DE102013225412A1

DE102013225412A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Imprägnierung eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium sowie Transporteinrichtung für die Vorrichtung

Info

Publication number: DE102013225412A1
Application number: DE102013225412.1A
Authority: DE
Inventors: Jan Wessels
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2015-06-11

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium sowie auf eine Transportvorrichtung einer Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium und auf die entsprechende Vorrichtung, wobei eine wenigstens abschnittsweise perforierte Schutzfolie zumindest bereichsweise oberhalb einer Kontaktoberfläche einer Transporteinrichtung zum wenigstens Positionieren des Halbzeuges in einem Bearbeitungsbereich angeordnet, das Halbzeug auf einer Anordnungsoberfläche der Schutzfolie zum wenigstens abschnittsweisen Aufnehmen von Partikeln des Mediums, welche zumindest nach einem wenigstens abschnittsweisen Durchtränken des Halbzeuges mit dem Medium von einer Aufbringungsoberfläche des Halbzeuges in Richtung einer Auflageoberfläche des Halbzeuges über die Auflageoberfläche aus dem Halbzeug austreten, angeordnet und das Medium mittels wenigstens einer zumindest im Bearbeitungsbereich an einer der Schutzfolie abgewandten unteren Oberfläche der Transporteinrichtung anordenbaren Ansaugeinheit angesaugt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Imprägnierung eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium. Ferner betrifft die Erfindung eine Transportvorrichtung für eine Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium sowie die entsprechende Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium.
Grundlegend ist es bekannt, dass beispielsweise bei der Fertigung eines faserverstärkten Kunststoffes (FVK) in beispielsweise einem Nasspressverfahren ein Harzfilm auf der Oberseite eines textilen Halbzeuges aufgebracht wird. Durch insbesondere kapillare und gravimetrische Kräfte dringt dieses Harz in das Halbzeug ein. Nach einem Durchtränken bzw. nach dem Imprägnieren des Halbzeuges mit dem Harz wird das entsprechend getränkte bzw. mit dem Harz durchtränkte bzw. imprägnierte Halbzeug beispielsweise in ein Presswerkzeug transferiert, mittels welchem das durchtränkte Halbzeug zu einem entsprechenden Bauteil ausgeformt werden kann. Weist das textile Halbzeug jedoch eine Materialdicke bzw. -stärke auf, aufgrund welcher das auf die Oberfläche des Halbzeuges aufgebrachte Harz innerhalb zumindest einer definierte Zeitdauer entweder nicht tief genug in das Halbzeug selbst eindringen kann oder das Halbzeug lediglich teilweise durchtränkt, entstehen während des Imprägnierprozesses des Halbzeuges insbesondere auf der Unterseite des Halbzeuges sogenannte Trockenstellen. Um eine im Wesentlichen gleichmäßige Durchtränkung des Halbzeuges mittels des Harzes zu gewährleisten, ist es folglich grundlegend bekannt insbesondere im Bereich der Unterseite des Halbzeuges eine Ansaugeinrichtung anzuordnen. Dank dieser Absaug- bzw. Ansaugeinrichtung ist es möglich ein derartiges Druckgefälle innerhalb der Materialschicht des Halbzeuges zu erzeugen, sodass ein tieferes Eindringend des Harzes in die Materialschicht des Halbzeuges insbesondere innerhalb einer definierten Zeitdauer ermöglicht wird. Hierbei ist es jedoch als nachteilig anzusehen, dass insbesondere bei einem zu langen An- bzw. Absaugen des Harzes mittels der Ansaugeinrichtung dieses Harz insbesondere auf der Unterseite des Halbzeuges austreten kann, wodurch die Ansaugeinrichtung selbst verschmutzt und insbesondere beschädigt werden kann. Um eine derartige Verschmutzung der Ansaugeinrichtung zu vermeiden, ist es grundlegend bekannt zusätzliche Temperatursensoren zu verwenden, welche ca. 0,5–1 mm in die Unterseite des Halbzeuges eingebracht werden können und mittels denen eine Temperaturänderung, basierend auf dem Eindringen eines temperierten Harzes in das Halbzeug, detektiert werden kann. Mittels der Temperatursensoren kann folglich der Verlauf der Ausbreitung des Harzes innerhalb des Halbzeuges nachverfolgt werden, sodass bei einer Detektion einer definierten Temperaturänderung die Ansaugeinrichtung folglich adaptiv ausgeschaltet werden kann. Weist das Halbzeug jedoch entlang seiner Fläche eine unterschiedliche Materialdicke auf, so ist es im vorbenannten Verfahren erforderlich, dass beispielsweise der die Ansaugeinrichtung aufweisende Imprägniertisch derart segmentiert ist, dass die unterschiedliche Ansaugeinheiten mit jeweils eigenen Temperatursensoren derart kombiniert werden, dass jede Ansaugeinheit separat bei einer Detektion einer definierten Temperatur bzw. einer definierten Temperaturänderung deaktiviert werden kann. Die Dauer der Ansaugung bzw. Ansaugung des Harzes richtet sich dann folglich nach dem materialstärksten Bereich des Halbzeuges, in welchem länger angesaugt werden muss, als in einem Bereich, in welchem das Halbzeug eine dünnere Materialschicht aufweist. Das vorgenannte Verfahren erfordert folglich einen komplexen Aufbau eines Bearbeitungsbereiches zum Imprägnieren eines Halbzeuges mittels eines Harzes, wobei eine kontinuierliche Fertigung bei einer segmentierten Vorrichtung nachteilhaft nicht möglich ist. Das bedeutet, dass je nach Materialschichtdicke des Halbzeuges eine unterschiedliche Ansaugdauer erforderlich ist, sodass eine Ansaugung erst vollständig beendet werden kann, wenn auch die Temperatursensoreinheit im Bereich der dicksten Materialschicht des Halbzeuges eine Durchtränkung des Halbzeuges mit dem Harz detektiert hat. Eine Fertigung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen in Form einer kontinuierlichen und insbesondere getakteten Fertigung mit einem vordefinierten Zeitintervall ist unter den oben genannten Bedingungen folglich nicht realisierbar. Des Weiteren ist es denkbar, dass auch bei einer Deaktivierung der einzelnen Ansaugeinrichtungen, aufgrund des Detektierens einer bestimmten Temperatur bzw. Temperaturänderung, ein Weiterfließen des Harzes durch die Materialschichtdicke hin zu den Ansaugeinrichtungen selbst nicht verhindert werden kann. So ist es möglich, dass auch nach einer Deaktivierung der einzelnen Ansaugeinrichtungen das Harz aus dem Halbzeug hinausfließt und die einzelnen schon bereits deaktivierten Ansaugeinrichtungen verschmutzt und folglich beschädigt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zu einer Herstellung eines imprägnierten Halbzeuges, wie beispielsweise eines faserverstärkten Kunststoffes bzw. Kunststoffbauteils zumindest teilweise beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, eine Transportvorrichtung und eine Vorrichtung zum Imprägnieren zur Verfügung zu stellen, mittels welchen eine planbare und insbesondere zeitlich getaktete Herstellung von imprägnierten Halbzeugen und insbesondere faserverstärkten Kunststoffhalbzeugen in einfacher, kostengünstiger und prozesssicherer Weise ermöglicht wird. In vorteilhafter Weise soll zudem eine Beschädigung der Transportvorrichtung und auch der Vorrichtung zum Imprägnieren der Halbzeuge, insbesondere durch das Medium selbst, vermieden werden.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst zum einen durch ein Verfahren zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Des Weiteren wird die voranstehende Aufgabe gelöst durch eine Transportvorrichtung für eine Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium mit den Merkmalen gemäß Anspruch 5 und eine entsprechende Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium mit den Merkmalen des Anspruches 11. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung sowie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann das erfindungsgemäße Verfahren auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Imprägnierung eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium weist zumindest die folgenden Schritte auf:

– Anordnen einer wenigstens abschnittsweise perforierten Schutzfolie zumindest bereichsweise oberhalb einer Kontaktoberfläche einer Transporteinrichtung zum wenigstens Positionieren eines Halbzeuges in einem Bearbeitungsbereich,
– Anordnen des Halbzeug es auf einer Anordnungsoberfläche der Schutzfolie zum wenigstens abschnittsweisen Aufnehmen von Partikeln des Mediums, welche zumindest nach einem wenigstens abschnittsweisen Durchtränken des Halbzeuges mit dem Medium von einer Aufbringungsoberfläche des Halbzeuges in Richtung einer Auflageoberfläche des Halbzeuges über die Auflageoberfläche aus dem Halbzeug austreten, und
– Ansaugen des Mediums mittels wenigstens einer zumindest im Bearbeitungsbereich an einer der Schutzfolie abgewandten unteren Oberfläche der Transporteinrichtung anordenbaren Ansaugeinheit.

Vorteilhaft wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Halbzeug, welches beispielsweise ein textiles Halbzeug ist, derart mit einem fließfähigen Medium bzw. einem flüssigen oder teigförmigen Medium durchtränkt, dass dadurch vorteilhaft ein faserverstärktes Kunststoffformteil und insbesondere ein kohlenstofffaserverstärktes Kunststoffformteil hergestellt werden kann. Bei derartigen faserverstärkten Werkstoffen wird folglich durch die Einlagerung von Fasern und insbesondere Kohlenstofffasern innerhalb eines Mediums, wie eines Kunststoffmediums ein faserverstärkter Werkstoff erzeugt, welcher höchsten Anforderungen genügt. Das zur Imprägnierung des Halbzeuges verwendete Medium kann beispielsweise aus Paraffinen hergestellt sein, wobei auch Wachse, Kunstharze oder Silikone verwendet werden können. Im Rahmen der Erfindung wird das zu imprägnierende Halbzeug auf einer Anordnungsoberfläche einer Schutzfolie angeordnet, bevor das Halbzeug mit dem fließfähigen Medium zumindest bereichsweise in Kontakt gebracht wird. Die Schutzfolie weist insbesondere abschnittsweise perforierte Bereiche auf und kann vorteilhaft, zumindest bereichsweise, aus einem Kunststoff, wie beispielsweise Polyethylen, Polyprophylen oder auch Teflon bestehen. Es ist zudem auch denkbar, dass die Schutzfolie mehr als ein Material und insbesondere zwei in Lagen bzw. Schichten übereinander angeordnete Materialien aufweist, wobei beispielsweise eine erste Schicht, nämlich die Trägerschicht ein im Wesentlichen formstabiles und vorteilhaft reißfestes Material und insbesondere Kunststoffmaterial, wie zum Beispiel Polyethylen aufweist, während die zweite und vorteilhaft auf der Trägerschicht angeordnete Anlagerungsschicht bzw. Aufsaugungsschicht beispielsweise ein flexibles und insbesondere saugfähiges Material, wie Polyurethanschaumstoff zum Aufsaugen von Partikeln des Mediums aufweist. Demzufolge wäre es auch möglich, dass insbesondere die Trägerschicht großporigere Perforierungsbereiche aufweist, als die Aufsaugungsschicht, um vorteilhaft ein Ansaugen des Mediums durch das Halbzeug zu ermöglichen, jedoch zudem auch ein Aufsaugen des Mediums und insbesondere der aus dem Halbzeug austretenden Partikel des Mediums zu gewährleisten. Die oberhalb einer Kontaktoberfläche der Transporteinrichtung angeordnete Schutzfolie dient dabei vorteilhaft zum Beabstanden des Halbzeuges zu der Transporteinrichtung, wobei die Transporteinrichtung selbst weiterhin vorteilhaft dazu dient das Halbzeug zumindest in einem Bearbeitungsbereich zu positionieren. Vorteilhaft dient die Transporteinrichtung dazu das Halbzeug aus einem Übernahmebereich in den Bearbeitungsbereich und vorteilhaft von dem Bearbeitungsbereich zu einem Übergabebereich zu transportieren. Demzufolge dient die Transporteinrichtung vorteilhaft dazu das zu imprägnierende Halbzeug entlang wenigstens eines Abschnittes einer Transportstrecke bzw. eines Transportpfades insbesondere in Transportrichtung bzw. Bewegungsrichtung der Transporteinrichtung zu transportieren bzw. zu bewegen. Die zumindest im Bearbeitungsbereich angeordnete Absaugeinheit bzw. Ansaugeinheit ist im Bereich einer der Schutzfolie abgewandten unteren Oberfläche der Transporteinrichtung angeordnet und dient folglich dazu ein Druckgefälle innerhalb der Materialschicht des Halbzeuges zu erzeugen, dank welchem das auf das Halbzeug aufgebrachte Medium durch die Materialschichtdicke bzw. -stärke des Halbzeuges gesaugt wird, um das Halbzeug vorteilhaft vollumfänglich und insbesondere gleichmäßig mit dem Medium zu durchtränken bzw. zu imprägnieren. Unter einem Durchtränken bzw. Tränken wird im Sinne der vorliegenden Erfindung vorteilhaft ein Imprägnieren des Halbzeuges mit dem Medium verstanden, wobei auch ein nachfolgender Vernetzungsprozess zur Vernetzung der Fasern des Mediums innerhalb beispielsweise eines Presswerkzeuges ein Bestandteil bzw. ein Verfahrensschritt bei der Imprägnierung eines Halbzeuges sein kann. Vorteilhaft dient die Schutzfolie dazu das Medium und insbesondere Partikel des Mediums, welche durch die Materialschichtdicke des Halbzeuges von einer Aufbringungsoberfläche zu einer Auflageoberfläche des Halbzeuges mittels der Ansaugeinrichtung gesaugt werden, derart aufzufangen, dass auch die über die Auflageoberfläche des Halbzeuges aus dem Halbzeug austretenden Partikel des Mediums vorteilhaft nicht auf die Transporteinrichtung und insbesondere nicht in den Bereich der Ansaugeinheit gelangen, um folglich eine Beschädigung und Verschmutzung der Ansaugeinheit selbst zu verhindern. Demzufolge ist die Schutzfolie insbesondere im Bearbeitungsbereich zwischen dem Halbzeug und der Transporteinrichtung angeordnet. Um ein entsprechendes Druckgefälle in der Materialschicht des Halbzeuges zu bewirken, ist es vorteilhaft, dass die Transporteinrichtung und insbesondere die Materialschicht der Transporteinrichtung sowie auch die Schutzfolie und insbesondere die Materialschicht der Schutzfolie perforierte Abschnitte bzw. Bereiche aufweist, durch welche hindurch eine An- bzw. Absaugung des Mediums durch bzw. aus dem Halbzeug und insbesondere dessen Materialschicht ermöglich werden kann. Im Rahmen der Erfindung wird unter einem Halbzeug eine vorgefertigte Rohmaterialform und folglich ein halbfertiges Material verstanden, welches mittels eines Imprägnierprozesses und/oder eines Verformungsprozesses zu einem entsprechenden Bauteil weiterentwickelt werden kann.
Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren denkbar, dass das Medium wenigstens auf einem Abschnitt der Aufbringungsoberfläche des Halbzeugs mittels einer entsprechenden Aufbringungseinrichtung aufgebracht wird. Insbesondere beim Vorliegen einer Sprühimprägnierung wäre es folglich denkbar, dass das Medium mittels eines Sprühkopfes bzw. einer Düse auf die Aufbringungsoberfläche des Halbzeuges aufgebracht wird. Des Weiteren ist es denkbar, dass nicht die vollständige Aufbringungsoberfläche mit dem Medium beaufschlagt wird, sondern lediglich definierte Bereiche.
Des Weiteren ist es möglich, dass die Schutzfolie aus einer Folienzuführeinheit hinaus und entlang zumindest eines Abschnitts der Transporteinrichtung bis in eine Folienaufnahmeeinheit hinein bewegt wird. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die Schutzfolie selbst in Form einer Folienbahn vorliegt, welche aus der Folienzuführeinheit über einen Abschnitt der Transporteinrichtung bis in eine Folienaufnahmeeinheit hinein geführt ist. Vorteilhaft wird die Schutzfolie über die gesamte Transportstrecke mit der Transporteinrichtung derart mitgeführt, dass die Transporteinrichtung insbesondere von einem Übernahmebereich bis zu einem Bearbeitungsbereich und vorteilhaft vom Bearbeitungsbereich bis zu einem Übergabebereich im Wesentlichen vollständig von der Schutzfolie abgedeckt ist. Es ist des Weiteren jedoch auch möglich, dass die Transporteinrichtung lediglich im Bearbeitungsbereich, innerhalb welchem die Aufbringungseinrichtung das Medium auf wenigstens einen Abschnitt der Aufbringungsoberfläche des Halbzeuges aufbringt, die Transporteinrichtung abdeckt. Vorteilhaft sind die Folienzuführeinheit sowie auch die Folienaufnahmeeinheit austauschbar bzw. auswechselbar. Das bedeutet, dass die Folienzuführeinheit, aus welcher die Schutzfolie entnommen und der Transporteinrichtung zugeführt wird, wobei die hieraus entnommene Schutzfolie im Wesentlichen eine saubere, d. h. nicht mit Partikeln des Medium verunreinigte Schutzfolie ist, bei Entleerung einfach durch eine mit sauberer Schutzfolie befüllte Folienzuführeinheit ausgewechselt werden kann. Vergleichbares gilt für die Folienaufnahmeeinheit, welche zumindest die mit den Partikeln des Mediums verschmutzen Bereiche und insbesondere die gesamte entlang wenigstens eines Bereiches der Transporteinrichtung transportierte bzw. bewegte Schutzfolie aufnimmt. Das bedeutet, dass nach vollständiger Befüllung der Folienaufnahmeeinheit mit verschmutzter Schutzfolie auch diese Einheit einfach durch eine entsprechend leere Folienaufnahmeeinheit ausgetauscht werden kann.
Es ist des Weiteren denkbar, dass die Transporteinrichtung und die Schutzfolie zumindest zeitweise mit einer gleichen Geschwindigkeit in Transportrichtung entlang wenigstens eines Abschnittes eines Transportpfades bewegt werden, wobei der Transportpfad sich wenigstens von einem Übernahmebereich zu einem Bearbeitungsbereich und vorteilhaft auch von einem Bearbeitungsbereich zu einem Übergabebereich erstreckt. Der Übernahmebereich ist dabei insbesondere der Bereich, innerhalb welchem zumindest das zu imprägnierende Halbzeug von einem beispielsweise vorausgehenden Herstellungsprozess bzw. Zulieferungsprozess in den Vorrichtungsbereich zum imprägnieren des Halbzeuges übernommen wird, während der Übergabebereich insbesondere den Bereich darstellt, innerhalb welchem das mit dem Medium durchtränkte Halbzeug beispielsweise einem nachfolgenden Bearbeitungsprozess oder insbesondere einem Ablieferungsprozess übergeben wird. Ein nachfolgender Bearbeitungsprozess des mit dem fließfähigen Medium durchtränkten Halbzeuges könnte beispielsweise ein Formen des Halbzeuges zu einem Bauteil innerhalb eines Press- bzw. Umformwerkzeuges sein, innerhalb welchem das zumindest abschnittsweise mit dem Medium getränkte Halbzeug eine definierte konstruktive Form erhält, und innerhalb welchem insbesondere die Vernetzung der Makromoleküle des Mediums erfolgen. Folglich ist es möglich, dass insbesondere das Umformen bzw. das Pressen des mit dem fließfähigen Medium getränkten Halbzeuges unter Einsatz von Druck und/oder Wärme während eines Umform- bzw. Pressprozesses ein Bestandteil des Verfahrens zum Imprägnieren des Halbzeuges darstellt. Vorteilhaft ist es möglich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine kontinuierliche Fertigung eines insbesondere faserverstärkten Kunststoffformteiles zu ermöglichen. Eine derartige kontinuierliche Fertigung ermöglicht zudem die Reduzierung von Zykluszeiten und Herstellungskosten sowie von zusätzlichen Handhabungsschritten.
Des Weiteren wird eine Transportvorrichtung für eine Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium beansprucht, wobei die Transportvorrichtung eine Transporteinrichtung wenigstens zum Positionieren des Halbzeuges in einem Bearbeitungsbereich und zumindest eine wenigstens eine Ansaugeinheit aufweisende Bearbeitungseinrichtung zum zumindest Ansaugen des das Halbzeug zumindest abschnittsweise durchdringenden Mediums aufweist. Die erfindungsgemäße Transportvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest abschnittsweise perforierte Schutzfolie zum wenigstens abschnittsweisen Aufnehmen von Partikeln des Mediums, welche zumindest nach einem Durchtränken des Halbzeuges mit dem Medium von einer Aufbringungsoberfläche des Halbzeuges in Richtung einer Auflageoberfläche des Halbzeuges über die Auflageoberfläche aus dem Halbzeug austreten, zumindest abschnittsweise oberhalb einer Kontaktoberfläche der Transporteinrichtung angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Transportvorrichtung weist folglich eine Transporteinrichtung auf, welche dazu dient das zu imprägnierende Halbzeug zumindest innerhalb eines Bearbeitungsbereiches zu positionieren und insbesondere zu halten. Weiterhin weist die erfindungsgemäße Transportvorrichtung eine Schutzfolie auf, welche zumindest innerhalb des Bearbeitungsbereiches oberhalb einer Kontaktoberfläche der Transporteinrichtung angeordnet ist. Die Transporteinrichtung dient nicht nur dazu das zu imprägnierende Halbzeug innerhalb des Bearbeitungsbereiches zu positionieren, sondern auch zum Transportieren des zu imprägnierenden Halbzeuges von einem Übernahmebereich zu einem Bearbeitungsbereich und vorteilhaft auch zum Transportieren des mit dem Medium wenigstens abschnittsweise durchtränkten Halbzeuges von dem Bearbeitungsbereich zu einem Übergabebereich. Folglich ist es auch denkbar, dass die Schutzfolie nicht nur im Bearbeitungsbereich oberhalb einer Kontaktoberfläche der Transporteinrichtung angeordnet ist, sondern sich von dem Übernahmebereich zu dem Bearbeitungsbereich und/oder auch von dem Bearbeitungsbereich zu dem Übergabebereich erstreckt oder (mit)geführt wird bzw. (mit)bewegt wird. Vorteilhaft weist die Bearbeitungseinrichtung neben wenigstens einer Ansaugeinheit zumindest wenigstens einen Temperatursensor auf, mittels welchem eine Temperaturänderung innerhalb des Halbzeuges gemessen werden kann. Dabei ist es denkbar, dass der Temperatursensor insbesondere derart angeordnet ist, dass dieser in das Halbzeug und insbesondere in einen unteren Bereich der Materialschicht des Halbzeugs, wenigstens während eines Durchtränkungsvorganges des Halbzeuges mit dem Medium, eingebracht werden kann. Es ist des Weiteren auch denkbar, dass der Temperatursensor lediglich im Bereich der Schutzfolie und insbesondere in der Materialschichtdicke der Schutzfolie angeordnet wird oder sich lediglich bis in den Bereich bzw. die Materialschichtdicke der Transporteinrichtung, ausgehend von der Bearbeitungseinrichtung, erstreckt.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass die Bearbeitungseinrichtung in einem Bereich einer der Kontaktoberfläche der Transporteinrichtung abgewandten unteren Oberfläche der Transporteinrichtung angeordnet ist. Die Kontaktoberfläche der Transporteinrichtung ist dabei vorteilhaft diejenige Oberfläche, welche die Schutzfolie und insbesondere die der Anordnungsoberfläche der Schutzfolie abgewandte Oberfläche der Schutzfolie kontaktiert. Dies bedeutet, dass die Schutzfolie selbst im Bereich der Kontaktoberfläche der Transporteinrichtung angeordnet ist, während die Bearbeitungseinrichtung und insbesondere die wenigstens eine Ansaugeinheit der Bearbeitungseinrichtung an einer unteren Oberfläche der Transporteinrichtung angeordnet ist, wobei die untere Oberfläche der Kontaktoberfläche gegenüberliegt.
Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren denkbar, dass die Transporteinrichtung ein wenigstens abschnittsweise perforiertes Transportband ist, welches über wenigstens zwei Umlenkbereiche beweglich geführt ist. Die Transporteinrichtung und insbesondere das Transportband kann dabei beispielsweise ein Metallband, wie zum Beispiel ein Edelstahlband sein. Es ist des Weiteren jedoch auch denkbar, dass die Transporteinrichtung ein aus Gewebe bestehendes Band ist, welches beispielsweise ein RZ-Gewebe aufweist, welches aus einer Kombination eines monophilen Fadens mit Viskosefäden besteht. Es ist des Weiteren denkbar, dass für das Transportband ein Interwoven-Polyestergewebe, ein Bauwollgewebe mit einem Polyesterfaden oder ein Flüstergewebe zur Anwendung kommt. Zudem ist es möglich, dass das Transportband ein Deckschichtmaterial aufweist, welches beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyethylen, Hydrel, Niflex, Silikon oder auch Filz sein kann. Als Umlenkbereiche können beispielsweise Umlenkrollen dienen, um welche das Transportband geführt ist. Dabei ist vorteilhaft eine der Umlenkrollen und besonders vorteilhaft mehr als eine Umlenkrolle zur Drehung um eine entsprechende Drehachse angetrieben, wobei für einen Antrieb beispielsweise ein Elektromotor dienlich sein kann. Um eine Anordnung einer Bearbeitungseinrichtung und insbesondere der Ansaugeinheit an der unteren Oberfläche des Transportbandes zu ermöglichen, wäre es folglich auch denkbar, dass das Transportband über insbesondere drei, vier oder mehr Umlenkeinrichtungen bzw. -bereiche und insbesondere Umlenkrollen geführt wird, wodurch ein hinreichender Abstand zwischen dem bewegbaren Bereich des Transportbandes, welcher entlang wenigstens eines Abschnittes des Transportpfades in Transportrichtung geführt wird und dem bewegbaren Bereich des Transportbandes, welcher entlang wenigstens eines Abschnittes des Transportpfad in zu der Transportrichtung entgegengesetzten Richtung geführt wird, ermöglicht werden könnte.
Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren möglich, dass die Schutzfolie eine zumindest abschnittsweise perforierte Folienbahn ist, welche sich ausgehend von einer Folienzuführeinheit wenigstens bereichsweise entlang eines Transportpfades bis zu einer Folienaufnahmeeinheit erstreckt. Vorteilhaft erstreckt sich der Transportpfad dabei beispielsweise zumindest innerhalb des Bearbeitungsbereiches, wobei es auch denkbar ist, dass sich der Transportpfad von einem Übernahmebereich bis hin zum Bearbeitungsbereich und/oder von dem Bearbeitungsbereich zu einem Übergabebereich erstreckt. Die genannte Folienzuführeinheit kann dabei beispielsweise eine Auslasstrommel sein, aus welcher die insbesondere in Form einer Folienbahn vorliegende Schutzfolie entnommen bzw. ausgerollt bzw. abgerollt wird. Demzufolge ist es denkbar, dass die Folienaufnahmeeinheit eine Aufnahmetrommel ist, welche insbesondere die mit Partikeln des Mediums beschmutzte bzw. verunreinigte Folienbahn aufnimmt bzw. aufwickelt. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Schutzfolie und insbesondere die als Folienbahn ausgestaltete Schutzfolie über Umlenkbereiche bzw. Ausrichtungsbereiche geführt wird, mittels welchen die Folienbahn entlang wenigstens eines Abschnittes einer definierten Transportbahn bzw. entlang wenigstens eines Abschnittes eines definierten Transportpfades bewegt werden kann. Vorteilhaft weist die Bewegung der Folienbahn entlang wenigstens eines Abschnittes des Transportpfades eine vergleichbare und vorteilhaft identische Geschwindigkeit wie die Bewegung der Transporteinrichtung und insbesondere der als Transportband ausgestalteten Transporteinrichtung auf.
Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren möglich, dass die Schutzfolie derart oberhalb der Kontaktoberfläche der Transporteinrichtung angeordnet ist, dass die Schutzfolienperforierung, das heißt die Perforierung der Schutzfolie, zumindest bereichsweise versetzt zu der Transporteinrichtungsperforierung, das heißt der Perforierung der Transporteinrichtung angeordnet ist. So ist es folglich denkbar, dass wenn insbesondere die Schutzfolie eine lediglich bereichsweise Perforierung aufweist, während auch die Transporteinrichtung eine lediglich bereichsweise Perforierung aufweist, die perforierten Abschnitte der Schutzfolie nicht die perforierten Abschnitte des Transportbandes überlagern. Demzufolge wäre es vorteilhaft möglich, dass zumindest die Perforierungsabschnitte der Schutzfolie nicht oberhalb der Perforierungsabschnitte der Transporteinrichtung angeordnet sind. Hierdurch könnte vorteilhaft ein Durchfließen des Mediums durch die Schutzfolie zu dem Transportband und insbesondere durch die Perforierung der Schutzfolie und die Perforierung des Transportbandes in Richtung der Bearbeitungseinrichtung und insbesondere der Ansaugeinheit vermieden werden.
Es ist des Weiteren denkbar, dass eine Schutzfolienperforierung, das bedeutet die Perforierung der Schutzfolie, und eine Transporteinrichtungsperforierung, das bedeutet die Perforierung der Transporteinrichtung sich zumindest hinsichtlich der Größe, der Form, der Menge oder der Anordnung zueinander unterscheiden. Demzufolge ist es möglich, dass die Schutzfolie eine größere Perforierung aufweist, als die Transporteinrichtung oder vice versa. Es ist des Weiteren möglich, dass die Perforierung der Schutzfolie versetzt zu der Perforierung der Transporteinrichtung angeordnet ist usw. Als Perforierung bzw. Perforation wird im Rahmen der Erfindung eine Durchlochung der Materialschicht der Schutzfolie sowie der Materialschicht der Transporteinrichtung verstanden. Die Perforation weist folglich eine Anordnung einer Mehrzahl von Löchern bzw. Durchlochungen auf, welche hinsichtlich ihrer Anordnung zueinander, der Menge, ihrer Form sowie auch ihrer Größe insbesondere bei der Schutzfolie im Vergleich zu der Transporteinrichtung unterschiedlich ausgestaltet sein können. So ist es folglich möglich, dass die Schutzfolie eine Perforation aufweist, welche insbesondere kleindimensionierte Durchlochungen in kreisförmiger Form aufweist, welche eine vornehmlich geringere Größe besitzen, als die Durchlochungen der Perforation der Transporteinrichtung, welche folglich großdimensioniert sind und beispielsweise auch eine quadratische Form aufweisen können.
Bei der beschriebenen erfindungsgemäßen Transportvorrichtung für eine Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium weist zumindest eine Transportvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 5 bis 10 bzw. eine Transportvorrichtung der vorgenannten Art, und zumindest eine Aufbringungseinheit zum Aufbringen des Mediums auf wenigstens einem Abschnitt einer Aufbringungsoberfläche des Halbzeuges auf.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium sowie zu einer Transportvorrichtung für eine Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges beschrieben worden sind.
Eine erfindungsgemäße Transportvorrichtung für eine Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium sowie eine entsprechende Vorrichtung und ein Verfahren zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Transportvorrichtung für eine Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges,
2 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform einer Transporteinrichtung sowie auf einen Ausschnitt einer ersten Ausführungsform einer Schutzfolie,
3 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Transporteinrichtung und auf einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Schutzfolie,
4 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer dritten Ausführungsform einer Transporteinrichtung sowie auf einen Ausschnitt einer dritten Ausführungsform einer Schutzfolie,
5 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer vierten Ausführungsform einer Transporteinrichtung sowie auf einen Ausschnitt einer vierten Ausführungsform einer Schutzfolie,
6 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer fünften Ausführungsform einer Transporteinrichtung sowie auf einen Ausschnitt einer fünften Ausführungsform einer Schutzfolie, und
7 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium innerhalb einer Produktionslinie.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 7 jeweils mit denselben Bezugszeigen versehen.
In der 1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Transportvorrichtung 1 für eine Vorrichtung zum Imprägnieren eines Halbzeuges mit einem fließfähigen Medium gezeigt, wobei die Transportvorrichtung 1 eine Transporteinrichtung 5, insbesondere in Form eines Transportbandes aufweist, welche über vier Umlenkbereiche 6.1 bis 6.4 in Transportrichtung T bzw. in Bewegungsrichtung R bewegt wird. Hierbei ist es denkbar, dass zumindest einer der Umlenkbereiche 6.1 bis 6.4, welche in Form beispielsweise von Umlenkrollen ausgestaltet sein können, mittels einer entsprechenden, hier nicht gezeigten, Antriebseinrichtung, wie beispielsweise einem Elektromotor angetrieben wird, um eine Bewegung der Transporteinrichtung 5 und insbesondere des Transportbandes zu gewährleisten. Hierbei ist es denkbar, dass die Transporteinrichtung 5 in reibschlüssiger und/oder formschlüssiger Verbindung mit den Umlenkbereichen 6.1 bis 6.4 und insbesondere den Umlenkrollen derart interagiert, dass während einer Drehbewegung der Umlenkbereiche 6.1 bis 6.4 um eine entsprechende Drehachse D (in der 1 schematisch nur an dem ersten Umlenkbereich 6.1 dargestellt) die Transporteinrichtung 5 entlang der Bewegungsrichtung B und folglich auch entlang der Transportrichtung T zumindest zeitweise bewegt werden kann. Des Weiteren ist in der 1 eine Schutzfolie 3 aufgezeigt, welche insbesondere in Form einer Folienbahn und vornehmlich einer Schutzfolienbahn vorliegt. Die Schutzfolie 3 weist insbesondere eine Anordnungsoberfläche 3.1 auf, auf welcher das zu imprägnierende Halbzeug (hier nicht gezeigt) zumindest während eines Bearbeitungsprozesses aufgebracht bzw. angeordnet wird. Des Weiteren weist die Schutzfolie 3 eine Berührungsoberfläche 3.2 auf, die der Anordnungsoberfläche 3.1 gegenüber liegt und zumindest zeitweise eine Kontaktoberfläche 5.1 der Transporteinrichtung 5 kontaktiert. Die Schutzfolie 3 erstreckt sich vornehmlich ausgehend von einer Folienzuführeinheit 4.1 zu einer Folienaufnahmeeinheit 4.2, welche in Form einer Auslasstrommel bzw. Aufnahmetrommel ausgestaltet sein können. Demzufolge wird die Schutzfolie 3 aus der Folienzuführeinheit 4.1 heraus bis in die Folienaufnahmeeinheit 4.2 hinein bewegt. Vorteilhaft erstreckt sich die Schutzfolie 3 entlang wenigstens eines Abschnittes des Transportpfades P, welcher sich vorteilhaft zumindest von einem Übernahmebereich A bis zu einem Bearbeitungsbereich B und vorteilhaft weiter bis zu einem Übergabebereich C erstreckt. Insbesondere in einem Bearbeitungsbereich B, in welchem die Schutzfolie 3 die Transporteinrichtung 5 zumindest derart teilweise kontaktiert, dass eine Berührungsoberfläche 3.2 der Schutzfolie 3 zumindest abschnittsweise eine Kontaktoberfläche 5.1 der Transporteinrichtung 5 überdeckt, ist eine Bearbeitungseinrichtung 9, welche mindestens eine und vorteilhaft eine Mehrzahl von Ansaugeinheiten 9.1 aufweist, angeordnet. Es ist zudem auch denkbar, dass die Bearbeitungseinrichtung 9 neben der wenigstens einen Ansaugeinheit 9.1 zusätzlich, hier nicht gezeigte, Temperatursensoren aufweist, um beispielsweise ein Fließen des Mediums durch ein hier nicht gezeigtes Halbzeug detektieren zu können. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Ansaugeinheiten 9.1 direkt bis an die untere Oberfläche 5.2 der Transporteinrichtung 5 anordenbar bzw. heranfahrbar, um ein Ansaugen eines fließfähigen Mediums (hier nicht gezeigt) durch ein in diesem Bearbeitungsbereich B angeordnetes Halbzeug zu ermöglichen. Es ist des Weiteren möglich, dass die Schutzfolie 3 und insbesondere die Schutzfolienbahn sich nicht, wie in der 1 gezeigt, entlang wenigstens eines Abschnittes des Transportpfades P zusammen mit der Transporteinrichtung 5 und insbesondere dem Transportband erstreckt, sondern im Wesentlichen sich derart senkrecht zu und vorteilhaft parallel beabstandet zu dem Transportpfad P erstreckt, dass vornehmlich lediglich im Bearbeitungsbereich B eine Überlappung der Transporteinrichtung 5 und insbesondere der Kontaktoberfläche 5.1 der Transporteinrichtung 5 mit der Schutzfolie 3 stattfindet. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Ansaugeinheiten 9.1 nicht direkt an der unteren Oberfläche 5.2 der Transporteinrichtung 5 angeordnet sind, sondern sich vielmehr derart parallel zur unteren Oberfläche 5.2 der Transporteinrichtung 5 erstrecken, dass folglich ein Unterdruck in einer an der unteren Oberfläche 5.2 der Transporteinrichtung 5 angeordneten Druckkammer erzeugt werden muss, um ein Ansaugen des das Halbzeug durchfließenden Mediums zu ermöglichen. Des Weiteren wäre es denkbar, dass auch die Bearbeitungsvorrichtung 9 und insbesondere die Ansaugeinheiten 9.1 in Transportrichtung T bzw. entgegen der Transportrichtung T transversal verschiebbar angeordnet sein können. Neben der Ausgestaltung einer Transporteinrichtung 5 in Form eines Transportbandes und/oder einer Schutzfolie in Form einer Schutzfolienbahn wäre es zudem auch denkbar, dass die Transporteinrichtung 5 aus beispielsweise auf Schienen gleitenden Schlitteneinheiten besteht, welche eine entsprechende perforierte Materialschicht aufweisen, auf welcher eine vorzugsweise perforierte Schutzfolie aufgebracht ist. Die einzelnen Schlitten bzw. Transporttische könnten demnach innerhalb von Schienen entlang eines Transportpfades P bewegt werden, wobei in einem derartigen Ausführungsbeispiel jeder Transporttisch eine eigene Bearbeitungsvorrichtung und insbesondere eigene Ansaugeinheiten aufweist.
In den 2 bis 5 sind jeweils Draufsichten auf einen Ausschnitt einer Transporteinrichtung 5 sowie einer Schutzfolie 3 in verschiedenen Ausführungsformen gezeigt. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Transporteinrichtung 5, welche beispielsweise in Form eines Transportbandes ausgestaltet sein kann, eine durchgehende Transporteinrichtungsperforierung 40 aufweist. Demzufolge ist es auch denkbar, dass die Schutzfolie 3, welche insbesondere in Form einer Folienbahn 3 vorliegen kann, eine durchgehende Folienperforierung 50 aufweist. Dies bedeutet, dass sich die Perforierungen 40 bzw. 50 der Transporteinrichtung 5 bzw. der Schutzfolie 3 über die gesamte in Längsrichtung L1 und Breitenrichtung L2 betrachtete Fläche der Transporteinrichtung 5 bzw. der Schutzfolie 3 erstrecken. Des Weiteren ist es möglich, dass die Transporteinrichtungsperforierung 40 eine zu der Folienperforierung 50 unterschiedliche Größe aufweist. Das bedeutet, dass die Folienperforierung 50 beispielsweise eine kleiner dimensionierte Lochgröße besitzt, als die Transporteinrichtungsperforierung 40. Demzufolge wäre es auch möglich, dass die Folienperforierung 50 alternativ oder auch zusätzlich eine andere Form aufweist, als die Transporteinrichtungsperforierung 40, wie beispielsweise in der 6 gezeigt, in welcher die Folienperforierung 50 der Schutzfolie 3 eine im Wesentlichen quadratische Lochung besitzt, während die Transporteinrichtungsperforierung 40 eine im Wesentlichen kreisförmige bis achteckige Perforierung bzw. Lochung aufweist. Es ist des Weiteren möglich, dass die Transporteinrichtung 5 sowie auch die Schutzfolie 3 lediglich vereinzelte Perforierungsbereiche aufweist, wie insbesondere in den 3 bis 5 gezeigt. So erstreckt sich, wie beispielsweise die 3 zeigt, die Perforierung und insbesondere die Transporteinrichtungsperforierung 40 der Transporteinrichtung 5 lediglich in einem mittleren Bereich 5.3 entlang der gesamten Länge L1 der Transporteinrichtung 5. Dementsprechend wäre es auch möglich, dass sich die Folienperforierung 50 der Schutzfolie 3 in einem mittleren bzw. zentralen Bereich 3.3 der Schutzfolie 3 entlang vornehmlich der gesamten Länge L1 der Schutzfolie 3 erstreckt. Demzufolge weisen die Schutzfolie 3 sowie auch die Transporteinrichtung 5 insbesondere Randbereiche 3.4 bzw. 5.4 auf, in welchen die Transporteinrichtung 5 bzw. die Schutzfolie 3 keine Perforierung und demzufolge keine Lochung aufweist. Es ist des Weiteren möglich, dass die Perforierungen 40 bzw. 50 der Transporteinrichtung 5 bzw. der Schutzfolie 3 lediglich in definierten Bereichen der Transporteinrichtung 5 bzw. der Schutzfolie 3 angeordnet sind, wobei es zudem denkbar ist, dass insbesondere der Bereich der Folienperforierung 50 einen Bereich der Transporteinrichtung 5 überdeckt, welcher keine Transporteinrichtungsperforierung 40 aufweist, wie insbesondere in der 4 gezeigt. Die einzelnen Bereiche der Transporteinrichtungsperforierung 40 bzw. der Folienperforierung 50 der Transporteinrichtung 5 bzw. der Schutzfolie 3 können dabei in einen mittleren bzw. zentralen Bereich 5.3 der Transporteinrichtung 5 bzw. in einem zentralen Bereich 3.3 der Schutzfolie 3 oder auch in einem Randbereich 3.4 der Schutzfolie 3 bzw. 5.4 der Transporteinrichtung 5 angeordnet sein. Wie insbesondere in der 5 gezeigt, ist es zudem auch denkbar, dass zum Beispiel die Transporteinrichtung 5 lediglich einen Bereich mit einer Transporteinrichtungsperforierung 40 aufweist, welcher zudem eine andere Form und/oder Größe hinsichtlich der Durchlochung aufweist, als beispielsweise die Schutzfolie 3, die wie in der 5 gezeigt entlang ihrer kompletten Länge L1 und Breite L2 eine Folienperforierung 50 aufweist. Welche Form die Durchlochung der Perforierung 40, 50 oder auch die Größe der Durchlochung der Perforierung 40, 50 aufweist oder auch welche Anordnung die Perforierung 40, 50 entlang der Länge L1 bzw. der Breite L2 der Transporteinrichtung 5 bzw. der Schutzfolie 2 besitzt, ist in den 2 bis 6 lediglich beispielhaft dargestellt und begründet keine Vollständigkeit. Das bedeutet, dass die Ausgestaltung der Perforierung 40, 50 jede erdenkliche Form, Größe und Anordnung auf der Transporteinrichtung 5 bzw. der Schutzfolie 3 selbst sowie auch zwischen der Transporteinrichtung 5 und der Schutzfolie 3 untereinander aufweisen kann.
In der 7 ist eine Seitenansicht auf eine Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zum Imprägnieren eines Halbzeuges 2 mit einem fließfähigen Medium 7 innerhalb einer Produktionslinie 200 gezeigt. Die Vorrichtung 10 weist hierbei insbesondere eine in der 1 gezeigte Transportvorrichtung 1 zum Transportieren des Halbzeuges 2 entlang wenigstens eines Abschnittes eines Transportpfades P in einer Transportrichtung T auf. Wie in der 7 gezeigt, werden eine Mehrzahl an Halbzeugen 2 mittels beispielsweise einer mobilen Lagerungseinheit 30 in einen Übernahmebereich A der Transportvorrichtung 1 transportiert bzw. gebracht. Innerhalb der Lagerungseinheit 30 sind die Halbzeuge 2 vornehmlich übereinander gelagert bzw. gestapelt, wobei insbesondere Abstandshalterelemente 31 derart zwischen den Halbzeugen 2 angeordnet sind, dass diese vorteilhaft voneinander zumindest bereichsweise beabstandet gelagert und transportiert werden können. Mittels einer Greifeinheit 60, welche, wie in der 7 gezeigt, in Form eines Roboterarms ausgestaltet sein kann, werden die einzelnen Halbzeuge 2 aus der Lagerungseinheit 30 entnommen und im Übernahmebereich A der Transportvorrichtung 1 übergeben. Dabei ordnet die Greifeinheit 60 das entnommene Halbzeug 2 oberhalb einer Schutzfolie 3 und insbesondere auf der Anordnungsoberfläche 3.1 der Schutzfolie 3 an. Aufgrund der vorteilhaften Bewegung der Transporteinrichtung 5 in Transportrichtung T sowie der Bewegung der Schutzfolie 3 vorteilhaft ebenfalls in Transportrichtung T wird das auf der Transporteinrichtung 5 und insbesondere auf der Schutzfolie 3, welche zwischen der Transporteinrichtung 5 und dem Halbzeug 2 angeordnet ist, angeordnete Halbzeug 2 ebenfalls in Transportrichtung T zumindest entlang eines Abschnittes des Transportpfades P in einen Bearbeitungsbereich B transportiert. Die sich vornehmlich im Bearbeitungsbereich B befindliche Bearbeitungseinrichtung 9, welche wie bereits in 1 gezeigt eine Mehrzahl an Ansaugeinheiten 9.1 aufweisen kann, wird derart aktiviert, dass ein Druckgefälle innerhalb des Materials des Halbzeuges 2 entsteht, sodass das fließfähige Medium 7, welches mittels eines Druckkopfes 20.1 bzw. eines Sprühkopfes 20.1 einer Aufbringungseinheit 20 wenigstens abschnittsweise auf eine Aufbringungsoberfläche 2.1 des Halbzeuges 2 aufgebracht wird, durch die Materialschicht des Halbzeuges 2 von der Ansaugeinheit 9.1 angesaugt wird. Mittels der Bearbeitungseinrichtung 9 wird folglich das Medium 7 von der Aufbringungsoberfläche 2.1 des Halbzeuges 2 in Richtung der dazu gegenüberliegenden Auflageoberfläche 2.2 des Halbzeuges 2 gesaugt bzw. gefördert. Um folglich eine Verschmutzung und damit eine Beschädigung der Bearbeitungseinrichtung 9 und insbesondere der Ansaugeinheiten 9.1 der Bearbeitungseinrichtung 9 zu vermeiden, weist die Schutzfolie 3 eine derartige Perforierung auf, dass die Partikel des Mediums 7, welche im Bereich der Auflageoberfläche 2.2 des Halbzeuges 2 aufgrund des im Halbzeug 2 entstandenen Druckgefälles austreten von der Schutzfolie 3 und insbesondere dessen Perforierung vorteilhaft vollständig und zumindest nahezu vollständig aufgenommen bzw. aufgesaugt werden. Vorteilhaft weist auch die Transporteinrichtung 5, welche in Form eines Transportbandes ausgestaltet sein kann, zumindest bereichsweise eine Perforierung auf (vgl. 2 bis 6), um ein Ansaugen des Mediums 7 von der Aufbringungsoberfläche 2.1 des Halbzeuges 2 durch dessen Materialschicht in Richtung der Auflageoberfläche 2.2 des Halbzeuges 2 mittels der Ansaugeinheit 9.1 bzw. der Ansaugeinheiten 9.1 der Bearbeitungseinrichtung 9 zu ermöglichen. Mittels einer weiteren Greifeinheit 70, welche wiederum in Form eines Roboterarms ausgestaltet sein kann, wird das mit dem Medium 7 durchtränkte Halbzeug 2, welches nun in Form eines durchtränkten Halbzeuges 8 vorliegt, insbesondere in einem Übergabebereich C, welcher in der vorliegenden Ausführungsform der 7 weitestgehend dem Bearbeitungsbereich B entspricht, von der Transportvorrichtung 1 und insbesondere aus der Vorrichtung 10 entnommen und beispielsweise einem Presswerkzeug 100 zugeführt. Das Presswerkzeug bzw. Umformwerkzeug 100 weist vorteilhaft Press- bzw. Formwerkzeugformen 110 auf, mittels welchen das durchtränkte Halbzeug 8 zu einem Bauteil mit einer vordefinierten konstruktiven Form geformt wird. Während des Press- bzw. Form- bzw. Umformvorgangs wird vornehmlich zusätzlich zu dem definierten Druck auch eine definierte Temperatur auf das durchtränkte Halbzeug 8 aufgebracht, sodass es zudem zu einer Vernetzung der Fasern des Mediums 7 kommt. Das bedeutet, dass der aufgebrachte Druck und die eingebrachte Temperatur während des Pressvorganges zu einer chemischen Reaktion in dem Material des durchtränkten Halbzeuges 8 führen, bei der eine Vielzahl einzelner Makromoleküle der Fasern des Mediums 7 zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft werden. Durch ein Vernetzen der Fasern des Mediums 7 kann sich beispielsweise die Härte, die Zähigkeit und/oder der Schmelzpunkt des Mediums 7 und insbesondere des mit dem Medium 7 durchtränkten Halbzeuges 8 erhöhen.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung 1 sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Imprägnieren eines Halbzeuges 2 sowie dank des insbesondere in der 7 dargestellten Verfahrens zum Imprägnieren eines Halbzeuges 2 mit einem fließfähigen Medium 7, wird vorteilhaft eine kontinuierliche und getaktete Fertigung eines beispielsweise kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffformteils ermöglicht, während gleichzeitig einzelne Handhabungsschritte sowie die Zykluszeit und auch die Herstellungskosten eines entsprechenden Kunststoffformteils reduziert werden können.
Bezugszeichenliste

1: Transportvorrichtung
2: Halbzeug
2.1: Aufbringungsoberfläche
2.2: Auflageoberfläche
3: Schutzfolie/Folienbahn
3.1: Anordnungsoberfläche
3.2: Berührungsoberfläche
3.3: Zentralbereich/mittlerer Bereich der Schutzfolie
3.4: Randbereich der Schutzfolie
4.1: Folienzuführeinheit
4.2: Folienaufnahmeeinheit
5: Transporteinrichtung
5.1: Kontaktoberfläche
5.2: untere Oberfläche
5.3: Zentralbereich/mittlerer Bereich der Transporteinrichtung
5.4: Randbereich der Transporteinrichtung
6.1: erste Umlenkeinrichtung/Umlenkrolle
6.2: zweite Umlenkeinrichtung/Umlenkrolle
6.3: dritte Umlenkeinrichtung/Umlenkrolle
6.4: vierte Umlenkeinrichtung/Umlenkrolle
7: fließfähiges Medium
8: durchtränktes Halbzeug
9: Bearbeitungseinrichtung
9.1: Ansaugeinheit
10: Vorrichtung zum Imprägnieren
20: Aufbringungseinheit
21: Düsenkopf
30: Lagerungseinheit
30.1: Abstandshalterelement
40: Transporteinrichtungsperforierung
50: Folienperforierung
60: erste Greifeinheit
70: zweite Greifeinheit
100: Presswerkzeug/Umformwerkzeug
110: Presswerkzeugform
200: Produktionslinie
A: Übernahmebereich
B: Bearbeitungsbereich
C: Übergabebereich
D: Drehachse
L1: Länge
L2: Breite
P: Transportpfad
R: Bewegungsrichtung
T: Transportrichtung

Claims

Verfahren zur Imprägnierung eines Halbzeuges (2) mit einem fließfähigen Medium (7), aufweisend die Schritte: – Anordnen einer wenigstens abschnittsweise perforierten Schutzfolie (3) zumindest bereichsweise oberhalb einer Kontaktoberfläche (5.1) einer Transporteinrichtung (5) zum wenigstens Positionieren des Halbzeuges (2) in einem Bearbeitungsbereich (B), – Anordnen des Halbzeuges (2) auf einer Anordnungsoberfläche (3.1) der Schutzfolie (3) zum wenigstens abschnittsweisen Aufnehmen von Partikeln des Mediums (7), welche zumindest nach einem wenigstens abschnittsweisen Durchtränken des Halbzeuges (2) mit dem Medium (7) von einer Aufbringungsoberfläche (2.1) des Halbzeuges (2) in Richtung einer Auflageoberfläche (2.2) des Halbzeuges (2) über die Auflageoberfläche (2.2) aus dem Halbzeug (2) austreten, und – Ansaugen des Mediums (3) mittels wenigstens einer zumindest im Bearbeitungsbereich (B) an einer der Schutzfolie (3) abgewandten unteren Oberfläche (5.2) der Transporteinrichtung (5) anordenbaren Ansaugeinheit (9.1).
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium (3) wenigstens auf einem Abschnitt der Aufbringungsoberfläche (2.1) des Halbzeuges (2) mittels einer Aufbringungseinheit (29) aufgebracht wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie (3) aus einer Folienzuführeinheit (4.1) hinaus und entlang zumindest eines Abschnittes der Transporteinrichtung (5) bis in eine Folienaufnahmeeinheit (4.2) hinein bewegt wird.
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (5) und die Schutzfolie (3) zumindest zeitweise mit einer gleicher Geschwindigkeit in Transportrichtung (T) entlang wenigstens eines Abschnittes eines Transportpfades (P) bewegt werden.
Transportvorrichtung (1) für eine Vorrichtung (10) zum Imprägnieren eines Halbzeuges (2) mit einem fließfähigen Medium (7), wobei die Transportvorrichtung (1) eine Transporteinrichtung (5) wenigstens zum Positionieren des Halbzeuges (2) in einem Bearbeitungsbereich (B) und zumindest eine wenigstens eine Ansaugeinheit (9.1) aufweisende Bearbeitungseinrichtung (9) zum zumindest Ansaugen des das Halbzeug (2) wenigstens abschnittsweise durchdringenden Mediums (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest abschnittsweise perforierten Schutzfolie (3) zum wenigstens abschnittsweisen Aufnehmen von Partikeln des Mediums (7), welche zumindest nach einem wenigstens abschnittsweisen Durchtränken des Halbzeuges (2) mit dem Medium (7) von einer Aufbringungsoberfläche (2.1) des Halbzeuges (2) in Richtung einer Auflageoberfläche (2.2) des Halbzeuges (2) über die Auflageoberfläche (2.2) aus dem Halbzeug (2) austreten, zumindest abschnittsweise oberhalb einer Kontaktoberfläche (5.1) der Transporteinrichtung (5) angeordneten ist.
Transportvorrichtung (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (9) in einem Bereich einer der Kontaktoberfläche (5.1) der Transporteinrichtung (5) abgewandten unteren Oberfläche (5.2) der Transporteinrichtung (5) angeordnet ist.
Transportvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (5) ein wenigstens abschnittsweise perforiertes Transportband ist, welches über wenigstens zwei Umlenkbereiche (6.1, 6.2, 6.3, 6.4) beweglich geführt ist.
Transportvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie (3) eine zumindest abschnittsweise perforierte Folienbahn ist, welche sich ausgehend von einer Folienzuführeinheit (4.1) wenigstens bereichsweise entlang eines Transportpfades (P) bis zu einer Folienaufnahmeeinheit (4.2) erstreckt.
Transportvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie (3) derart oberhalb der Kontaktoberfläche (5.1) der Transporteinrichtung (5) angeordnet ist, dass eine Schutzfolienperforierung (50) zumindest bereichsweise versetzt zu einer Transporteinrichtungsperforierung (40) angeordnet ist.
Transportvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schutzfolienperforierung (50) und eine Transporteinrichtungsperforierung (40) sich zumindest hinsichtlich der Größe, der Form, der Menge oder der Anordnung unterscheiden.
Vorrichtung (10) zum Imprägnieren eines Halbzeuges (3) mit einem fließfähigen Medium (7), wobei die Vorrichtung (10) – zumindest eine Transportvorrichtung (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 5 bis 10, und – zumindest eine Aufbringungseinheit (20) zum Aufbringen des Mediums (7) auf wenigstens einem Abschnitt einer Aufbringungsoberfläche (2.1) des Halbzeuges (2) aufweist.