DE102016003402A1 - Tool, method and apparatus for producing fiber composite reinforcements on components or structures - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug (200) zum Erzeugen von Faserkunststoffverbund-Verstärkungen auf Bauteilen (100) oder Strukturen durch Aufbringen von Faserkunststoffverbund-Patches (110), mit: – einem Grundkörper (220); – einem am Grundkörper (220) befestigten Elastomerkörper (230), mit dem ein Faserkunststoffverbund-Patch (110) flächig und formfolgend an das betreffende Bauteil (100) bzw. an die betreffende Struktur andrückbar ist; und – einer Heizeinrichtung (221), die im Elastomerkörper (230) und/oder im Grundkörper (220) angeordnet ist und mit der das Faserkunststoffverbund-Patch (110) erwärmbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Erzeugen einer Faserkunststoffverbund-Verstärkung unter Verwendung eines solchen Werkzeugs (200). Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Erzeugen von Faserkunststoffverbund-Verstärkungen, die ein solches Werkzeug (200) umfasst.The invention relates to a tool (200) for producing fiber-reinforced plastic composite reinforcements on components (100) or structures by applying fiber-plastic composite patches (110), comprising: - a base body (220); - An elastomeric body (230) attached to the base body (220), with which a fiber-plastic composite patch (110) is extensively and formally pressed against the relevant component (100) or to the relevant structure; and - a heating device (221) which is arranged in the elastomeric body (230) and / or in the base body (220) and with which the fiber-plastic composite patch (110) can be heated. The invention also relates to a method for producing a fiber-reinforced plastic composite reinforcement using such a tool (200). The invention further relates to a device for producing fiber-reinforced plastic composite reinforcements comprising such a tool (200).
Description
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Faserkunststoffverbund-Verstärkungen auf Bauteilen oder Strukturen durch Aufbringen von Faserkunststoffverbund-Patches.The invention relates to a tool, a method and an apparatus for producing fiber-reinforced plastic composite reinforcements on components or structures by applying fiber-plastic composite patches.
Die
Ferner besteht die Möglichkeit, dass Bauteile nur örtlich bzw. lokal mit Faserkunststoffverbund-Verstärkungen verstärkt werden, wobei solche Verstärkungen mitunter auch eine Korrosions-, Isolier- und/oder Schallschutzfunktion haben können.Furthermore, there is the possibility that components are reinforced only locally or locally with fiber reinforced plastic reinforcements, such reinforcements may sometimes have a corrosion, insulation and / or sound insulation function.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, ein Werkzeug und eine Vorrichtung zum Erzeugen von lokalen Faserkunststoffverbund-Verstärkungen auf Bauteilen, insbesondere Karosseriebauteilen, oder Strukturen, insbesondere Kraftfahrzeugkarosserien bzw. Karosseriestrukturen, anzugeben.The invention is based on the object of specifying a method, a tool and a device for producing local fiber-reinforced plastic reinforcements on components, in particular body components, or structures, in particular motor vehicle bodies or body structures.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für alle Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.This object is solved by the subject matters of the independent claims. Preferred developments and embodiments of the invention will become apparent for all subject matter of the dependent claims, the following description and the figures.
Das mit dem Hauptanspruch beanspruchte erfindungsgemäße Werkzeug umfasst:
- – einen Grundkörper (Werkzeuggrundkörper), wobei es sich auch um ein Gestell oder dergleichen handeln kann;
- – einen, d. h. wenigstens einen, am Grundkörper befestigten Elastomerkörper, mit dem ein (d. h. wenigstens ein) Faserkunststoffverbund-Patch flächig und formfolgend an das betreffende Bauteil bzw./oder an die betreffende Struktur andrückbar ist; und
- – eine Heizeinrichtung, die im Elastomerkörper und/oder im Grundkörper, gegebenenfalls auch zwischen dem Grundkörper und dem Elastomerkörper, angeordnet ist und mit der das Faserkunststoffverbund-Patch erwärmbar ist.
- - A base body (tool body), which may also be a frame or the like;
- - One, ie at least one, attached to the base body elastomer body with which a (ie at least one) fiber-plastic composite patch surface and form followable to the relevant component bzw./oder to the relevant structure is pressed; and
- A heating device which is arranged in the elastomeric body and / or in the main body, optionally also between the main body and the elastomeric body, and with which the fiber-plastic composite patch can be heated.
Bei dem zu verstärkenden Bauteil handelt es sich bevorzugt um ein Metallteil, insbesondere um ein räumlich geformtes Blechformteil. Prinzipiell kann es sich aber auch um ein Profilteil, Gussteil oder dergleichen handeln. Ein mit mindestes einer Faserkunststoffverbund-Verstärkung versehenes metallisches Bauteil kann auch als Hybridbauteil bezeichnet werden. Durch die lokale Faserkunststoffverbund-Verstärkung können Hybridbauteile geschaffen werden, die leichter als konventionelle Metallbauteile und kostengünstiger als Faserkunststoffverbundbauteile sind. Das zu verstärkende Bauteil kann aber auch aus einem anderen Material wie bspw. Kunststoff oder Faserkunststoffverbund gebildet sein. Besonders bevorzugt handelt es sich um ein Fahrwerks- oder Karosseriebauteil. Bei einer Struktur handelt es sich bevorzugt um eine Fahrzeugkarosserie bzw. Karosseriestruktur, die u. a. Bauteile vorausgehend genannter Art aufweist.The component to be reinforced is preferably a metal part, in particular a spatially shaped sheet metal part. In principle, it may also be a profile part, casting or the like. A metallic component provided with at least one fiber-reinforced plastic composite reinforcement can also be referred to as a hybrid component. The local fiber composite reinforcement can create hybrid components that are lighter than conventional metal components and less expensive than fiber composite components. The component to be reinforced can also be formed from another material such as, for example, plastic or fiber-reinforced plastic composite. Particularly preferred is a chassis or body component. In a structure, it is preferably a vehicle body or body structure, the u. a. Having components of the aforementioned type.
Unter einem Faserkunststoffverbund-Patch (FKV-Patch) wird ein vorkonfektioniertes flächiges Faser-Matrix-Halbzeug verstanden. Bei den enthaltenen Fasern kann es sich bspw. um Kohlenstoff-, Glas- oder Aramidfasern handeln. Hierbei kann es sich sowohl um Kurz- als auch um Langfasern handeln, die in bekannter Weise (bspw. als Gewebe, UD-Gelege oder dergleichen), auch mehrlagig, angeordnet sein können. Bei der Matrix kann es sich um einen thermoplastischen Kunststoff handeln, wie bspw. bei sogenannten Organoblechen. Bei der Matrix kann es sich aber auch um einen duroplastischen Kunststoff (Harz) handeln, wie bspw. bei sogenannten (trockenen) Prepregs oder auch (nass) getränkten Faserzuschnitten und dergleichen. Die Bereitstellung eines Faserkunststoffverbund-Patches berücksichtigt bspw. die Geometrie (Umriss), die Faserlagenanzahl, die Faserausrichtung und das Flächengewicht. Das Faserkunststoffverbund-Patch kann aus einem sogenannten „zero-bleed” Faser-Matrix-Halbzeug gebildet sein, wie untenstehend näher erläutert.A fiber-plastic composite patch (FKV patch) is understood to mean a prefabricated flat fiber-matrix semifinished product. The fibers contained may, for example, be carbon, glass or aramid fibers. This can be either short fibers or long fibers which can be arranged in a known manner (for example as a woven fabric, UD scrim or the like), even in multiple layers. The matrix may be a thermoplastic, such as so-called organic sheets. The matrix can also be a thermosetting plastic (resin), such as, for example, in so-called (dry) prepregs or (wet) impregnated fiber blanks and the like. The provision of a fiber-plastic composite patch takes into account, for example, the geometry (contour), the number of fiber layers, the fiber orientation and the weight per unit area. The fiber-plastic composite patch can be formed from a so-called "zero-bleed" fiber-matrix semifinished product, as explained in more detail below.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Werkzeugs, das auch als Applikationswerkzeug bezeichnet werden kann, ist der Elastomerkörper, der einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein kann. Der Elastomerkörper ist bspw. aus Silikon, Polyurethan oder einem anderen elastischen Material gebildet. Mit dem Elastomerkörper kann das aufzubringende Faserkunststoffverbund-Patch flächig und form- bzw. konturfolgend an das zu verstärkende Bauteil bzw. an die zu verstärkende Struktur angedrückt werden. Durch die Elastizität und Verformbarkeit des Elastomerkörpers nimmt das Faserkunststoffverbund-Patch problemlos die Form bzw. Gestalt der Bauteiloberfläche an, auch bei unregelmäßigen und gewölbten Bauteiloberflächen und insbesondere auch auf Rückflächen und Innenflächen. Bauteiltoleranzen werden über den Elastomerkörper abgefangen, so dass sich beim Andrücken bevorzugt ein im Wesentlichen homogener bzw. vergleichmäßigter Anpressdruck (bzw. eine gleichmäßige Flächenpressung) einstellt, der weitgehend unabhängig von der Bauteilgeometrie an jeder Stelle senkrecht zur Bauteiloberfläche (d. h. in Normalenrichtung) wirkt. Durch geeignete Gestaltung des Elastomerkörpers sind lokal, bspw. an den Rändern des Faserkunststoffverbund-Patches, auch höhere Anpressdrücke möglich.An essential feature of the tool according to the invention, which may also be referred to as an application tool, is the elastomer body, which may be formed in one piece or in several pieces. The elastomer body is formed, for example, of silicone, polyurethane or other elastic material. With the elastomeric body, the applied fiber-plastic composite patch can be pressed flat and shape or contour following to the component to be reinforced or to the structure to be reinforced. Due to the elasticity and deformability of the elastomer body, the fiber-plastic composite patch readily adopts the shape or shape of the component surface, even in the case of irregular and curved component surfaces and in particular also on rear surfaces and inner surfaces. Component tolerances are intercepted via the elastomer body, so that when pressing a substantially homogeneous or uniform contact pressure (or a uniform surface pressure) preferably sets, which is largely independent of the component geometry at each point perpendicular to Component surface (ie in the normal direction) acts. By suitable design of the elastomer body, higher contact pressures are possible locally, for example at the edges of the fiber-plastic composite patch.
Die im erfindungsgemäßen Werkzeug angeordnete Heizeinrichtung kann wenigstens ein Heizelement, insbesondere ein elektrisches Heizelement, umfassen. Mit der Heizeinrichtung bzw. dem Heizelement wird eine gezielte Erwärmung des aufzubringenden Faserkunststoffverbund-Patches vor und/oder während dem Andrücken an das Bauteil ermöglicht. Ein Faserkunststoffverbund-Patch mit thermoplastischer Matrix wird durch Erwärmung, wobei der thermoplastische Kunststoff erweicht wird, verformbar. Bei einem Faserkunststoffverbund-Patch mit duroplastischer Matrix kann der duroplastische Kunststoff (Harz) zunächst durch Erwärmung verflüssigt und dann unter Temperatur- und Druckeinwirkung ausgehärtet werden. Bei Verwendung von Klebstoffen können diese durch Erwärmung aktiviert und/oder ausgehärtet werden. Bevorzugt wird das aufzubringende Faserkunststoffverbund-Patch homogen erwärmt, wobei auch eine inhomogene Erwärmung vorgesehen sein kann.The heating device arranged in the tool according to the invention may comprise at least one heating element, in particular an electric heating element. With the heating device or the heating element, a targeted heating of the applied fiber-plastic composite patches before and / or during the pressing against the component is made possible. A thermoplastic matrix composite fiber plastic patch is deformable by heating to soften the thermoplastic. In a fiber-plastic composite patch with thermosetting matrix, the thermosetting plastic (resin) can first be liquefied by heating and then cured under the effect of temperature and pressure. When using adhesives they can be activated by heating and / or cured. Preferably, the applied fiber-plastic composite patch is heated homogeneously, whereby an inhomogeneous heating can be provided.
Das erfindungsgemäße Werkzeug kann ferner auch mit einer Kühleinrichtung ausgebildet sein, mit der beim Andrücken eine aktive Abkühlung des Faserkunststoffverbund-Patches ermöglicht wird. Eine solche Kühleinrichtung kann bspw. durch Kühlkanäle (für ein Kühlfluid) im Grundkörper und/oder Elastomerkörper und/oder dazwischen gebildet sein.The tool according to the invention can also be formed with a cooling device, with which an active cooling of the fiber-plastic composite patches is made possible when pressed. Such a cooling device can be formed, for example, by cooling channels (for a cooling fluid) in the main body and / or elastomer body and / or between them.
Optional kann der Elastomerkörper (bauteilseitig) mit wenigstens einer umlaufenden Dichtwulst ausgebildet sein, durch die sichergestellt ist, dass während des Andrückens bzw. Anpressens des Faserkunststoffverbund-Patches an das Bauteil bzw. die Struktur kein Kunststoffmaterial, insbesondere Harz, ausläuft und zu Verunreinigungen am Werkzeug und/oder Bauteil führt. Die Dichtwulst kann als separate Dichtschnur (oder dergleichen) oder einstückig mit dem Elastomerkörper ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Dichtwulst so ausgebildet und auf den Umriss des aufzubringenden Faserkunststoffverbund-Patches abgestimmt, dass um das Faserkunststoffverbund-Patch herum ein umlaufender Kanal besteht, der als Reservoir für überschüssige Matrix dient.Optionally, the elastomeric body (component side) may be formed with at least one peripheral sealing bead, which ensures that no plastic material, in particular resin, leaks out during the pressing or pressing of the fiber-plastic composite patch onto the component or the structure and leads to contamination on the tool and / or component leads. The sealing bead may be formed as a separate sealing cord (or the like) or integrally with the elastomeric body. Preferably, the sealing bead is formed and matched to the outline of the applied fiber-plastic composite patches that surrounds the fiber-plastic composite patch around a circumferential channel that serves as a reservoir for excess matrix.
Das erfindungsgemäße Werkzeug kann Distanzstücke, bspw. in Gestalt von Abstandsbolzen, aufweisen, die beim Andrücken des Faserkunststoffverbund-Patches an das Bauteil bzw. an die Struktur den Anpressdruck begrenzen und eine Überpressung des Faserkunststoffverbund-Patches verhindern.The tool according to the invention may have spacers, for example in the form of spacer bolts, which limit the contact pressure when the fiber-plastic composite patch is pressed against the component or against the structure and prevent over-compression of the fiber-plastic composite patch.
Das erfindungsgemäße Werkzeug kann ferner Druck- und/oder Temperatursensoren aufweisen, so dass das Aufbringen eines Faserkunststoffverbund-Patches überwachbar und dokumentierbar ist und mit deren Hilfe gegebenenfalls auch eine Steuerung oder Regelung des Befestigungsvorgangs, insbesondere während der Andrückphase, möglich ist. Anstelle von Drucksensoren können bspw. auch Kraft-Weg-Aufnehmer vorgesehen sein.The tool according to the invention can furthermore have pressure and / or temperature sensors, so that the application of a fiber-plastic composite patch can be monitored and documented and, with the aid of which, control or regulation of the fastening process, in particular during the pressing phase, is also possible. Instead of pressure sensors, for example, force-displacement transducers can also be provided.
Das erfindungsgemäße Werkzeug kann ferner Positionierungshilfen für die vorübergehende bzw. temporäre Halterung eines Faserkunststoffverbund-Patches am Werkzeug aufweisen. Bei diesen Positionierungshilfen handelt es sich bspw. um federnd gelagerte Stifte (Federstifte), die beim Andrücken des Werkzeugs an das Bauteil zurückweichen können.The tool according to the invention can also have positioning aids for the temporary or temporary holding of a fiber-plastic composite patch on the tool. These positioning aids are, for example, spring-mounted pins (spring pins) which can yield to the component when the tool is pressed against it.
Eine mögliche Verfahrensweise zum Aufbringen eines Faserkunststoffverbund-Patches sieht vor, dass das Faserkunststoffverbund-Patch an der betreffenden Stelle auf das zu verstärkende Bauteil bzw. auf die verstärkende Struktur aufgelegt und dann mithilfe des erfindungsgemäßen Werkzeugs angedrückt und dadurch schließlich befestigt wird.A possible procedure for applying a fiber-plastic composite patch provides that the fiber-plastic composite patch is placed at the relevant point on the component to be reinforced or on the reinforcing structure and then pressed using the tool according to the invention and thereby finally secured.
Die mit dem nebengeordneten Patentanspruch beanspruchte erfindungsgemäße Verfahrensweise sieht vor,
- – dass das Faserkunststoffverbund-Patch vom erfindungsgemäßen Werkzeug aufgenommen oder am Werkzeug gehaltert bzw. vorübergehend befestigt wird,
- – dass das Werkzeug mit dem aufgenommenen bzw. gehalterten Faserkunststoffverbund-Patch und das zu verstärkende Bauteil bzw./oder die zu verstärkende Struktur zueinander positioniert werden (so dass sich das Faserkunststoffverbund-Patch oberhalb der betreffenden Stelle befindet), wobei gegebenenfalls bereits die Heizeinrichtung aktiviert sein kann, und
- – dass das Faserkunststoffverbund-Patch, insbesondere bei Aktivierung der Heizeinrichtung und/oder bei Aktivierung der Kühleinrichtung, an das Bauteil bzw./oder die Struktur angedrückt und dadurch schließlich dauerhaft am Bauteil bzw./oder an der Struktur befestigt wird.
- That the fiber-plastic composite patch is picked up by the tool according to the invention or held on the tool or temporarily fixed,
- - That the tool with the recorded or held-fiber composite patch and the component to be reinforced bzw./oder the structure to be reinforced are positioned to each other (so that the fiber-plastic composite patch is located above the relevant point), possibly already activates the heater can be, and
- - That the fiber-plastic composite patch, in particular when activating the heater and / or upon activation of the cooling device, is pressed against the component or / or the structure and thereby permanently permanently attached to the component bzw./oder to the structure.
An der zu verstärkenden Bauteil- bzw. Strukturstelle wird bevorzugt nur ein einzelnes, entsprechend vorkonfektioniertes Faserkunststoffverbund-Patch aufgebracht. Prinzipiell können auch mehrere Faserkunststoffverbund-Patches nebeneinander und/oder übereinander auf das Bauteil aufgebracht werden. Zum Aufbringen mehrerer identischer oder auch unterschiedlicher Faserkunststoffverbund-Patches werden die o. g. Verfahrensschritte wiederholt.At the component or structural point to be reinforced, preferably only a single, correspondingly prefabricated fiber-plastic composite patch is applied. In principle, several fiber-plastic composite patches can be applied next to one another and / or one above the other onto the component. For application of several identical or different fiber plastic composite patches the o. G. Procedural steps repeated.
Das Faserkunststoffverbund-Patch kann optional auf einer Trägerfolie angeordnet sein. Bevorzugt befindet sich die Trägerfolie auf der nicht mit dem Bauteil bzw. der Struktur in Kontakt gelangenden Rückseite des Faserkunststoffverbund-Patches. Die Trägerfolie verhindert ein Anhaften des Faserkunststoffverbund-Patches am Elastomerkörper des Werkzeugs. Das Faserkunststoffverbund-Patch kann bspw. mit einem Harz getränkt sein, das eine bitumenartige klebrige Konsistenz aufweist, so dass durch die Trägerfolie das Handling erleichtert und das Anhaften von Schmutz verhindert wird. Die Trägerfolie kann zugleich auch der indirekten Positionierung bzw. Halterung des Faserkunststoffverbund-Patches am Werkzeug dienen, indem diese bspw. ausgestanzte Löchern zur Befestigung an Positionierungshilfen des Werkzeugs aufweist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Trägerfolie erst nach dem Aufbringen auf das Bauteil vom Faserkunststoffverbund-Patch abgezogen wird, insbesondere nach dem dieses ausgehärtet ist. The fiber-plastic composite patch can optionally be arranged on a carrier film. Preferably, the carrier film is located on the non-contacting with the component or the structure in contact back of the fiber-reinforced composite patches. The carrier foil prevents adhesion of the fiber-plastic composite patch to the elastomer body of the tool. The fiber-plastic composite patch may, for example, be impregnated with a resin which has a bitumen-like, sticky consistency, so that handling is facilitated by the carrier film and the adhesion of dirt is prevented. At the same time, the carrier film can also serve for the indirect positioning or holding of the fiber-plastic composite patch on the tool, for example by having punched-out holes for attachment to positioning aids of the tool. It is preferably provided that the carrier film is removed after application to the component of the fiber-plastic composite patch, in particular after this is cured.
Ferner kann das Faserkunststoffverbund-Patch auch auf seiner mit dem Bauteil in Kontakt gelangenden Vorderseite zunächst mit einer Schutzfolie versehen sein, die vor dem Aufbringen auf das Bauteil abgezogen wird. Mit dieser Schutzfolie kann die Vorderseite vor Schmutzanhaftungen geschützt werden. Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Faserkunststoffverbund-Patch auf seiner Vorderseite mit einer Klebstoffschicht bzw. einem Klebefilm versehen ist, die bzw. der bis zum Abziehen durch die Schutzfolie geschützt ist.Furthermore, the fiber-plastic composite patch may also initially be provided on its front side in contact with the component with a protective film which is pulled off before being applied to the component. This protective film protects the front from dirt deposits. In addition, it can be provided that the fiber-plastic composite patch is provided on its front side with an adhesive layer or an adhesive film, which is protected until removal by the protective film.
Bevorzugt werden die aufzubringenden Faserkunststoffverbund-Patches verarbeitungsfertig und einseitig oder beidseitig mit Träger- und/oder Schutzfolien versehen bereitgestellt (typischerweise hat eine Trägerfolie eine Mehrfachfunktion). Die bereitgestellten Faserkunststoffverbund-Patches können zudem bereits mit einer Klebstoffschicht bzw. einem Klebefilm versehen sein, wie beschrieben.The applied fiber-plastic composite patches are preferably provided ready for processing and provided with carrier and / or protective films on one or both sides (typically a carrier film has a multiple function). The provided fiber-plastic composite patches can also be provided with an adhesive layer or an adhesive film, as described.
Das Faserkunststoffverbund-Patch kann aus einem so genannten „zero-bleed” Faser-Matrix-Halbzeug gebildet sein, welches sich dadurch auszeichnet, dass das Matrixmaterial bei Druckbeaufschlagung während der Verarbeitung nicht auspressbar ist. Eine Werkzeugdichtung, insbesondere die oben beschriebene Dichtwulst am Elastomerkörper, ist somit nicht zwingend erforderlich, d. h., der Elastomerkörper kann auch ohne Dichtung bzw. dichtungslos ausgebildet sein.The fiber-plastic composite patch may be formed from a so-called "zero-bleed" fiber-matrix semifinished product, which is characterized in that the matrix material is not auspressbar when pressurized during processing. A tool seal, in particular the sealing bead on the elastomer body described above, is thus not absolutely necessary, d. h., The elastomeric body may be formed without seal or sealless.
Das Bauteil bzw. die Struktur kann vor dem Aufbringen des Faserkunststoffverbund-Patches, wenigstens lokal an der betreffenden Stelle, vorbreitet werden, womit insbesondere ein Reinigen oder zumindest Entfetten gemeint ist. Die Reinigung kann bspw. durch Strahlungsreinigen und/oder Nassreinigen erfolgen. Das Bauteil bzw. die Struktur kann nach der Reinigung eine verschmutzungsfreie metallische Oberfläche aufweisen.The component or the structure can be pre-spread before the application of the fiber-plastic composite patch, at least locally at the relevant point, which means in particular a cleaning or at least degreasing. The cleaning can be done, for example, by radiation cleaning and / or wet cleaning. The component or the structure may have a contamination-free metallic surface after cleaning.
Die mit dem nebengeordneten Patentanspruch beanspruchte erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst:
- – ein erfindungsgemäßes Werkzeug;
- – einen Roboter (Handlingsroboter), insbesondere einen Mehrachsroboter, an dem bzw. an dessen Roboterarm das erfindungsgemäße Werkzeug befestigt und dadurch in einem durch den Einsatzradius definierten Arbeitsraum verfahrbar bzw. bewegbar ist, d. h., der Roboter trägt und bewegt das Werkzeug; und
- – eine Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, den Roboter und das Werkzeug so zu steuern, dass das erfindungsgemäße Verfahren im Wesentlichen automatisiert ausgeführt werden kann bzw. ausführbar ist.
- - An inventive tool;
- A robot (handling robot), in particular a multi-axis robot, on which or on the robot arm the tool according to the invention is fastened and thereby movable or movable in a working space defined by the working radius, ie, the robot carries and moves the tool; and
- A control device which is designed to control the robot and the tool so that the method according to the invention can be carried out essentially automatically or can be carried out.
Die Erfindung ermöglicht in einfacher Weise das lokale Verstärken von Bauteilen (insbesondere metallischen Bauteilen) und Bauteilstrukturen (bspw. Fahrzeugkarosserien) durch, insbesondere automatisiertes, Aufbringen von Faserkunststoffverbund-Patches, was auch bei hochvolumigen Stückzahlen mit kurzen und somit OEM-konformen Taktzeiten erfolgen kann. Im Fahrzeugbau kann die erfindungsgemäße Technologie bspw. in den Karosseriebau, in den Lackierprozess und/oder in die Montage integriert werden, wobei bestehende Prozessabläufe in der Herstellung von Fahrzeugen (z. B. Rohbauabläufe) berücksichtigt werden können.The invention makes it possible in a simple manner to locally reinforce components (in particular metallic components) and component structures (for example vehicle bodies) by, in particular automated, application of fiber-plastic composite patches, which can also take place in high-volume quantities with short and thus OEM-compliant cycle times. In vehicle construction, the technology according to the invention can be integrated, for example, in the body construction, in the painting process and / or in the assembly, wherein existing process sequences in the production of vehicles (eg shell construction processes) can be taken into account.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft und in nicht einschränkender Weise anhand der Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung weiterbilden.The invention will now be described by way of example and not by way of limitation with reference to the figures. The features shown in the figures and / or explained below may, even independently of specific combinations of features, be general features of the invention and further develop the invention.
Bei dem in
Das Faserkunststoffverbund-Patch
Das in
Zum Aufbringen des Faserkunststoffverbund-Patches
Beim Andrücken bewirken die Abstandsbolzen
Zumindest während der Andrückphase können die Temperatur und der Druck (Anpressdruck) über eine geeignete, in den Figuren nicht dargestellte Sensorik erfasst werden, wodurch prinzipiell auch eine Regelung möglich ist.At least during the pressing phase, the temperature and the pressure (contact pressure) can be detected via a suitable, not shown in the figures sensor, which in principle also a control is possible.
Zum Aufbringen des Faserkunststoffverbund-Patches
Das Werkzeug
Nach dem Aushärten und/oder Abkühlen, wobei dies unter Aufrechterhaltung der Flächenpressung erfolgt, wird das Werkzeug
Die beiden gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Werkzeugs
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102012218711 A1 [0002] DE 102012218711 A1 [0002]
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