- und Steuereinheit in dem Gerät bzw. Gehäuse der Stoffflusskontrollvorrichtung integriert. So kann die Stoffflusskontrolleinheit unabhängig von einer speziellen Mischanlage verwendet werden.
-
Weiterführend umfasst die Vakuuminfusionsvorrichtung Vakuummesspunkte mit Druckmessfühlern, zur Aufnahme von Druckmesswerten, mittels derer über die Eingabe- und Steuereinheit ein Regelkreis des Befüllens der Vakuuminfusionsvorrichtung erzeugbar ist. So wird durch eine unmittelbare Rückmeldung der bestehenden Befüllungsverhältnisse die Reproduzierbarkeit der Befüllung erhöht. Auch können die Vakuummesspunkte zur Überprüfung eines Vakuumlecks eingesetzt werden, so dass in Fall einer Störung ein Alarm ausgegeben wird und/oder der Befüllungsvorgang unmittelbar gestoppt wird.
-
Insbesondere ist im Bereich der Vakuuminfusionsvorrichtung eine Bilderfassungseinheit, bevorzugt eine optische Kamera, angeordnet, zur Aufnahme von dem Befüllungszustand der Vakuuminfusionsvorrichtung, mittels derer über eine Auswertung des erfassten Befüllungszustands ein Regelkreis des Befüllens der Vakuuminfusionsvorrichtung erzeugbar ist. Da eine Kamera ein zweidimensionales Bild der Befüllung liefert, wird eine einfache und kostengünstige Überprüfung der Befüllung ermöglicht.
-
Weiterführend ist ein Pufferbehälter zur Aufnahme und Zwischenspeicherung von Infusionsharz und ein Füllstandssensor zur Erkennung des Füllstands des Pufferbehälters vorgesehen ist und die Eingabe- und Steuereinheit ist eingerichtet, Daten des Füllzustands des Zwischenspeichers aufzunehmen und bei Unterschreiten einer vorgegebenen Füllstandsuntergrenze den Durchfluss zumindest einer Speiseleitung zu reduzieren. So kann bei einem Unterschreiten eines Mindestfüllstands des Harzes im Pufferbehälter der Harzverbrauch so lange reduziert werden, bis durch die Mischanlage der Pegel wieder ausreichend aufgefüllt wurde und so kann ein Ansaugen von Luft verhindert werden.
-
Bei einer bevorzugten Verwendung einer Stoffflusskontrollvorrichtung zur Speisung einer Vakuuminfusionsvorrichtung umfasst die Stoffflusskontrollvorrichtung zumindest eine Speiseleitung zur Speisung der Vakuuminfusionsvorrichtung und an der Speiseleitung ist ein Drosselventil zur Einstellung des Stoffflusses vorgesehen. Entsprechend kann aus Füllstandszuständen oder Füllstandsänderungen der Vakuuminfusionsvorrichtung oder daraus abgeleiteten Sollwerten die Drosselöffnung eingestellt werden. Eine Füllstandsänderung kann bspw. über den Durchfluss des Harz-Härter-Gemischs durch die Speiseleitung bestimmt werden.
-
Bevorzugt werden bei einem Verfahren zur Erzeugung eines faserverstärkten Bauteils mit der Befüllung einer Gussform mit einem aushärtbaren Kunststoff zunächst Verstärkungsfasern in die Gussform eingebracht und im Anschluss mit einer Vakuumfolie so abgedeckt, dass das zwischen der Vakuumfolie und der Gussform befindliche Volumen dem zu erzeugenden Bauteil entspricht und ein Vakuum wird in dem Volumen so erzeugt, dass über zumindest eine Speiseleitung Kunststoff in das Volumen gesaugt wird. Dabei erkennt nach einer bevorzugten Ausführungsform zumindest ein Sensor den Befüllungszustand oder die Änderung der Befüllung und eine Steuerung stellt den Durchfluss des Kunststoffs durch die zumindest eine Speiseleitung in Abhängigkeit von einem Messsignal des zumindest einen Sensors ein.
-
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung der Vakuuminfusionsanlage,
-
2 eine alternative Vakuuminfusionsanlage,
-
3 eine schematische Darstellung eines Schlauchklemmventils und
-
4 den Ablaufplan der Befüllung der Vakuuminfusionsanlage.
-
1 zeigt eine Mischanlage 10, welche jeweils Vorratsbehälter für Harz und Härter aufweist und einen Mischbehälter, zur Mischung dieser Stoffe und somit zur Erzeugung des aushärtbaren Harz-Härter-Gemischs. Über die Zuführleitung 12 wird das fertige Gemisch in den Pufferbehälter 30 befördert.
-
Auf der rechten Seite zeigt 1 ferner eine Hohlform, die zur Fertigung einer Hälfte eines Windradflügels verwendet wird. In diese Gussform 24 werden zur Herstellung des Windradflügels zunächst die Fasermatten, wie z. B. Glasfasermatten und ggf. Anbauteile eingesetzt und anschließend wird die Struktur mit einer Vakuumfolie abgedeckt. In dem so entstandenen Hohlraum wird über eine oder mehrere Saugstellen (nicht dargestellt) ein Unterdruck angelegt, wobei bspw. der Druck bspw. ca. 30–70 mbar betragen kann. 1 zeigt ferner schematisch vier Speiseleitungen 40, die jeweils an ihren ersten Enden in den Pufferbehälter 30 eingehängt sind und über die Stoffflusskontrollvorrichtung 50 zu der Vakuuminfusionsvorrichtung 20 geführt werden. 1 zeigt schematisch, dass die zweiten Enden der Speiseleitungen 40 an unterschiedlichen Stellen in die Form 24 geleitet werden. Aufgrund des Vakuums wird das Harz-Härter-Gemisch aus dem Pufferbehälter 30 in die Form 24 gesaugt.
-
Unter bestimmten Bedingungen, die später im Detail erläutert werden, kann es sinnvoll und notwendig sein, die Befüllgeschwindigkeit der einzelnen Speiseleitungen zu begrenzen. Dazu ist an den Schläuchen der Speiseleitungen 40 pro Schlauch jeweils ein Schlauchklemmventil 90 vorgesehen, welches durch einen von außen auf den Schlauch wirkenden radialen Druck den Schlauchquerschnitt und somit den Durchflussquerschnitt reduzieren kann.
-
Wenn die Form 24 komplett mit der Harz-Härter-Mischung gefüllt ist, so werden die Speiseleitungen geschlossen, um zu verhindern, dass die Harzmischung wieder aus der Form fließen kann. Dabei wird auch das Harz, welches sich in den Speiseleitungen befindet, zumindest teilweise aushärten und somit wird die Speiseleitung entweder für eine erneute Verwendung komplett unbrauchbar machen oder es wird sich das ausgehärtete Harz an der Schlauchwand festsetzen und den Schlauch nach einer mehrfachen Verwendung unbrauchbar machen.
-
So ist es wichtig, dass die Schläuche der Speiseleitungen einfach ausgetauscht werden können. Es wird bevorzugt jeweils ein einstückiger Schlauch von dem Pufferbehälter 30 durch die Stoffflusskontrollvorrichtung zu der Form 24 geführt. Da das Schlauchklemmventil 90 von außen auf den Schlauch geklemmt wird, kommt es nicht mit dem Harz in Berührung, was das Austauschen der Speiseleitungen 40 vereinfacht. Auch die Durchflusssmesswertgeber können wahlweise von außen auf den Schlauch aufgesetzt werden oder der Schlauch alternativ kann für den Durchflusssmesswertgeber aufgetrennt und der Durchflusssmesswertgeber zwischengeschaltet werden.
-
Schlauchklemmventile 90 sind allgemein bekannt und von unterschiedlichen Anbietern erhältlich. Ein prinzipieller Aufbau eines derartigen Ventils 90 ist in 3 dargestellt, die die zwischen der Klemmplatte 92 und der Gegenplatte 94 liegende Speiseleitung 40 im Schnitt zeigt. An der Gegenplatte 94 ist ein Antriebsmotor 96 befestigt, zum Antrieb der Antriebsspindel 98 in eine Drehbewegung. Das Außengewinde der Antriebsspindel 96 greift in ein Innengewinde der Klemmplatte 92 und über die Drehbewegung der Antriebsspindel wird die Klemmplatte gegen die Gegenplatte 94 bewegt und so der dazwischen liegende Schlauch der Speiseleitung entsprechend gequetscht. Über die Querschnittsänderung kann die Durchflussmenge so weit gedrosselt werden, dass der Durchfluss komplett verhindert wird. Aus Gründen der Einfachheit zeigt die 3 nicht die Mittel, die zum Schutz des Verdrehens der Klemmplatte 92 gegen die Gegenplatte 94 benötigt werden. Da über das Schlauchklemmventil 90 der Querschnitt reduziert wird, so kann hiermit nur die Stoffflussmenge gegenüber einem nicht gequetschten Schlauch reduziert werden, nicht aber über die Durchflussmenge über das erhöht werden, was sich bei einem nicht-gequetschten Schlauch ergibt. Beliebige Antriebsprinzipien sind für das Schlauchklemmventil vorstellbar, wie bspw. auch ein Linearantrieb.
-
Die Mischanlage 10 umfasst einen Schaltschrank 14 mit einer Eingabe- und Steuereinheit 16, über welche die Mischanlage 10 und die Mischbedingungen eingestellt werden können. Dazu weist die Eingabe- und Steuereinheit 16 einen Anzeigedisplay und eine Tastatur oder alternativ ein berührungssensitives Display auf. Die Eingabe- und Steuereinheit 16 ist über eine Steuerleitung 62 mit der Stoffflusskontrollvorrichtung 50 verbunden. Über die Eingabe- und Steuereinheit 16 lassen sich so die Drosselventile 90 steuern.
-
Eine erste Aufgabe der Steuerung der Befüllung liegt darin, dass die Form 24 komplett und ohne Fehlstellen gefüllt wird. Hierzu können die Speiseleitungen 40, die an Stellen in die Form geleitet werden, bei denen die benötigte Materialstärke erhöht ist oder bei denen ein größerer Bereich der Form gefüllt werden soll, weniger stark gedrosselt werden als bei anderen Stellen, bei denen weniger Material benötigt wird.
-
Eine zweite wesentliche Aufgabe der Steuerung ist es sicherzustellen, dass zu keinem Zeitpunkt das Volumen in dem Pufferbehälter 30 so stark absinkt, dass über die Speiseleitungen Luft angesaugt wird, da sich dadurch unvermeidlich Fehlstellen im Werkstück ergeben würden.
-
Eine dritte Aufgabe der Steuerung besteht in einer möglichst zeitsparenden Füllung. Zur Erfüllung dieses Ziels wird an keiner der Speiseleitungen 40 der Durchfluss stärker gedrosselt als unbedingt nötig.
-
Die unterschiedlichen Aufgaben können über unterschiedliche Betriebsweisen der Infusionsanlage erfüllt werden.
-
In einer ersten manuellen Betriebsweise beobachtet der Bediener den Füllzustand der Form und den Pegel der Harzmischung im Pufferbehälter 30 und steuert die Schlauchklemmventile über das Eingabeterminal 16 unmittelbar an. Hierbei nutzt er ausschließlich seine eigene Beobachtung des Füllzustands ohne Hilfe der nachfolgend beschriebenen Sensoren.
-
In einer zweiten Betriebsweise beobachtet der Anwender weiterhin den Befüllungszustand der Form und steuert entsprechend manuell die einzelnen Ventile. Für den Füllstand des Pufferbehälters ist ein Füllstandsensor 35 vorgesehen, der oberhalb des Flüssigkeitspiegels angeordnet ist und bspw. über eine Abstandsmessung den Füllstand misst. Bei einer Unterschreitung eines definierten Mindestfüllstands kann der Bediener entweder über eine akustische oder optische Warnung auf den Füllstand hingewiesen werden oder das Messsignal kann dazu verwendet werden, die Öffnung von einem oder mehreren Ventilen 90 automatisch zu reduzieren. Bei dieser Betriebsweise kann auch ein maximales von der Mischanlage bereitzustellendes Gesamtharzvolumen eingegeben werden, um so sicherzustellen, dass nicht zu viel Harz im Pufferbehälter 30 übrig bleibt, wenn der Infusionsvorgang beendet ist.
-
In einer dritten automatisierten Betriebsweise überwacht die Eingabe- und Steuereinheit 16 mit Hilfe des Füllstandssensors 35 den Füllstand der Form 24 und erhöht bei einer Unterschreitung eines Grenzwerts die Leistung der Mischanlage 10 oder begrenzt den Durchfluss durch die Speiseleitungen 40. Auch kann in der Steuerung ein Füllschema hinterlegt sein. Dieses Füllschema gibt den zeitlichen Sollverlauf des Befüllens der Form wieder und wird für den Verlauf der Drosselung in den einzelnen Ventilen verwendet. Dieses Schema kann aufgrund von konstruktiven Vorgaben oder durch Erfahrungen bei vorhergegangenen Füllvorgängen ermittelt worden sein.
-
Bei einer vierten automatisierten Betriebsweise werden Durchflussmesswertgeber 45 verwendet, die jeweils entlang den Speiseleitungen 40 angeordnet sind und über die der Durchfluss durch die jeweiligen Speiseleitungen gemessen werden kann. In Abhängigkeit von dem vorgegebenen Sollwert des Befüllungsverlaufs und dem gemessenen realen Fluss in den Speiseleitungen wird die Einstellung der Ventile 90 nachgestellt und so ergibt sich in der vierten Betriebsweise eine bessere Reproduzierbarkeit der Befüllung als bei der dritten Betriebsweise, bei der die Drosselung der Ventile lediglich eingestellt wird und bei der es keinen Feedback über den wirklichen Materialfluss gibt.
-
Bei einer weiteren fünften Betriebsweise wird über eine Kameraüberwachung der Füllzustand erkannt und in Abhängigkeit der Fließfront in der Form die Stellung der Drosselventile 90 justiert. Die Befüllung kann dabei zeitgesteuert oder ablaufgesteuert ausgelegt sein. Bei der Zeitsteuerung ist in der Steuerung ein Schema des zeitlichen Sollverlaufs der Fließfronten, die sich an den Einspeisepunkten ergeben, vorgegeben. Wenn die durch die Kamera aufgenommene Fließfront weiter fortgeschritten ist, als dies gemäß dem Schema vorgegeben ist, so wird an dem entsprechenden Ventil der Harzdurchfluss reduziert. Bei einer Ablaufsteuerung ist vorgegeben, dass sich die Fließfronten der einzelnen Befüllungspunkte in einem bestimmten Verhältnis zueinander verhalten sollen. Wenn sich in diesem Fall eine Fließfront schneller als vorgegeben entwickelt, so kann entweder an dem zugeordneten Ventil die Zufuhr reduziert werden, oder die Öffnung der Ventile der anderen Fließfronten kann erhöht und somit die dort bewirkte Drosselung reduziert werden.
-
Auch beliebige Kombinationen der Betriebsweisen sind möglich. So kann der Anwender bspw. die Anlage manuell bedienen und dabei auf Messwerte der Sensoren, wie z. B. der Vakuummesssensoren nutzen.
-
Zur Erkennung der Fließfront kann eine optische Kamera eingesetzt werden. Die Vakuumfolie ist durchsichtig, so dass die Kamera die helle Farbe der (Glas-)fasern gut erkennen kann. Sobald die Fasern mit dem Harz getränkt werden, ergibt sich ein deutlicher Farbumschlag ins Dunkle. Alternativ kann bspw. auch eine Infrarotkamera eingesetzt werden, die einen Temperaturunterschied von dem einfließenden Harz zu der Umgebungstemperatur der Form erkennt.
-
Der Durchflussmesswertgeber misst bevorzugt den Durchfluss durch das Material des Schlauchs, wobei Messwertgeber mit dem Harz nicht in Berührung kommt und so der Schlauch einfach ausgetauscht werden kann. Als Messprinzip eignet sich ein Ultraschallmessprinzip. Bei diesem kann entweder die Laufzeit gemessen werden. Es wird dabei ein Schallsignal durch die Schlauchwand abwechselnd mit und gegen die Fließrichtung gesendet und der Laufzeitunterschied ist das Maß der mittleren Fließgeschwindigkeit. Oder die Messung kann mittels Doppler-Ultraschallmessung durchgeführt werden, bei der eine Frequenzverschiebung eines ausgesendeten Signals aufgrund der Fließgeschwindigkeit bewertet wird.
-
Die Schlauchklemmventile werden also in Abhängigkeit des Füllstands und der Füllstandsänderung der Form geregelt. Dabei wird das Bild der Kamera oder ein an einem Vakuummesspunkt 22 gemessener Druckwert als ein Messwert des Füllstands verstanden und die Messwerte der Durchflusssmesswertgeber 45 oder die Änderungen der gemessenen Drücke als eine Füllstandsänderung.
-
Vorstehend wurde die Vakuuminfusionsanlage gemäß 1 beschrieben, bei der die Mischanlage 10 einen Schaltschrank 14 mit einem Eingabe- und Steuerterminal 16 umfasst und bei dem die Eingabe der Steuerwerte für die Stoffkontrollvorrichtung 50 über dieses Eingabe- und Steuerterminal 16 geschieht. Ein derartiger Aufbau kann bevorzugt werden, um so das Eingabeterminal doppelt zu nutzen und somit die Kosten für eine gesonderte Eingabeeinheit, die direkt mit der Stoffflusskontrollvorrichtung 50 verbunden ist, zu vermeiden. Alternativ kann, wie es gemäß 2 gezeigt ist, die Stoffflussvorrichtung 50 eine Eingabe- und Steuereinheit 70 mit einer Tastatur und einem Display umfassen und die Messwerte der Sensoren, nämlich den Durchflussmesswertgebern, der Kamera und den Vakuummesswerten werden zu der Eingabe- und Steuereinheit 70 geleitet. Die Messwerte des Vakuums können alternativ oder zusätzlich für eine Kontrollfunktion verwendet werden, um Dichtigkeitsprobleme zu erkennen und den Anwender darauf hinzuweisen, so dass am fertigen Bauteil keine Fehlstellen entstehen.
-
Bei den Betriebsweisen gibt es bei diesen Ausführungsformen keine grundlegenden Unterschiede. Gemäß 2 wird das Signal des Füllstandssensors 35 sowohl zu der Steuereinheit 16 als auch der Steuereinheit 70 der Stoffflusskontrollvorrichtung 50 geleitet, da dieses Signal, wie bereits beschrieben, sowohl für die bereitzustellende Menge des Harzes, wie auch der Steuerung der Ventile verwendet wird.
-
4 zeigt den prinzipiellen Ablauf der Steuerung der Vakuuminfusionsanlage gemäß der fünften Betriebsweise. Nachdem die Form 24 vorbereitet worden ist, also die Fasermatten eingelegt und mit der Vakuumfolie abgedeckt und die Vakuumanschlüsse, die Sensoren und Speiseleitungen angebracht wurden, wählt der Anwender über die Eingabeeinheit 16 oder 70 die gewünschten Sollwerte der Befüllung und startet im nächsten Schritt das Vakuum. Dieses saugt die Harzmischung aus dem Pufferbehälter 30 in die Form. Es beginnt nun ein sich wiederholender Vorgang des Messens der Befüllung und der Anpassung der Einstellungen der Drosselventile 90, falls die gemessenen Werte der Befüllung von den Sollwerten abweichen. Sobald die Messwerte ergeben, dass die Form komplett gefüllt ist, so endet die Befüllung. Es können an den Vakuumsaugpunkten und den Speisepunkten in die Form integriert Verschlusshähne vorgesehen sein. Nach Abschluss des Befüllungsvorgangs werden diese Hähne geschlossen, so dass im Anschluss die Speiseleitungen und der Vakuumanschluss entfernt werden können. Da hierfür die Aushärtezeit nicht abgewartet werden muss, kann mit mehreren Formen gearbeitet und die Taktzeiten deutlich erhöht werden.
-
Als Bauteile kommen bspw. Rotorblätter mit einer Länge von ca. 80 m in Frage. Allgemein ist die Erfindung für faserverstärkte Bauteile anwendbar, bei denen eine Werkstückform mittels Vakuum gefüllt wird. Dabei wird ein Zwei-Komponenten-Harz, wie bspw. ein Epoxidharz, mit einer Topfzeit von ca. 5 Stunden verwendet. Wenn auch in den Ausführungsbeispielen vier Speiseleitungen 40 verwendet werden, so ist die Erfindung auch bei einer kleineren oder größeren Anzahl von Speiseleitungen anwendbar.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007020338 A1 [0003]
