DE102014216459A1

DE102014216459A1 - Transportverfahren und -system für biegeschlaffe Materialien

Info

Publication number: DE102014216459A1
Application number: DE102014216459.1A
Authority: DE
Inventors: Markus Dix; Maximilian Marquart; Frank Ebert
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2016-02-25
Also published as: CN105365228A; CN105365228B

Abstract

Mit einem Transportverfahren und Transportsystem für biegeschlaffe Materialzuschnitte (6) zu einer Übergabestelle (5), insbesondere für ein Faserverbundhalbzeug zum Belegen eines Formwerkzeugs (11, 14), werden erfindungsgemäß Materialzuschnitte jeglicher Beschaffenheit dadurch frei von Beschädigungen und Faltenbildungen sicher zur Übergabestelle transportiert und an dieser abgelegt, dass die Materialzuschnitte vollflächig auf einer im Wesentlichen planaren Auflagefläche eines verfahrbaren Trägers (2) platziert, dieser zusammen mit dem Materialzuschnitt unmittelbar über die Übergabestelle (5, 11, 14) bewegt, der Materialzuschnitt an mindestens einem Seitenrand relativ zur Übergabestelle verschiebefest fixiert und anschließend der Träger in Richtung eines freien Seitenrands des Materialzuschnitts unter diesem herausgezogen und dieser an die Übergabestelle übergeben wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Transportverfahren und ein Transportsystem für biegeschlaffe Materialzuschnitte und insbesondere für mehrlagige Faserhalbzeuge in Form sogenannter Stacks von einer Vorratsstelle zu einem Faserverbund-Formwerkzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 2.
Zum Transport von Materialien dieser Art sind aus dem Stand der Technik ( DE 10 2012 003 094 A1 , DE 10 2011 114 206 A1 , DE 41 08 301 A1 , De 10 2012 104 276 A1 ) zahlreiche Greifsysteme in Form von Unterdrucksaugern, elektromagnetischen Greifern oder Spann– und Nadelkissen bekannt, die den Zuschnitt von oben erfassen, zu einer Übergabestelle, zumeist einem Faserverbund-Formwerkzeug, transportieren und auf diesem ablegen. Derartige Transportsysteme sind jedoch auf die Handhabung bestimmter Materialien beschränkt, nämlich solcher, die entweder einen ausreichenden Luftwiderstand besitzen, mit magnetisierbaren Metallgeflechten kombiniert sind oder eine Vernadelung und/oder Zugbelastung beschädigungsfrei überstehen. Hinzukommt, dass die Materialzuschnitte beim Transport von der Lade- zur Übergabestelle auf der Oberseite von den Greifeinrichtungen abgedeckt werden und dann nicht mehr für einen zusätzlichen Materialauftrag frei zugänglich sind, so dass sie von den Greifeinrichtungen abgekoppelt und erneut aufgenommen werden müssen, um sie in einem Zwischenschritt z. B. mit einer lokalen Aufdickung zu belegen und/oder der Faserverbundmatrix zu durchtränken.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. ein Transportsystem der eingangs genannten Art so auszubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik vermieden und biegeschlaffe Materialzuschnitte jeglicher Beschaffenheit frei von Beschädigungen und Faltenbildungen sicher zur Übergabestelle transportiert und an dieser abgelegt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren bzw. das im Patentanspruch 2 gekennzeichnete Transportsystem gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 beschrieben.
Erfindungsgemäß werden die Materialzuschnitte anstatt in einer Hängeposition an einer darüber liegenden Greifvorrichtung vollflächig und ohne transportbedingten Überbau auf einer planaren Auflagefläche abgestützt und so zur Übergabestelle transportiert und an dieser dadurch abgelegt, dass der Materialzuschnitt relativ zur Übergabestelle verschiebefest fixiert wird, während gleichzeitig die Auflagefläche unter dem Materialzuschnitt in Richtung eines freien Seitenrandes herausgezogen wird. Mit dem erfindungsgemäßen Transportkonzept lassen sich Materialzuschnitte jeglicher Art falten- und beschädigungsfrei und ohne die Gefahr eines Durchhängens oder gar Ablösens sicher an die Übergabestelle überführen, mit dem weiteren Effekt, dass die Materialzuschnitte, weil von der Oberseite aus ganzflächig frei zugänglich, auf dem Weg zur Übergabestelle in einem Zwischenschritt problemlos mit einem zusätzlichen Materialauftrag, etwa einer lokalen Aufdickung oder einer ganzflächigen Imprägnierung mit einer fließfähigen Faserverbundmatrix, versehen werden können.
Im Hinblick auf eine nutzflächensparende Bauweise des Transportsystems mit einem auf einfache Weise variierbaren Transportweg ist der Träger vorzugsweise spurfrei verfahrbar und die Auflagefläche des Trägers ist nach Art eines Rolltors durch gelenkig miteinander verbundene, randseitig am Träger linear verschieblich geführte und in der Rückzugslage auf eine Wickelspule aufgerollte Einzelsegmente gebildet.
In einer alternativen, besonders aus Automatisierungsgründen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als Träger ein auf einer Förderbahn zwischen der Lade- und der Übergabestelle reversierbar verfahrbares Auflagepaneel für den Materialzuschnitt vorgesehen.
Damit sich der Materialzuschnitt in Richtung seiner Flächenerstreckung leicht auf die Auflagefläche des Trägers an der Ladestelle aufschieben und beim Rückzug des Trägers an der Übergabestelle wieder von dieser abziehen lässt, ist die Auflagefläche zweckmäßigerweise reibungsarm gestaltet.
Wie bereits erwähnt, kann der Träger mit dem Materialzuschnitt auf dem Weg zur Übergabestelle eine oder mehrere Zwischenstationen durchlaufen, und zwar vorzugsweise eine Auftragsstation, an der der Materialzuschnitt mit lokalen Aufdickungen oder Einlegekernen bestückt oder ganzflächig mit einer Deckschicht belegt und/oder bei einem trockenen Faserverbundstack mit einer flüssigen Faserverbundmatrix besprüht werden kann, und/oder ein Heizfeld, unter welchem der Zuschnitt zum Vorwärmen oder zum Aufschmelzen eines Bindemittels oder einer Thermoplastmatrix platziert wird.
Wird der biegeschlaffe Materialzuschnitt, wie bevorzugt, an ein Formwerkzeug übergeben, so erfolgt die verschiebefeste Fixierung des Materialzuschnitts in der Übergabeposition des Trägers in baulich besonders bevorzugter Weise dadurch, dass am Oberwerkzeug vertikal beweglich angeordnete Werkzeugteile, etwa in Form eines oder mehrerer Niederhalter, an eine oder mehrere Seitenränder des Materialzuschnitts so angedrückt werden, dass dieser beim Rückzug der Auflagefläche verschiebefest am Werkzeug gehalten und nach der vollständigen Trennung vom Träger im Wesentlichen faltenfrei über der Formfläche des Werkzeugs positioniert wird, woraufhin das Formwerkzeug geschlossen und der Materialzuschnitt in die Formkavität eingeformt wird.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:
1a bis 1c ein erstes Ausführungsbeispiel eines Transportsystems nach der Erfindung in aufeinanderfolgenden Transportpositionen;
2a bis 2c eine der 1 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung; und
3a, b eine alternative Ausführungsform der den Materialzuschnitt an der Übergabestelle verschiebefest sichernden Fixiermittel.
Das in 1 dargestellte Transportsystem enthält eine Förderbahn in Form eines Rollenförderers 1, auf welchem ein dünnwandiges Auflagepaneel 2 mit einer reibungsarm beschichteten, im Wesentlichen planaren Auflagefläche 3 zwischen einer Lade- und einer Übergabestelle 4, 5, nämlich in diesem Fall einem Faserverbund-Formwerkzeug 11, 14, reversibel verfahrbar ist.
An der Ladestelle 4 befindet sich ein Vorratsstapel für biegeschlaffe Faserverbundstacks 6, von denen das jeweils oberste mit Hilfe einer irgend geeigneten Ladeeinrichtung 7 einschließlich eines Transportroboters in Richtung seiner Flächenerstreckung auf das Auflagepaneel 2 aufgeschoben wird, so dass es vollflächig und faltenfrei auf der Auflagefläche 3 des Paneels 2 aufliegt (1a).
Anschließend wird das Auflagepaneel 2 zusammen mit dem Faserverbundstack 6 in Richtung des Formwerkzeugs 5 verfahren und dabei an mehreren, schematisch durch Pfeile gekennzeichneten Arbeitsstationen 8, 9 vorbeigeführt. An der ersten Arbeitsstation 8 kann das Faserstack 6 auf der Oberseite mit Einlegekernen, lokalen Aufdickungen 10 oder dgl. bestückt und/oder auch ganzflächig mit einer oberen Faserdeckschicht belegt und/oder im Falle einer noch matrixfreien Faserstruktur mit einer Flüssigmatrix besprüht werden. Die zweite Arbeitsstation 9 besteht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Heizfeld, unter welchem das Auflagepaneel 2 mit dem Faserstack 6 zum Vorwärmen des Fasermaterials und/oder zum Aufschmelzen eines im Stack 6 enthaltenen Bindemittels oder thermoplastischen Matrixmaterials platziert wird.
Unmittelbar nach dem Heizvorgang wird das Paneel 2 über das untere Formwerkzeug 11 gefahren, so dass es die Formfläche 12 abstandsnah überdeckt (1b), woraufhin die durch Pfeile angedeuteten Fixiermittel 13, welche das Faserstack 6 randseitig verschiebefest in der Übergabeposition sichern, aktiviert werden und das Auflagepaneel 2 zurückgefahren wird, so dass das Faserstack 6 zunehmend von der Auflagefläche 3 abgleitet und faltenfrei auf dem Unterwerkzeug 11 abgelegt wird (1c). Anschließend wird das Oberwerkzeug 14 geschlossen und das Faserstack 6 an die Formkavität des Formwerkzeugs 11, 14 angeformt und konsolidiert, während das Paneel 2 im nunmehr unbeladenen Zustand zur Ladestelle 4 zurücktransportiert und dort erneut mit einem Faserstack 6 beladen werden kann.
Das in 2 dargestellte Transportsystem, bei dem die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Komponenten durch das gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind, unterscheidet sich von diesem hauptsächlich dadurch, dass es einen frei verfahrbaren Träger 15 mit einer höhenverstellbaren Tragsäule 16 sowie eine Auflagefläche 3 enthält, welche nach Art eines Rolltors durch eine Vielzahl von gelenkig miteinander verbundenen Einzelsegmenten 17 gebildet wird, die in seitlichen Führungsschienen 18 des Trägers 15 linear verschieblich sind.
In der Parkposition des Trägers 15 (2a) ist das Rolltor 17 auf eine an der Tragsäule 16 drehbar gelagerte Wickelspule 19 aufgerollt und die Führungsschienen 18 sind eingeklappt. Im transportbereiten Zustand des Trägers 15 hingegen ist das Rolltor 17 auf den nunmehr hochgeklappten Führungsschienen 18 ausgefahren, so dass der Träger 15 auf der planaren Auflagefläche 3 des Rolltors 17 – in gleicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel – an einer (in 2 nicht gezeigten) Ladestelle mit einem biegeschlaffen Faserstack 6 belegt und auf dem Weg zur Übergabestelle 5 an einer oder mehreren Arbeitsstationen, z. B. einem Heizfeld 9, vorbeigeführt werden kann (2b). An der Übergabestelle 5, nämlich wiederum einem Formwerkzeug 11, 14, wird die Tragsäule 16 auf die Höhenlage des Unterwerkzeugs 11 eingestellt und der Träger 15 an das Unterwerkzeug 11 gefahren, so dass das Rolltor 17 das untere Werkzeugteil 11 abstandsnah überdeckt (2c). Die Fixiermittel 13, welche das Faserstack 6 randseitig am Werkzeugteil 11 verschiebefest sichern, sind in diesem Fall am Oberwerkzeug 14 vertikal beweglich vorgespannte Niederhalter 13a, 13b, von denen zunächst der eine (13a) das Faserstack 6 an dem in Einfahrrichtung vorderen Seitenrand erfasst, woraufhin das Rolltor 17 auf die Wickelspule 19 aufgerollt und dadurch gleitend unter dem Faserstack 6 zurückgezogen wird und der andere Niederhalter 13b das Faserstack 6 nunmehr auch am hinteren Seitenrand sichert, so dass dieses die Formfläche 12 faltenfrei überspannt.
Während das Formwerkzeug 11, 14 geschlossen und das Faserstack 6 konsolidiert wird, wird der Träger 15 in die Parkposition zurückgestellt oder auf die oben geschilderte Weise an der Ladestelle erneut mit einen Faserstack 6 beladen.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der das Faserstack 6 an der Übergabestelle 5 sichernden Fixiermittel. Hierbei ist die Auflagefläche 3 an dem in Einfahrrichtung E vorderen Seitenrand mit schmalen Einschnitten 20 (3a) versehen, die im beladenen Zustand vom stirnseitigen Ende des Faserstacks 6 überdeckt werden, und das Unterwerkzeug 11 ist – oder alternativ die Führungsschienen 18 des Trägers 15 gem. 2 sind – mit Schnabelgreifern 21 bestückt, welche das Faserstack 6 an den Einschnitten 20 zwischen sich aufnehmen und dann geschlossenen werden, um so das Faserstack 6 in der Übergabeposition (3b) beim Rückzug des Auflagepaneels 2 bzw. des Rolltors 17 verschiebefest am Werkzeug 11,14 zu sichern.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So können etwa die Fixiermittel anstatt aus Niederhaltern 13 oder Schnabelgreifern 21 auch aus einem üblichen Spannrahmen bestehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012003094 A1 [0002]
DE 102011114206 A1 [0002]
DE 4108301 A1 [0002]
DE 102012104276 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Transport eines biegeschlaffen Materialzuschnitts (6) zu einer Übergabestelle (5), insbesondere eines Faserverbundhalbzeugs zum Belegen eines Formwerkzeugs (11, 14), dadurch gekennzeichnet, dass der Materialzuschnitt vollflächig auf einer im Wesentlichen planaren Auflagefläche (3) eines transportablen Trägers (2, 15, 17) platziert, dieser zusammen mit dem Materialzuschnitt unmittelbar über die Übergabestelle verfahren, der Materialzuschnitt an mindestens einem Seitenrand relativ zur Übergabestelle verschiebefest fixiert und anschließend der Träger in Richtung eines freien Seitenrands des Materialzuschnitts unter diesem herausgezogen und dieser an die Übergabestelle übergeben wird.
Transportsystem für biegeschlaffe Materialzuschnitte (6) zu einer Übergabestelle (5), mit einem zusammen mit dem Materialzuschnitt über die Übergabestelle verfahrbaren Träger (2, 15, 17), dadurch gekennzeichnet, dass der Träger mit einer den Materialzuschnitt im Wesentlichen vollflächig abstützenden Auflagefläche (3) versehen, an der Übergabestelle eine den Materialzuschnitt an mindestens einem Seitenrand relativ zur Übergabestelle verschiebefest sichernde Fixierung (13, 20) angeordnet und der Träger an der Übergabestelle im Sicherungszustand der Fixierung in Richtung eines freien Seitenrandes des Materialzuschnitts verfahrbar ist.
Transportsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (3) des Trägers (15) nach Art eines Rolltors durch gelenkig miteinander verbundene, randseitig am Träger linear verfahrbar geführte und auf eine Wickelspule (19) aufrollbare Einzelsegmente (17) gebildet ist.
Transportsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger jeweils auf einer Förderbahn (1) zu und von der Übergabestelle (5) verfahrbare Auflagepaneele (2) für den Materialzuschnitt (6) vorgesehen sind.
Transportsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (3) des Trägers (2, 15, 17) reibungsarm gestaltet ist.
Transportsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2, 15, 17) zumindest an der Auflagefläche (3) temperierbar ist.
Transportsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2, 15, 17) auf dem Weg zur Übergabestelle (5) zu einer Arbeitsstation (8, 9) verfahrbar ist, an welcher der Materialzuschnitt (6) mit Zusatzmaterialien (10) beladbar ist.
Transportsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, mit einem Faserverbund-Formwerkzeug (11, 14) als Übergabestelle (5), dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixierung des Materialzuschnitts (6) zumindest ein relativ zum Träger (2, 15, 17) bewegliches, in der Übergabeposition des Trägers den Materialzuschnitt erfassendes und diesen in der Rückzugslage der Auflagefläche (3) über der Formfläche (12) des Formwerkzeugs positionierendes Werkzeugteil (13, 13a, 13b, 21) vorgesehen ist.
Transportsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixierung des Materialzuschnitts (6) an der Übergabestelle (5) mindestens ein diesen verschiebefest erfassender Schnabelgreifer (21) und randseitig in der Auflagefläche (3) des Trägers (2, 15, 17) ein korrespondierender, vom Materialzuschnitt überspannter Einschnitt (20) vorgesehen sind.