-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Zuschnitts aus einem Faserhalbzeug für die Herstellung eines Faserverbundbauteils, wobei das Faserhalbzeug zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist.
-
Bauteile aus einem Faserverbundwerkstoff, sogenannte Faserverbundbauteile, sind aus der Luft- und Raumfahrt heute nicht mehr wegzudenken. Aber auch im Automobilbereich findet die Verwendung derartiger Werkstoffe immer mehr Zuspruch. Insbesondere kritische Strukturelemente werden aufgrund der hohen gewichtsspezifischen Festigkeit und Steifigkeit bei minimalem Gewicht aus faserverstärkten Kunststoffen gefertigt. Durch die aus der Faserorientierung resultierenden anisotropen Eigenschaften der Faserverbundwerkstoffe können Bauteile exakt an lokale Belastungen angepasst werden und ermöglichen so eine optimale Materialausnutzung im Sinne des Leichtbaus.
-
Faserverbundbauteile werden in der Regel durch Aushärten eines Matrixmaterials, beispielsweise eines Harzes, das in ein Fasermaterial infundiert ist, hergestellt. Das benötigte Fasermaterial kann dabei in verschiedenen Ausprägungen als so genannte Faserhalbzeuge bereitgestellt werden und bietet somit die Grundlage für den eigentlichen Herstellungsprozess des Faserverbundbauteils. Faserhalbzeuge können dabei beispielsweise trockene Faserhalbzeuge oder vorimprägnierte Faserhalbzeuge (so genannte Prepregs) sein, wobei den Faserhalbzeugen gegebenenfalls noch weitere Inhaltsstoffe, wie beispielsweise Bindermaterialien, hinzugefügt sein können.
-
Faserhalbzeuge im Sinne der vorliegenden Erfindung sind jegliche Fasermaterialien, die Bestandteile eines Faserverbundwerkstoffes sind und zur Herstellung eines Faserverbundbauteils in der Regel verwendet werden, indem das Fasermaterial in ein Matrixmaterial eingebettet wird. Faserhalbezeuge können demnach sowohl trockene Faserhalbzeuge als auch vorimprägnierte Faserhalbzeuge (Prepregs) sein. Faserhalbzeuge können insbesondere Gewebe, Gelege, flächige Fasermatten, Rovings, Taps sowie uni- oder direktionale Faserlagen sein. Insbesondere Fasermaterialien aus Kohlenstofffasern sind Faserhalbzeuge im Sinne der vorliegenden Erfindung, da hier das Fasermaterial selber den elektrischen Leiter bildet. Denkbar ist allerdings auch, dass für die elektrische Leitfähigkeit zusätzliche elektrisch leitfähige Materialien in die Faserhalbzeuge eingebracht werden oder sind. Auch thermoplastische oder duroplastische Prepregs sind Faserhalbzeuge im Sinne der vorliegenden Erfindung.
-
Mit der zunehmenden Verbreitung von Faserverbundbauteilen rückt auch das Interesse einer möglichst voll automatisierten Herstellung in den Fokus. So ist beispielsweise aus der
DE 10 2010 015 027 B1 eine Vorrichtung zum automatisierten Ablegen von quasiendlos Fasermaterial auf einem großen Werkzeug bekannt, mit dem sich insbesondere große Strukturbauteile aus Faserverbundwerkstoffen herstellen lassen.
-
Müssen die Faserhalbzeuge hingegen noch konfektioniert werden, so erfolgt dies in der Praxis meist händisch, da aufgrund des Materials und der Komplexität der Bauteile ein höherer Automatisierungsgrad technisch sehr anspruchsvoll ist. So ist es unter anderem für einen automatisierten Zuschnitt bzw. Konfektionsprozess notwendig, dass die Fasermaterialien, insbesondere die einzelnen Fasern selber, vollständig und prozesssicher durchtrennt werden, um so den weiteren Herstellungsprozess weiter durchführen zu können.
-
Aus der
DE 10 2007 061 427 B4 ist hierfür beispielsweise eine Vorrichtung bekannt, bei der das Fasermaterial zunächst zugeschnitten bzw. konfektioniert wird. Anschließend wird der Zuschnitt durch einen Vakuumeffektor angehoben, wobei der Zuschnitt und der verbleibende Rest (Verschnitt) des Faserhalbzeuges mit jeweils einer Elektrode kontaktiert werden. Wird nun eine elektrische Spannung an eine oder beide Elektroden angelegt, so kann anhand einer Widerstandsmessung die vollständige oder nicht vollständige Faserdurchtrennung festgestellt werden. Durch entsprechendes Anheben der elektrischen Spannung kann bei einer nicht vollständigen Faserdurchtrennung die übrigen, verbleibenden, nicht durchtrennten Fasern mit Hilfe eines hohen Stromflusses durchtrennt werden.
-
Hierbei besteht jedoch der wesentliche Nachteil, dass die Faserdurchtrennung im Wesentlichen mechanisch mit Hilfe einer Schneidvorrichtung durchgeführt wird, was einem großen Schneidtisch bedarf und darüber hinaus technisch sehr anspruchsvoll ist, um das vollständige Durchtrennen zu detektieren und gegebenenfalls im Nachhinein zu korrigieren. Darüber hinaus eignet sich die aus
DE 10 2007 061 427 B4 offenbarte Vorrichtung lediglich für einen diskontinuierlichen Prozess und kann nicht in einen kontinuierlichen Ablegeprozess, wie er beispielsweise aus der
DE 10 2010 015 027 B1 bekannt ist, integriert werden.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Trennvorrichtung sowie ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Zuschnitten aus Faserhalbzeugen anzugeben, mit dem schnell und prozesssicher ein Zuschnitt hergestellt werden kann und wobei ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Trennvorrichtung auch in einen kontinuierlichen Ablegeprozess integrierbar ist.
-
Die vorliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie der Trennvorrichtung gemäß Anspruch 8 gelöst.
-
Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Zuschnitts aus einem Faserhalbzeug für die Herstellung eines Faserverbundbauteils vorgeschlagen, wobei das Faserhalbzeug zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist. Dabei wird zunächst eine Trennvorrichtung bereitgestellt, die wenigstens eine Elektrode und wenigstens eine Gegenelektrode hat, zwischen denen in einem von der wenigstens einen Elektrode und Gegenelektrode kontaktierten Leiter ein Stromfluss bewirkt werden kann, wenn an die wenigstens eine Elektrode und/oder Gegenelektrode eine elektrische Spannung mit Hilfe einer elektrischen Spannungsquelle angelegt wird.
-
Die wenigstens eine Elektrode und die wenigstens eine Gegenelektrode der Trennvorrichtung werden nun mit dem Faserhalbzeug elektrisch kontaktiert, so dass zwischen der wenigstens einen kontaktierten Elektrode und Gegenelektrode ein Trennabschnitt an oder in dem Faserhalbzeug gebildet wird, wobei der Trennabschnitt vor dem Kontaktieren der Elektrode und Gegenelektrode nicht vorkonfektioniert ist.
-
Nicht-Vorkonfektionieren meint im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass das Faserhalbzeug in dem Trennabschnitt noch nicht mechanisch durchtrennt bzw. teilweise durchtrennt wurde oder ist. Das Faserhalbzeug, was beispielsweise ein flächiges Faserhalbzeug sein kann, ist somit im Trennabschnitt weder teilweise noch vollständig durchtrennt und ist somit unkonfektioniert bzw. nicht vorkonfektioniert. Das Fasermaterial des Faserhalbzeuges ist somit im Trennabschnitt insbesondere nicht durch eine andere Trenn- oder Schneidvorrichtung vorkonfektioniert worden.
-
Anschließend wird eine elektrische Spannung an die wenigstens eine Elektrode und/oder Gegenelektrode mit Hilfe einer elektrischen Spannungsquelle so angelegt, dass ein Stromfluss im nicht vorkonfektionierten Trennabschnitt des Faserhalbzeuges, d.h. zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode, derart bewirkt wird, dass die Fasern des Faserhalbzeuges aufgrund des Stromflusses im nicht vorkonfektionierten Trennabschnitt durchtrennt werden.
-
Die Erfinder haben erkannt, dass mit Hilfe eines gezielten Stromflusses im Trennabschnitt ein nicht vorkonfektionierter Trennabschnitt eines Faserhalbzeuges vollständig und prozesssicher nur aufgrund des Stromflusses durchtrennt werden kann, da in diesem Bereich die Fasern des Faserhalbzeuges aufgrund der Bestromung so stark erhitzt werden, dass sie verbrennen und somit im Trennabschnitt durchtrennt werden.
-
Durch die Durchtrennung der Fasern im Trennabschnitt kann somit der Zuschnitt aus dem unkonfektionierten Faserhalbzeug herausgetrennt werden, ohne dass es hierfür weitere Schneid- oder Trennvorrichtungen, wie beispielsweise ein Schneidmesser, bedarf. Vielmehr reicht es lediglich aus, dass zumindest ein Bereich des Zuschnitts mit einer Elektrode und zumindest einem Bereich des Querschnitts mit der Gegenelektrode kontaktiert werden und mit Hilfe einer Bestromung des dazwischen liegenden Trennabschnitts dann das Fasermaterial so zerstört wird, dass der Zuschnitt aus dem Faserhalbzeug herausgetrennt wird.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Abstand zwischen der wenigstens einen Elektrode und der wenigstens einen Gegenelektrode so gewählt, dass er kleiner ist als 10 mm, vorzugsweise kleiner als 5 mm, besonders vorzugsweise kleiner als 1 mm ist. Die bereitgestellte Trennvorrichtung kann dabei so ausgebildet sein, dass der Abstand zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode variabel einstellbar ist und somit flexibel an die gegebenen Randbedingungen angepasst werden kann.
-
Bei kleineren Abständen zwischen Elektrode und Gegenelektrode ist es darüber hinaus bisweilen notwendig, ein Isoliermaterial zwischen Elektrode und Gegenelektrode vorzusehen, um zu verhindern, dass bei dem Anlegen einer elektrischen Spannung an der Elektrode und/oder Gegenelektrode anstelle eines Stromflusses im Trennabschnitt ein Funkenüberschlag zwischen Elektrode und Gegenelektrode direkt erzeugt wird. Dies kann durch eine entsprechende Isolierschicht zwischen Elektrode und Gegenelektrode verhindert werden.
-
In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Faserhalbzeug, insbesondere das flächige Faserhalbzeug, auf einem Schneidtisch abgelegt und die wenigstens eine Elektrode und Gegenelektrode der Trennvorrichtung mit dem abgelegten Faserhalbzeug kontaktiert. Das Faserhalbzeug kann dabei mit Hilfe eines Bewegungsautomaten automatisch auf dem Schneidtisch abgelegt werden oder manuell durch ein Fachpersonal. Mit Hilfe der Trennvorrichtung wird nun die Elektrode und Gegenelektrode mit dem abgelegten Faserhalbzeug kontaktiert und anschließend gestromt, so dass auf dem Schneidtisch mit Hilfe der Trennvorrichtung dann der Zuschnitt aus dem abgelegten Faserhalbzeug herausgetrennt wird.
-
Der Schneidtisch kann hierbei in einer Ausführungsform eine nicht leitende, isolierende Oberfläche aufweisen, wobei die Trennvorrichtung an einem Roboter als Endeffektor angeordnet und dann auf das abgelegte Faserhalbzeug gedrückt wird. In der Trennvorrichtung befinden sich die Elektrode und Gegenelektroden und kontaktieren dann die Seite des Faserhalbzeuges, die nicht mit dem Schneidtisch kontaktiert ist.
-
In einer anderen Ausführungsform ist es ebenfalls denkbar, dass entweder die wenigstens eine Elektrode oder die wenigstens eine Gegenelektrode oder beide, d.h. Elektrode und Gegenelektrode, in der Werkzeugoberfläche des Schneidtisches integriert sind, so dass beim Ablegen des Faserhalbzeuges auf dem Schneidtisch das Faserhalbzeug mit der Elektrode und/oder Gegenelektrode des Schneidtisches kontaktiert wird. In diesem Falle bildet der Schneidtisch selber die Trennvorrichtung oder zumindest bildet einen Teil dessen aus, wodurch der Gesamtanlagenaufwand reduziert werden kann.
-
Elektrode und Gegenelektrode sind zueinander so angeordnet, dass sie den Trennabschnitt so bilden, dass der Zuschnitt die gewünschte und vorgegebene Geometrie bzw. Form aufweist.
-
Denkbar ist es auch, dass die Trennvorrichtung eine Elektrode und Gegenelektrode in Form von Rollen oder Walzen hat, so dass beim Kontaktieren der Rolle oder Walze mit der Faserhalbzeugoberfläche ein Trennabschnitt zwischen den Rollen bzw. Walzen gebildet wird, wobei die Trennvorrichtung mit Hilfe einer Steuereinrichtung dann so angesteuert wird, dass das gewünschte Zuschnittmuster abgefahren und die Elektrode und Gegenelektrode in Form der Rolle oder Walze über das Faserhalbzeug während des Anlegens der elektrischen Spannung verfahren werden, so dass die gewünschte Zuschnittform entsteht.
-
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird ein Quasiendlosmaterial als Faserhalbzeug, beispielsweise Rovings, durch die Trennvorrichtung hindurch geführt, wobei die wenigstens eine Elektrode und/oder Gegenelektrode das Quasiendlosmaterial während des Hindurchführens permanent kontaktieren oder die wenigstens eine Elektrode und/oder Gegenelektrode das Quasiendlosmaterial erst zum Durchtrennen der Fasern kontaktieren, so dass der Trennabschnitt in dem Quasiendlosmaterial gebildet wird, um das Quasiendlosfasermaterial an einer vorgegebenen Länge zu durchtrennen.
-
Hierdurch wird es möglich, in einem kontinuierlichen Ablegeprozess ein Quasiendlosfasermaterial als Faserhalbzeug abzulegen und an einer bestimmten Position bzw. Länge zu durchtrennen, wobei hierfür das Quasiendlosfasermaterial durch die Trennvorrichtung hindurchgeführt wird, so dass die Elektrode und Gegenelektrode das Quasiendlosfasermaterial zum Durchtrennen der Fasern kontaktieren können.
-
Hierfür kann es vorgesehen sein, dass die Elektrode und/oder Gegenelektrode, beispielsweise in Form von Rollen oder Walzen so ausgebildet sind, dass sie das Quasiendlosfasermaterial während des Durchführens durch die Trennvorrichtung permanent kontaktieren.
-
Denkbar ist aber auch, dass die Elektrode und die Gegenelektrode bewegbar ausgeführt sind, so dass erst kurz vor dem Durchtrennen des Quasiendlosfasermaterials dieses durch die Elektrode und Gegenelektrode kontaktiert und dann der Stromfluss bewirkt wird, um das Quasiendlosfasermaterial zu durchtrennen bzw. abzulängen.
-
In beiden Ausführungsformen ist es denkbar, dass die Elektrode und/oder Gegenelektrode in Richtung Quasiendlosfasermaterial bewegt wird, um dieses zwischen zwei Fixierpunkten zu spannen und dann die Durchtrennung mittels Stromflusses zu bewirken.
-
Es ist daher ganz besonders vorteilhaft wenn eine Trennvorrichtung bereitgestellt wird, die Bestandteil eines Faserlegekopfes zum Ablegen von Faserhalbzeugen auf einer Werkzeugoberfläche ist, wobei die Faser des Faserhalbzeuges mittels der Trennvorrichtung während des Ablegens der Faserhalbzeuge durchtrennt werden. Während des Ablegens der Faserhalbzeuge meint hierbei zumindest den gesamten Ablegeprozess selber, wobei für das eigentliche Durchtrennen des Faserhalbzeuges kurzzeitig das Fördern der Faserhalbzeuge unterbrochen werden kann.
-
In allen Ausführungsformen und Ausgestaltungen ist die Elektrode und Gegenelektrode ein elektrisches Element, das beim Kontaktieren des Faserhalbzeuges einen Stromfluss in dem Faserhalbzeug bewirken kann. Dabei kann die Elektrode den Zuschnitt und die Gegenelektrode den Verschnitt bzw. auch anders herum kontaktieren, wobei der Begriff Gegenelektrode nur meint, dass es sich hierbei um den Gegenpart eines Elektrodenpaares handelt.
-
Es ist des Weiteren denkbar, dass mit Hilfe einer Messeinheit die vollständige Faserdurchtrennung festgestellt und nach Feststellung der vorliegenden Faserdurchtrennung die angelegte elektrische Spannung abgestellt wird. Das Feststellen der Faserdurchtrennung kann beispielsweise mit Hilfe einer Widerstandsmessung erfolgen, da bei einer vollständigen Faserdurchtrennung der Widerstand (theoretisch) unendlich groß wird.
-
Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit einer Trennvorrichtung gemäß Anspruch 8 zur Herstellung eines Zuschnitts aus einem Faserhalbzeug für die Herstellung eines Faserverbundbauteils gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Trennvorrichtung finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen sowie in der vorstehenden Beschreibung.
-
Im Übrigen wird die Aufgabe auch mit einem Faserlegekopf gemäß Anspruch 15 gelöst, wobei der Faserlegekopf zum Legen von Faserhalbzeugen für die Herstellung eines Faserverbundbauteils auf einer Werkzeugoberfläche ausgebildet ist und hierfür eine Ablegeeinheit hat, die zum Ablegen des dem Faserlegekopf zugeführten Quasiendlosfasermaterials als Fasermaterial ausgebildet ist. Eine derartige Ablegeeinheit kann beispielsweise eine Ablegerolle oder -walze oder ein Gleitschuh sein. Der Faserlegekopf weist erfindungsgemäß die vorstehend beschriebene Trennvorrichtung auf, um das Quasiendlosfasermaterial während des Ablegens der Fasern durchtrennen zu können.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Faserlegekopf eine Ablegeeinheit auf, an der die wenigstens eine Elektrode oder Gegenelektrode angeordnet ist bzw. bei denen die Ablegeeinheit die Elektrode oder Gegenelektrode bildet.
-
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert.
-
1 – Schematische Darstellung einer Schnittansicht durch die Trennvorrichtung;
-
2 – Schematische Darstellung in der Draufsicht auf eine Ausführungsform mit Schneidtisch;
-
3 – Schematische Darstellung der Trennvorrichtung mit Quasiendlosmaterial;
-
4 – Schematische Darstellung der Trennvorrichtung einer besonderen Ausführungsform.
-
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Schnittansicht durch die erfindungsgemäße Trennvorrichtung 100 während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zuvor wurde ein flächiges Faserhalbzeug 200 auf einem Schneidtisch 300 abgelegt, so dass das Faserhalbzeug 200 mit einer ersten Seite 210 die Oberfläche 310 des Schneidtisches 300 kontaktiert.
-
Auf der ersten Seite 210 gegenüberliegenden Seite 220 des Faserhalbzeuges wurde sodann die Trennvorrichtung 100 aufgelegt und aufgepresst, so dass die Elektrode 110 und Gegenelektrode 120 die zweite Seite 220 des Faserhalbzeuges 200 elektrisch kontaktieren.
-
Im Ausbildungsbeispiel der 1 wäre es denkbar, dass die Elektrode 110 der Trennvorrichtung 100 eine runde oder mehreckige Grundflächenform aufweist, wobei die Gegenelektrode 120 in Bezug auf die Elektrode 110 umlaufend angeordnet ist. Zwischen der Elektrode 110 und der Gegenelektrode 120 ist eine Isolierschicht 130 vorgesehen, um bei einem Anlegen einer elektrischen Spannung mittels einer elektrischen Spannungsquelle 140 einen Funkenschlag zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode zu verhindern.
-
Gleichzeitig wird durch die Dicke der Isolierschicht 130 der Abstand der Elektrode 110 von der Gegenelektrode 120 definiert, der vorzugsweise kleiner als 10 mm sein sollte. Durch diesen Abstand der Elektrode 110 von der Gegenelektrode 120 wird somit ein Trennabschnitt 230 in dem Faserhalbzeug 200 gebildet, innerhalb dessen das Faserhalbzeug durchtrennt wird.
-
Wird eine elektrische Spannung an die Elektrode 110 und/oder Gegenelektrode 120 angelegt, so wird ein Stromfluss von einer Elektrode zur nächsten innerhalb des Faserhalbzeuges bewirkt, der in jedem Falle durch den Trennabschnitt 230 fließt. In diesem Trennabschnitt 230 werden dabei aufgrund des bewirkten Stromflusses die Fasern des Faserhalbzeuges derart beschädigt, dass sie vollständig und ausnahmslos durchtrennt werden. Das Faserhalbzeug wird dadurch in einen Zuschnitt 240 und einen Verschnitt 250 getrennt. Es ist selbstverständlich denkbar, dass die Bezeichnungen Zuschnitt und Verschnitt auch anders herum sein können, um beispielsweise Ausschnitte aus bestehenden Faserhalbzeugen herauszuschneiden, wodurch im Ausführungsbeispiel der 1 der Bereich des Faserhalbzeuges 200, der mit 240 bezeichnet wurde, den Verschnitt darstellt, während die 250 dann den Zuschnitt darstellen würde.
-
Dabei ist entscheidend, dass das Faserhalbzeug im Trennabschnitt 230 nicht vorkonfektioniert ist, so dass die Fasern im Trennabschnitt 240 weder zuvor mit Hilfe einer mechanischen Schneideinrichtung durchtrennt wurden noch anderweitig vorkonfektioniert sind.
-
Die Form der Elektrode 110 und Gegenelektrode 120 hängt dabei von der gewünschten Geometrie des Zuschnitts ab und wird entsprechend an die Bedingungen angepasst.
-
Durch das Anordnen der Trennvorrichtung 100 an einen Bewegungsautomaten (nicht dargestellt) kann der Prozessschritt des Zuschneidens bzw. Konfektionierens der einzelnen Halbzeuge automatisiert werden, wobei mit Hilfe der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung 100 reproduzierbar gewehrleistet werden kann, dass das Fasermaterial vollständig im Trennabschnitt 230 durchtrennt wurde.
-
In einer nicht dargestellten Ausführungsform der 1 wäre es beispielsweise auch denkbar, dass die Elektrode 110 oder die Gegenelektrode 120 oder gegebenenfalls sogar beide Elektroden in die Oberfläche 310 des Schneidtischs 300 integriert sind, so dass die Elektroden 110, 120 die erste Seite 210 des Faserhalbzeuges 200 kontaktieren. In diesem Falle bildet der Schneidtisch 300 dann die Trennvorrichtung. Mit Hilfe eines Stempels kann im Bereich der Elektroden/Gegenelektroden dann eine entsprechende Anpresskraft auf das Faserhalbzeug 200 bewirkt werden, um eine notwendige und hinreichende Kontaktierung der in der Oberfläche 310 des Schneidtisches 300 integrierten Elektroden/Gegenelektroden zu erreichen.
-
Des Weiteren wird die Trennvorrichtung 100 zum Zwecke einer guten Kontaktierung der Elektrode 110 und Gegenelektrode 120 mit der zweiten Seite des Faserhalbzeuges 220, wie dargestellt im Ausführungsbeispiel der 1, mit einer entsprechenden Anpresskraft F auf das Faserhalbzeug 200 gedrückt, so dass der gewünschte Stromfluss im Trennabschnitt 230 sichergestellt werden kann.
-
Dabei ist es auch denkbar, dass das Faserhalbzeug 200 aus mehreren unabhängigen Lagen besteht und somit ein Fasergelege bildet, wobei durch die entsprechende Anpresskraft F neben einer hinreichenden Kontaktierung auch bewirkt wird, dass eine Durchtrennung mehrerer Faserlagen gleichzeitig bewirkt wird, wobei sich hier der Trennabschnitt 230 in Dickenrichtung durch die einzelnen Lagen im Faserhalbzeug erstreckt.
-
2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Trennvorrichtung 100 gegenüber der zweiten Seite 220 des Faserhalbzeuges verfahrbar ist. Hierbei weist die Trennvorrichtung 100 eine Elektrode 110 und Gegenelektrode 120 auf, die in Form von Rollen oder Walzen ausgebildet sind und somit über das Faserhalbzeug 200 verfahren werden können. Durch das Verfahren der Elektrode 110 und Gegenelektrode 120 gegenüber der zweiten Seite 220 des Faserhalbzeuges 200 wird aus dem zwischen den beiden Elektroden gebildeten punktuellen Trennabschnitt ein über die gesamte zweite Seite 220 des Faserhalbzeuges 200 erstreckender Trennabschnitt 230 erzeugt, wodurch das Faserhalbzeug in einen Zuschnitt 240 und einen Verschnitt 250 getrennt wird.
-
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Trennvorrichtung 100 hinsichtlich der Ausgestaltung der Elektrode/Gegenelektrode nicht an die Geometrie des Zuschnitts 240 angepasst werden muss, sondern lediglich ein entsprechendes Bewegungsmuster programmiert werden muss, wodurch dann der nicht dargestellte Bewegungsautomat die Trennvorrichtung 100 über die Faserhalbzeugoberfläche 220 verfährt und somit ein Bewegungsmuster abfährt, das der Geometrie des herzustellenden Zuschnitts entspricht.
-
3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel, bei dem durch die Trennvorrichtung 100 ein Quasiendlosfasermaterial 200 als Fasermaterial hindurch geführt wird. Das Quasiendlosfasermaterial kann beispielsweise ein Roving sein, der aus einer Mehrzahl von Faserfilamenten besteht. Die Trennvorrichtung 100 kann dabei in einen Faserlegekopf integriert sein, um so beim Ablegen des Quasiendlosfasermaterials 200 dieses durchtrennen zu können.
-
Hierfür weist die Trennvorrichtung 100 eine Elektrode 110 und eine Gegenelektrode 120 auf, die in Form einer Walze ausgebildet sind und eine Breite haben, die gleich oder größer ist als die Breite des Quasiendlosfasermaterials 200. Dadurch wird sichergestellt, dass die gesamte Breite des Quasiendlosfasermaterials 200 kontaktiert wird.
-
Zwischen den beiden Elektroden wird gemäß dem Abstand der beiden Elektroden dann der Trennabschnitt 230 in dem Quasiendlosfasermaterial 200 gebildet, wobei im Ausführungsbeispiel der 3 insbesondere in Bezug auf einen Faserlegekopf der Trennabschnitt 230 dabei sich in Längsrichtung des Quasiendlosfasermaterials entspricht. Die Längsrichtung entspricht dabei der Förderrichtung.
-
4 zeigt schließlich schematisch eine Konkretisierung des Ausführungsbeispiels der 3, wobei hier die Elektrode 110 in Richtung des Quasiendlosfasermaterials 200 verschiebbar ausgebildet ist. Dadurch kann das Quasiendlosfasermaterial 200 zum Zwecke des Durchtrennens zwischen der Elektrode 110 und der Gegenelektrode 120 eingeklemmt und zusammengedrückt werden, wobei zwischen der Elektrode 110 und der Gegenelektrode 120 dann ein entsprechender Stromfluss bewirkt und die Fasern im Trennabschnitt 230 durchtrennt werden. 4 zeigt hierbei den durchtrennten Zustand. Durch das Einklemmen wird dabei der Übergangswiderstand zwischen den Elektroden und dem Fasermaterial verringert, was ein besseres Durchtrennen der Fasern im Trennabschnitt 230 bewirkt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Trennvorrichtung
- 110
- Elektrode
- 120
- Gegenelektrode
- 130
- Isolierschicht
- 140
- elektrische Spannungsquelle
- 200
- Faserhalbzeug
- 210
- erste Seite des Faserhalbzeuges
- 220
- zweite Seite des Faserhalbzeuges
- 230
- Trennabschnitt
- 240
- Zuschnitt
- 250
- Verschnitt
- 260
- Faserfilamente
- 300
- Schneidtisch
- 310
- Oberfläche des Schneidtisches
-
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 102010015027 B1 [0005, 0008]
- DE 102007061427 B4 [0007, 0008]
