DE102014215932B4

DE102014215932B4 - Positionierungsvorrichtung für ein Faserhalbzeug und Verfahren zur Positionierung desselben

Info

Publication number: DE102014215932B4
Application number: DE102014215932.6A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Hoffmann; Jan Wessels
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2023-01-19
Anticipated expiration: 2034-08-13
Also published as: DE102014215932A1

Abstract

Positionierungsvorrichtung für ein Faserhalbzeug in einer Presse, das als flache Platte ausgebildet ist, auf der das Faserhalbzeug (2) liegend zu einer Zielposition beförderbar bar, wobei mindestens zwei seitliche Schlitze (3) vorgesehen sind, welche sich in der Positionierungsvorrichtung (1) voneinander beabstandet erstrecken und deren Position zu Positionierungslöchern (5) des Faserhalbzeugs (2) und Haltebolzen (4) der Presse korrelieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Positionierungsvorrichtung für ein Faserhalbzeug in einer Presse sowie ein Verfahren zur Positionierung des Faserhalbzeugs in der Presse.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass für die Fertigung von faserverstärkten Kunststoffbauteilen (FVK-Bauteilen) mit lokalen Verstärkungen Faserhalbzeuge zunächst durch Harzauftrag imprägniert, anschließend in einer Presse abgelegt und verpresst werden.
Zur Vermeidung von Überpressungen im Bereich der Verstärkungen und zur Gewährleistung der Aufrechterhaltung der angestrebten Faserausrichtung ist eine sehr exakte Positionierung des Faserhalbzeugs in der Presse nötig. Dies konnte bislang nur durch komplexe, teure und störungsanfällige Handlingapparate erreicht werden.
Druckschriftlicher Stand der Technik im vorliegenden technischen Gebiet, welcher den Oberbegriff des Anspruchs 1 widerspiegelt, ist in den Dokumenten DE 10 2011 010 635 B3 , DE 41 27 779 A1 und DE 601 12 935 T2 offenbart.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Positionierungsvorrichtung und ein zugehöriges Verfahren bereit zu stellen, mit der Faserhalbzeuge in für die Massenherstellung geeigneter Weise exakter, schneller und somit kostengünstiger in einer Presse positionierbar sind.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmalskombinationen der Patentansprüche 1 und 8 gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine Positionierungsvorrichtung für ein Faserhalbzeug in einer Presse vorgeschlagen, das als flache Platte mit ebener, uniaxial gekrümmter Oberfläche und/oder mit Sprüngen ausgebildet ist, auf der das Faserhalbzeug liegend zu einer Zielposition beförderbar bar, wobei mindestens zwei seitliche Schlitze vorgesehen sind, welche sich in der Positionierungsvorrichtung voneinander beabstandet erstrecken und deren Position zu Positionierungslöchern des Faserhalbzeugs und Haltebolzen der Presse korrelieren, wenn die Positionierungsvorrichtung in der Presse an die Zielposition gebracht ist. Auch ist von der Erfindung abgedeckt, die Positionierungsvorrichtung mit einer Vielzahl von Schlitzen auszubilden, so dass eine gabelartige Form mit Stäben zwischen den Schlitzen entsteht. Die Stäbe können im Querschnitt rund, eckig oder dreieckig ausgebildet sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Positionieren von Faserhalbzeugen in der Presse ist vorgesehen, dass das Faserhalbzeug auf einer derartigen Positionierungsvorrichtung liegend zur Presse befördert wird, welche eine Auflage mit Haltebolzen zum Halten des Faserhalbzeugs während eines Pressvorgangs aufweist, wobei die Positionierungsvorrichtung mit dem Faserhalbzeug derart über die Haltebolzen auf die Auflage gesetzt wird, dass diese sich in die Schlitze hinein erstrecken und das Faserhalbzeug über die Positionierungslöcher arretieren, wobei die Positionierungsvorrichtung anschließend in Schlitzrichtung geradlinig aus der Presse gezogen wird. Das Faserhalbzeug verbleibt exakt positioniert in der Presse.
In einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, die Positionierungsvorrichtung als Rechteck oder Quadrat auszubilden, wobei die Außengeometrie der Positionierungsvorrichtung der Außengeometrie des Faserhalbzeugs anpassbar ist.
Zur Vermeidung eines Kontakts zwischen der Positionierungsvorrichtung und den Haltebolzen beim Herausziehen der Positionierungsvorrichtung in Schlitzrichtung ist vorgesehen, dass die Schlitze eine Breite aufweisen, die größer ist als der Durchmesser der Haltebolzen. Vorteilhafterweise übersteigt die Breite der Schlitze den Durchmesser der Haltebolzen um mindestens 10%. Auch ist eine geradlinige Ausbildung der Schlitze bevorzugt.
Die Haltebolzen sind in einer die Positionierung optimal erreichenden Ausführung relativ weit im Außenbereich des Faserhalbzeugs angeordnet, so dass bei der erfindungsgemäßen Positionierungsvorrichtung eine Länge der Schlitze vorgesehen wird, die mindestens 70% der Gesamtlänge der Positionierungsvorrichtung in Schlitzrichtung entspricht. Je weiter außen die Haltebolzen im Bereich des Faserhalbzeugs angeordnet werden, desto länger erstrecken sich die Schlitze durch die Positionierungsvorrichtung. Zur Gewährleistung eines sicheren Betriebs und einer Dauerhaltbarkeit der Positionierungsvorrichtung ist die maximale Länge auf 90% der Gesamtlänge der Positionierungsvorrichtung in Schlitzrichtung bevorzugt.
In einer günstigen Ausführung ist vorgesehen, dass die Positionierungsvorrichtung als flache Metallplatte (z.B. flaches Metallblech) mit einer Dicke von 1 - 30 mm, insbesondere 5 - 20 mm, ausgebildet ist. Zudem ist vorteilhaft, dass die Oberfläche der Positionierungsvorrichtung in einer Ausführung der Erfindung einer Antihaftbeschichtung aufweist, um ein Lösen des Faserhalbzeugs zu von der Oberfläche der Positionierungsvorrichtung zu verbessern.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ferner günstig, dass die Positionierungsvorrichtung mit dem Faserhalbzeug in vertikaler Richtung auf die Haltebolzen auf die Auflage gesetzt wird. Das Faserhalbzeug weist Positionierungslöcher auf, durch welche die Haltebolzen hindurchgeführt werden, um die Position des Faserhalbzeugs in der Presse festzulegen.
Die Beförderung der Positionierungsvorrichtung mit dem Faserhalbzeug in die Presse sowie das Aufsetzen der Positionierungsvorrichtung auf die Haltebolzen und das Herausziehen der Positionierungsvorrichtung in Schlitzrichtung erfolgen robotergestützt. Die Toleranzen können somit gering gehalten werden.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

1 eine Draufsicht auf eine Positionierungsvorrichtung mit Faserhalbzeug;
2 einen Verfahrensablauf der Positionierung des Faserhalbzeugs in einer Presse in Schritten A und B.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen benennen gleiche Teile in allen Ansichten.
1 zeigt eine Draufsicht auf eine Positionierungsvorrichtung 1 mit angedeutetem, darauf liegendem Faserhalbzeug 2. Die Positionierungsvorrichtung 1 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als quadratische, flache Platte ausgebildet, an dessen einen Außenseite zwei seitliche Schlitze 3 ausgebildet sind, die eine Länge L aufweisen, die ca. 80% der Gesamtlänge der Positionierungsvorrichtung 1 in Schlitzrichtung entspricht. Die Länge der Schlitze 3 bestimmt sich nach der Position der an der Presse 20 (siehe 2) angeordneten Haltebolzen 4, welche die Schlitze 3 und das Faserhalbzeug 2 durch darin ausgebildete Positionierungslöcher 5 durchdringen. Die Breite b der Schlitze 3 ist um 20% größer als der Durchmesser der Haltebolzen 4. Über einen an der Positionierungsvorrichtung 1 ausgebildeten Roboteranschluss 6 kann die Positionierungsvorrichtung 1 robotergesteuert bewegt werden.
In 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren abstrahiert und vereinfacht dargestellt. In einem Schritt A wird über einen Roboter 21 die Positionierungsvorrichtung 1 mit dem darauf liegendem, mit Harz getränkten Faserhalbzeug 2 in die Presse 20 eingeführt und in vertikaler Richtung auf die Haltebolzen 4 auf eine Auflage aufgesetzt. Die Haltebolzen 4 werden durch die Positionierungslöcher 5 des Faserhalbzeugs 2 und die Schlitze 3 hindurchgeführt. Sobald das Faserhalbzeug 2 die vorbestimmte Position erreicht hat, wird die Positionierungsvorrichtung 1 in Schlitzrichtung aus der Presse gezogen. Die herausgezogene Position ist unter B dargestellt. Das Faserhalbzeug 2 verbleibt in der Presse und wird über die Haltebolzen 4 sich an der vorbestimmten Position arretiert, so dass anschließend der Pressvorgang starten kann.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise kann die Position der Haltebolzen und somit die Erstreckung der Schlitze verändert bzw. angepasst werden. Auch kann die Anzahl der Schlitze der Anzahl und Position der Haltebolzen angepasst werden.

Claims

Positionierungsvorrichtung für ein Faserhalbzeug in einer Presse, das als flache Platte ausgebildet ist, auf der das Faserhalbzeug (2) liegend zu einer Zielposition beförderbar bar, wobei mindestens zwei seitliche Schlitze (3) vorgesehen sind, welche sich in der Positionierungsvorrichtung (1) voneinander beabstandet erstrecken und deren Position zu Positionierungslöchern (5) des Faserhalbzeugs (2) und Haltebolzen (4) der Presse korrelieren.
Positionierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Rechteck oder Quadrat ausgebildet ist.
Positionierungsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (3) eine Breite (b) aufweisen, die größer ist als ein Durchmesser der Haltebolzen (4) und geradlinig verlaufen.
Positionierungsvorrichtung nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (b) der Schlitze (3) um mindestens 10% größer ist als der Durchmesser der Haltebolzen (4).
Positionierungsvorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (3) eine Länge (L) aufweisen, die mindestens 70% der Gesamtlänge der Positionierungsvorrichtung (1) in Schlitzrichtung entspricht.
Positionierungsvorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als flache Metallplatte oder gabelförmiges Blechelement mit Stäben zwischen den Schlitzen mit einer Dicke von 1 - 30 mm ausgebildet ist.
Positionierungsvorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Oberfläche eine Antihaftbeschichtung aufweist.
Verfahren zum Positionieren von Faserhalbzeugen in einer Presse, bei dem das Faserhalbzeug (2) auf einer Positionierungsvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche liegend zur Presse befördert wird, welche eine Auflage mit Haltebolzen (4) zum Halten des Faserhalbzeugs (2) während eines Pressvorgangs aufweist, wobei die Positionierungsvorrichtung (1) mit dem Faserhalbzeug (2) derart über die Haltebolzen (4) auf die Auflage gesetzt wird, dass diese sich in die Schlitze (3) erstrecken und das Faserhalbzeug (2) arretieren, wobei die Positionierungsvorrichtung (1) anschließend in Schlitzrichtung aus der Presse gezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsvorrichtung (1) mit dem Faserhalbzeug (2) in vertikaler Richtung auf die Haltebolzen (4) auf die Auflage gesetzt wird, die Haltebolzen (4) durch die Positionierungslöcher (5) hindurchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungsvorrichtung (1) robotergeführt wird.