DE102017104062A1

DE102017104062A1 - Produktionsvorrichtung, insbesondere Faserverbund-Produktionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017104062A1
Application number: DE102017104062.5A
Authority: DE
Inventors: Steffen Märtiens; Tobias Fürst
Original assignee: Schmidt und Heinzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Schmidt und Heinzmann GmbH and Co KG
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2018-08-30
Also published as: WO2018154047A1

Abstract

Erfindungsgemäß wird eine Produktionsvorrichtung, insbesondere Faserverbund-Produktionsvorrichtung, die für ein Preforming- und/oder Bonding-Verfahren für ein Faserverbundbauteil vorgesehen ist, mit zumindest einem Produktionsmodul (10, 112), das zumindest eine Hubeinheit (12, 116) aufweist, die ein Unterteil (14, 118) und ein Oberteil (16, 120) aufweist, die entlang einer Bearbeitungsrichtung beweglich zueinander verfahrbar gelagert sind, mit zumindest einem Zuführmodul (22, 122), das dazu vorgesehen ist, das Unterteil (14, 118) und/oder das Oberteil (16, 120) entlang einer Zuführbahn von einer Belade- und/oder Entnahmeposition in eine Bearbeitungsposition in der Hubeinheit (12, 116) zu verfahren, und mit wenigstens einem Klebe- und/oder Schneidmodul (40, 128), wobei das Zuführmodul (22, 122) dazu vorgesehen ist, das Unterteil (14, 118) und/oder das Oberteil (16, 120) relativ zum Klebe- und/oder Schneidmodul zu bewegen, vorgeschlagen.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Produktionsvorrichtung, insbesondere eine Faserverbund-Produktionsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist bereits eine Produktionsvorrichtung, insbesondere eine Faserverbund-Produktionsvorrichtung vorgeschlagen worden, die für ein Preforming- und/oder Bonding-Verfahren für ein Faserverbundbauteil vorgesehen ist, und zumindest ein Produktionsmodul aufweist, das zumindest eine Hubeinheit aufweist, die ein Unterteil und ein Oberteil aufweist, die entlang einer Bearbeitungsrichtung beweglich zueinander verfahrbar gelagert sind, mit zumindest einem Zuführmodul, das dazu vorgesehen ist, das Unterteil und/oder das Oberteil entlang einer Zuführbahn von einer Belade- und/oder Entnahmeposition in eine Bearbeitungsposition in der Hubeinheit zu verfahren, und mit wenigstens einem Klebe- und/oder Schneidmodul.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich Variabilität und einer schnellen und einfachen Produktion bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß wird eine Produktionsvorrichtung, insbesondere eine Faserverbund-Produktionsvorrichtung vorgeschlagen, die für ein Preforming- und/oder Bonding-Verfahren für ein Faserverbundbauteil vorgesehen ist, mit zumindest einem Produktionsmodul, das zumindest eine Hubeinheit aufweist, die ein Unterteil und ein Oberteil aufweist, die entlang einer Bearbeitungsrichtung beweglich zueinander verfahrbar gelagert sind, mit zumindest einem Zuführmodul, das dazu vorgesehen ist, das Unterteil und/oder das Oberteil entlang einer Zuführbahn von einer Belade- und/oder Entnahmeposition in eine Bearbeitungsposition in der Hubeinheit zu verfahren, und mit wenigstens einem Klebe- und/oder Schneidmodul, wobei das Zuführmodul dazu vorgesehen ist, das Unterteil und/oder das Oberteil relativ zum Klebe- und/oder Schneidmodul zu bewegen. Unter einem „Preforming-Verfahren“ soll dabei insbesondere ein Verfahren verstanden werden, in dem zumindest ein Faserhalbzeug zu einem Preform-Bauteil umgeformt wird. Vorzugsweise werden in dem Preforming-Verfahren Verstärkungselemente in das Preform-Bauteil eingebracht. Unter einem „Preform-Bauteil“ soll insbesondere ein vorgeformtes Bauteil, insbesondere ein vorgeformtes Halbzeug verstanden werden, das aus wenigstens einem Faserhalbzeug und optional einem mit dem Faserhalbzeug verbundenen Versteifungselement gebildet ist. Das Preform-Bauteil ist vorzugsweise als ein Zwischenprodukt aus Verstärkungsfasern bei der Herstellung eines Faserverbundbauteils beispielsweise mittels LCM-Technologien (Liquid Composite Moulding) ausgebildet. Insbesondere ist in das Preform-Bauteil und insbesondere in das wenigstens eine Faserhalbzeug noch kein Harz- und/oder Härter zur endgültigen Ausformung und Aushärtung des Preform-Bauteils injiziert. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Preform-Bauteil als ein Prepreg ausgebildet ist und insbesondere aus einer mit einem Harz - Härtergemisch infiltrierten aber noch nicht ausgehärteten Fasermatte ausgebildet ist. Das Preform-Bauteil wird vorzugsweise in wenigstens einem weiteren Prozessschritt in ein fertiges Bauteil umgewandelt. Insbesondere ist es denkbar, dass das Preform-Bauteil in diesem zumindest einen weiteren Prozessschritt weiter umgeformt und/oder zugeschnitten und/oder ausgehärtet wird. Unter einem „Faserhalbzeug“ soll insbesondere ein Halbzeug aus Verstärkungsfasern verstanden werden, wobei diese unidirektional, biaxial, triaxial oder quadraxial in unterschiedlichsten Orientierungsrichtungen in Form von Gelegen, Geweben oder vergleichbaren Textilarchitekturen angeordnet sind. Die Fasern können vorzugsweise aus dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Materialen bestehen, wobei insbesondere Glasfasern, Kohlenstofffasern, oder andere Natur- oder Kunstfasern verwendet werden können. Unter einem „Faserhalbzeug“ soll insbesondere ein Halbzeug aus in einem Matrixwerkstoff angeordneten Fasern verstanden werden, wobei die Fasern unidirektional, biaxial, triaxial oder quadraxial in unterschiedlichsten Orientierungsrichtungen angeordnet sind. Die Fasern können vorzugsweise aus dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Materialen bestehen, wobei insbesondere Glasfasern, Kohlefasern, oder andere Natur- oder Kunstfasern verwendet werden können. Unter einem „Verstärkungselement“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, das zur lokalen Verstärkung des fertigen Faserverbundbauteils in das Preform-Bauteil eingebracht wird, wobei das Verstärkungselement vorzugsweise in besonders beanspruchten Bereichen des fertigen Bauteils angeordnet ist. Das Verstärkungselement ist vorzugsweise aus weiteren Verstärkungsfasern als Streifen (Patch) oder als eine Platte oder eine Strebe ausgebildet, wobei das Verstärkungselement grundsätzlich auch eine Kontur aufweisen kann, die von einer ebenen Platte oder einer ebenen Strebe abweichen kann. Das Verstärkungselement ist als ein Insert ausgebildet. Das Verstärkungselement kann grundsätzlich auch aus einem Schaumstoff, aus einem Metall und/oder aus einem Kunststoff gebildet sein. Unter einem „Bonding-Verfahren“ soll dabei insbesondere ein Verfahren verstanden werden, indem wenigstens ein Faserverbundbauteil, oder ein Bauteil aus einem anderen Material, wie insbesondere einem Metall, wie Aluminium, Stahl, oder einem anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Material mittels eines Klebers mit einem weiteren Bauteil, wie insbesondere einem Verstärkungsbauteil und/oder einem weiteren Faserverbundbauteil verbunden wird. Das Endprodukt nach dem Bonding-Verfahren ist dabei eine fertig gefügte Baugruppe, wie beispielsweise eine Heckklappe oder eine Hutablage. Während des Bonding-Verfahrens wird dabei, vorzugsweise unter Zuführung von Druck und/oder Temperatur, ein Kleber zwischen den zu Verbindenden Bauteilen ausgehärtet. Unter einem „Faserverbundbauteil“ soll dabei insbesondere ein fertiges Bauteil aus einem Faserverbundwerkstoff verstanden werden, das aus einem oder mehreren Faserhalbzeugen gebildet ist. Unter einem „Produktionsmodul“ soll dabei insbesondere ein Modul verstanden werden, dass zur Durchführung eines Produktionsverfahrens bei der Herstellung eines Faserverbundbauteils vorgesehen ist, wobei das Modul insbesondere zur Durchführung eines Bonding-Verfahrens oder eines Preforming-Verfahrens, vorgesehen ist. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass ein Produktionsmodul für ein anderes, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes, Produktionsverfahren während der Herstellung einer Phase eines Bauteils vorgesehen ist. Unter einer „Hubeinheit“ soll dabei insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest zwei zueinander bewegliche Teile insbesondere ein Unterteil und ein Oberteil aufweist, die entlang einer Bearbeitungsrichtung zueinander beweglich gelagert sind, wobei die Hubeinheit eine Antriebseinheit, vorzugsweise eine elektromotorische Antriebseinheit aufweist, die eine Bewegung wenigstens eines der Teile entlang der Bearbeitungsrichtung relativ zu dem anderen Teil der Hubeinheit bewirkt. Unter einem „Unterteil der Hubeinheit“ soll dabei insbesondere ein unterer, einem Boden zugewandter Teil der Hubeinheit verstanden werden, der während eines Bearbeitungsvorgangs vorzugsweise starr in einer Position verbleibt und vorzugsweise insbesondere nicht entlang der Bearbeitungsrichtung verschiebbar ausgebildet ist. Grundsätzlich ist natürlich auch denkbar, dass das Unterteil der Hubeinheit während eines Bearbeitungsvorgangs entlang der Bearbeitungsrichtung verschiebbar ist. Unter einem „Oberteil der Hubeinheit“ soll dabei insbesondere ein oberer, einem Boden abgewandter Teil der Hubeinheit verstanden werden, der während eines Bearbeitungsvorgangs vorzugsweise starr in einer Position verbleibt und vorzugsweise insbesondere nicht entlang der Bearbeitungsrichtung verschiebbar ausgebildet ist. Unter einer „Bearbeitungsrichtung“ soll dabei insbesondere eine Richtung verstanden werden, entlang der das Oberteil und das Unterteil der Hubeinheit zueinander beweglich sind, wobei die Bearbeitungsrichtung vorzugsweise als eine lineare Achse ausgebildet ist und vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einem Boden ausgerichtet ist, auf dem die Hubeinheit aufgeständert ist. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Bearbeitungsrichtung geneigt zu einer Senkrechten oder insbesondere auch in einer Horizontalen ausgerichtet ist. Unter einem „Zuführmodul“ soll dabei insbesondere ein Modul verstanden werden, über das das Unterteil und/oder das Oberteil der Hubeinheit, sowie jeweils damit verbundene Werkzeughälften zwischen einer Position außerhalb des Produktionsmoduls und einer Position innerhalb des Produktionsmoduls, insbesondere innerhalb der Hubeinheit, verfahren werden können. Das Zuführmodul ist insbesondere dazu vorgesehen, Faserhalbzeuge und oder andere Elemente des Preform-Bauteils oder des Faserverbundbauteils, wie insbesondere Verstärkungselemente, von einer Position außerhalb des Produktionsmoduls zur Bearbeitung innerhalb des Produktionsmoduls in das Produktionsmodul zu befördern. Dabei ist das Zuführmodul vorzugsweise nicht als ein mehrgelenkiger Roboterarm ausgebildet. Unter einer „Zuführbahn“ soll dabei insbesondere eine Bahn verstanden werden, entlang der das Zuführmodul das Unterteil und/oder das Oberteil der Hubeinheit verfährt, wobei die Zuführbahn vorzugsweise als eine Gerade ausgebildet ist. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass die Zuführbahn als eine gekrümmte Bahn ausgebildet ist. Unter einer „Belade- und/oder Entladeposition“ soll dabei insbesondere eine Position verstanden werden, in der das Unterteil und/oder das Oberteil der Hubeinheit bzw. die darauf befestigte Werkzeughälfte mit Faserhalbzeugen und/oder Verstärkungselementen manuell oder mittels einer Automatik, wie insbesondere einem Roboter bestückt werden kann. Unter einer „Bearbeitungsposition“ soll dabei insbesondere eine Position innerhalb der Hubeinheit verstanden werden, in der das Oberteil und das Unterteil der Hubeinheit in der Bearbeitungsrichtung beweglich zueinander angeordnet sind und in der mittels des Werkzeugs ein Preforming- und/oder Bondingvorgang stattfinden kann. Unter einem „Klebe- und/oder Schneidmodul“ soll dabei ein Modul verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, ein oder mehrere Faserhalbzeuge, ein Faserverbundbauteil und/oder ein Preform-Bauteil, zu schneiden oder ein Klebemittel zur Verklebung aufzubringen. Das Klebe- und/oder Schneidmodul weist dabei vorzugsweise eine Klebeeinheit und eine Schneideinheit auf, die zumindest teilweise zusammen beweglich gelagert sind. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass „ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist“, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung kann ein Klebe- und/oder Schneidmodul für ein Produktionsmodul besonders einfach ausgebildet werden. Insbesondere eine Verschlauchung des Klebemoduls kann vorteilhafter ausgestaltet werden und das Klebe-und/oder Schneidmodul muss lediglich eine Bewegung entlang zwei Achsen, nämlich einer Vertikalachse und einer Querachse ausführen, um einen Klebevorgang und/oder einen Schneidvorgang an einem auf dem Werkzeug liegenden Faserverbundbauteil oder Preform-Bauteil durchzuführen. Dadurch kann insbesondere auch ein vorteilhaft einfaches Klebe- und/oder Schneideverfahren eines Faserverbundbauteils oder Preform-Bauteils für ein Produktionsmodul erreicht werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Zuführmodul dazu vorgesehen ist, das Unterteil und/oder das Oberteil während des Schneid- und/oder Klebevorgangs relativ zum Klebe-und/oder Schneidmodul zu bewegen. Unter „während des Schneid- und/oder Klebevorgangs“ soll dabei insbesondere zeitgleich bei einem Schneid- und/oder Klebevorgang verstanden werden, also während mittels des Schneidmoduls ein Schneidvorgang durchgeführt wird, oder während mittels des Klebemoduls ein Kleber aufgebracht wird. Dabei bildet die Bewegung des Unterteils und/oder des Oberteils durch die Zuführeinheit während des Klebe- und oder Schneidvorgangs einen Teil einer Klebe-und/oder Schneidbewegung der Klebeeinheit und/oder der Schneideinheit des Klebe-und/oder Schneidmoduls aus. Dadurch kann ein auf einer Werkzeughälfte angeordnetes Faserverbundbauteil, Faserhalbzeug und/oder Preform-Bauteil besonders einfach, während es mittels des Zuführmoduls in das Produktionsmodul eingefahren oder ausgefahren wird, beschnitten und oder mit deinem Kleber versehen werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Klebe- und/oder Schneidmodul zumindest einen linear verfahrbaren Bearbeitungsarm aufweist, der zumindest eine Schneideinheit und/oder eine Klebeeinheit aufweist. Unter einem „linear verfahrbaren Bearbeitungsarm“ soll dabei insbesondere ein Element, wie insbesondere ein Träger verstanden werden, der beweglich gelagert ist und an dem die Schneideinheit und/oder das Schneidmodul angebracht ist. Dabei ist der linear verfahrbare Bearbeitungsarm vorteilhaft lediglich entlang einer Achse verfahrbar. Der Bearbeitungsarm ist in seiner Ausrichtung dabei vorzugsweise starr ausgebildet. Insbesondere ist der Bearbeitungsarm nicht um eine Rotationsachse schwenkbar. Unter einer „Schneideinheit“ soll dabei insbesondere eine Einheit mit wenigstens einem Schneidkopf verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, Elemente, wie insbesondere Faserhalbzeuge und/oder Verstärkungselemente, die insbesondere auf einer Werkzeughälfte des Produktionsmoduls für ein Preforming-und/oder Bonding-Verfahren angeordnet sind, durch ein entsprechendes Trennverfahren zu schneiden. Dabei kann der Schneidkopf als ein mechanischer Schneidkopf, wie beispielsweise ein Messer ausgebildet sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Schneidkopf als ein Laserschneidknopf oder als ein Druckschneidkopf ausgebildet ist. Unter einer „Klebeeinheit“ soll dabei insbesondere eine Einheit verstanden werden, die wenigstens ein Bauteil zum Aufbringen eines Klebers auf ein Element aufweist, wie insbesondere auf ein, auf einer Werkzeughälfte des Produktionsmoduls für ein Preforming- und/oder Bonding-Verfahren angeordnetes, Faserhalbzeug und/oder Verstärkungselement. Dabei weist die Klebeeinheit dazu vorzugsweise ein Mischventil auf, das die Komponenten eines Mehrkomponentenklebers, vorzugsweise eines Zweikomponentenklebers mischt und aus auf das entsprechende zu verklebende Bauteil aufbringt. Die Klebeeinheit weist dabei, Dosierelemente auf, die dem Mischventil aus entsprechenden Vorratsbehältern, die entsprechenden Komponenten des Mehrkomponentenklebers zuführen. Die Dosierelemente der Klebeeinheit sind dabei vorzugsweise räumlich von dem Mischventil beabstandet und durch eine entsprechende Verschlauchung mit dem Mischventil gekoppelt.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Bearbeitungsarm entlang einer geraden Bewegungsachse verschiebbar gelagert ist, die orthogonal zur Zuführbahn des Zuführmoduls ausgerichtet ist. Unter einer „Bewegungsachse des Bearbeitungsarms“ soll dabei insbesondere eine Achse verstanden werden, entlang der der Bearbeitungsarm insbesondere während eines Klebe- und/oder Schneidvorgangs verschoben werden kann. Dadurch kann der Bearbeitungsarm besonders vorteilhaft gelagert werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Produktionsvorrichtung zumindest ein weiteres Produktionsmodul aufweist, das neben dem ersten Produktionsmodul angeordnet ist und zumindest eine Hubeinheit aufweist, die ein Unterteil und ein Oberteil aufweist, die entlang einer Bearbeitungsrichtung beweglich zueinander verfahrbar gelagert sind, und zumindest einem weiteren Zuführmodul, das dazu vorgesehen ist, das Unterteil und/oder das Oberteil des weiteren Produktionsmoduls entlang einer Zuführbahn von einer Belade- und/oder Entnahmeposition in eine Bearbeitungsposition in der Hubeinheit zu verfahren. Unter einem „weiteren Produktionsmodul“ soll dabei insbesondere ein zumindest im Wesentlichen eigenständiges Produktionsmodul verstanden werden, das insbesondere seitlich neben dem ersten Produktionsmodul angeordnet ist, und an dieses angrenzt. Dabei sind die beiden Produktionsmodule vorzugsweise etwas voneinander beabstandet, weisen aber zumindest teilweise ein gemeinsames Gehäuse oder gemeinsame Abdeckungen auf. Das weitere Produktionsmodul weist ein eigenes Zuführmodul auf, das im Wesentlichen gleich ausgebildet ist wie das des ersten Produktionsmoduls. Die beiden Produktionsmodule können dabei beide für ein Preforming-Verfahren, beide für ein Bonding-Verfahren, oder je ein Produktionsmodul für ein Preforming-Verfahren und ein Produktionsmodul für ein Bonding-Verfahren ausgebildet sein. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass die Produktionsvorrichtung wenigstens ein weiteres Produktionsmodul aufweist, das neben den ersten beiden Produktionsmodulen angeordnet ist und für ein Preforming-Verfahren oder ein Bonding-Verfahren vorgesehen ist. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders kompakte Produktionsvorrichtung mit zwei Produktionsmodulen bereitgestellt werden, die besonders vorteilhaft beide, zumindest teilweise gemeinsame Ressourcen nutzen können, um besonders effektiv zu arbeiten.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Produktionsmodul wenigstens ein weiteres Klebe-und/oder Schneidmodul aufweist, das einen weiteren linear verfahrbaren Bearbeitungsarm aufweist, wobei das weitere Zuführmodul dazu vorgesehen ist, das Unterteil und/oder das Oberteil relativ zum Klebe- und/oder Schneidmodul zu bewegen. Unter einem „weiteren Klebe- und/oder Schneidmodul“ soll dabei insbesondere ein Modul verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, ein oder mehrere Faserhalbzeuge, ein Faserverbundbauteil und/oder ein Preform-Bauteil, zu schneiden oder ein Klebemittel zur Verklebung aufzubringen und dazu jeweils wenigstens eine Klebeeinheit und/oder eine Schneideinheit aufweist, die zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet sind, wie diese des anderen Klebe- und/oder Schneidmoduls des ersten Produktionsmoduls. Grundsätzlich ist es denkbar, dass das Schneidmodul des weiteren Klebe- und/oder Schneidmoduls einen anderen Schneidkopf aufweist, der beispielsweise zum Schneiden von anderen Materialen vorgesehen ist als der des Schneidmoduls des anderen Klebe-und/oder Schneidmoduls des ersten Produktionsmoduls. Die Klebeeinheit des weiteren Klebe- und/oder Schneidmoduls kann dabei vorzugsweise dazu vorgesehen sein einen anderen Ein- oder Mehrkomponentenkleber auf ein zu klebendes Element aufzubringen, wobei ein Mischventil und/oder Dosierelemente der Klebeeinheit des weiteren Klebe-und/oder Schneidmoduls dann entsprechend anders ausgebildet sein können, um für einen anderen Ein- oder Mehrkomponentenkleber entsprechend ausgebildet zu sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das weitere Klebe- und/oder Schneidmodul identisch zu dem Klebe- und/oder Schneidmodul des ersten Produktionsmoduls ausgebildet ist. Dadurch kann ein auf einer Werkzeughälfte angeordnetes Faserverbundbauteil, Faserhalbzeug und/oder Preform-Bauteil besonders einfach, während es mittels des Zuführmoduls in das weitere Produktionsmodul eingefahren oder ausgefahren wird, beschnitten und oder mit einem Kleber versehen werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die beiden Klebe- und/oder Schneidmodule eine gemeinsame Linearführung aufweisen entlang der die Bearbeitungsarme der Klebe-und/oder Schneidmodule linear verfahrbar gelagert sind. Unter einer „gemeinsamen Linearführung“ soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Bearbeitungsarme beider Klebe- und/oder Schneidmodule entlang einer gemeinsamen Bewegungsachse im Wesentlichen den gleichen Verfahrbereich aufweisen und beide Bearbeitungsarme insbesondere vor beiden Produktionsmodulen eingesetzt werden können. Dabei weist die gemeinsame Linearführung zumindest eine Führungsschiene auf, auf der gemeinsam beide Bearbeitungsarme verfahrbar gelagert sind. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass die Linearführung je Bearbeitungsarm zumindest eine eigene Führungsschiene aufweist, wobei sich die Führungsschienen beider Bearbeitungsarme über die selbe Länge erstrecken würden, wodurch beide Bearbeitungsarme wieder den im Wesentlichen gleichen Verfahrbereich aufweisen würden. Dadurch können beide Bearbeitungsarme vorteilhaft bei beiden Produktionsmodulen verwendet werden, wodurch durch Bestückung der beiden Klebe- und/oder Schneidmodule mit unterschiedlichen Klebeeinheiten und/oder Schneideinheiten, an den entsprechenden Produktionsmodulen einfach mit zwei unterschiedlichen Klebern und/oder unterschiedlichen Schneidwerkzeugen gearbeitet werden kann.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Bearbeitungsarme der Klebe- und/oder Schneidmodule über die gemeinsame Linearführung beiden Produktionsmodulen zuordenbar sind. Unter „beiden Produktionsmodulen zuordenbar“ soll dabei insbesondere verstanden werden, dass beide Klebe- und/oder Schneidmodule Faserhalbzeuge, Faserverbundbauteile oder Preform-Bauteile sowohl bei dem ersten Produktionsmodul als auch bei dem weiteren Produktionsmodul bearbeiten, also beschneiden oder mit einem Kleber versehen können. Dabei können die Bearbeitungsarme der Klebe- und/oder Schneidmodule über die gemeinsame Linearführung jeweils in einen Bereich der entsprechenden Zuführeinheit des entsprechenden Produktionsmoduls verfahren werden. Dadurch können die Klebe- und/oder Schneidmodule besonders vorteilhaft ausgebildet werden und insbesondere für beide Produktionsmodule verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Produktionsvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Produktionsvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 eine schematische Frontansicht einer erfindungsgemäßen Produktionsvorrichtung mit zwei Produktionsmodulen,
2 eine schematische Draufsicht der erfindungsgemäßen Produktionsvorrichtung mit den zwei Produktionsmodulen,
3 eine schematische Detailansicht eines Klebe- und/oder Schneidemoduls eines Produktionsmoduls,
4 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Produktionsvorrichtung mit einer Handlingseinheit und
5 eine schematische Detailansicht einer Halteeinheit der Handlingseinheit.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die 1 bis 5 zeigen eine erfindungsgemäße Produktionsvorrichtung. Die Produktionsvorrichtung ist als eine Faserverbund-Produktionsvorrichtung ausgebildet. Die Produktionsvorrichtung ist für ein Preforming-und Bonding-Verfahren für Faserverbundbauteile vorgesehen. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass die Produktionsvorrichtung jeweils lediglich für ein Preforming-Verfahren oder für ein Bonding-Verfahren vorgesehen ist.
Die Produktionsvorrichtung weist ein erstes Produktionsmodul 10 auf. Das erste Produktionsmodul 10 ist als ein Preforming-Produktionsmodul ausgebildet. Das Produktionsmodul 10 ist dazu vorgesehen, aus wenigstens einem oder mehreren Faserhalbzeugen ein Preform-Bauteil herzustellen. Das Preform-Bauteil ist dabei als ein unfertiges Halbzeug des zu fertigenden Faserverbundbauteils ausgebildet. Dazu formt das Produktionsmodul 10 Faserhalbzeuge und evtl. auch Einleger aus einem anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Material in eine entsprechende Form zu einem vorgeformten Halbzeug zusammen, das in einem weiteren Produktionsschritt weiterverarbeitet werden kann. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Preform-Bauteil schon im Wesentlichen eine endgültige Form eines fertigen Faserverbundbauteils aufweist. Das erste Produktionsmodul 10 weist einen Grundrahmen 52 auf. Der Grundrahmen 52 ist dabei aus mehreren miteinander verbundenen Trägerelementen ausgebildet. Der Grundrahmen 52 ist dazu vorgesehen, dass an ihm verschiedene Elemente und Module des Produktionsmoduls 10 befestigt sind. Der Grundrahmen 52 ist quaderförmig ausgebildet. An dem Grundrahmen 52 sind nicht näher dargestellte Verkleidungselemente angebracht, um das Produktionsmodul 10 nach außen hin abzugrenzen.
Das Produktionsmodul 10 weist eine Hubeinheit 12 auf. Die Hubeinheit 12 ist innerhalb des Grundrahmens 52 angeordnet. Die Hubeinheit 12 ist dabei an dem Grundrahmen 52 angebracht. Die Hubeinheit 12 ist als eine Presseinheit ausgebildet. Die als Presseinheit ausgebildete Hubeinheit 12 ist dazu vorgesehen, über eine Hub- und Pressbewegung eine Umformung der Faserhalbzeuge zu einem Preform-Bauteil zu erzeugen. Die Hubeinheit 12 weist ein Unterteil 14 und ein Oberteil 16 auf. Das Unterteil 14 und das Oberteil 16 sind entlang einer Bearbeitungsrichtung verfahrbar zueinander gelagert. Während einer Bearbeitungsbewegung ist das Unterteil 14 ortsfest in der Hubeinheit 12 angeordnet. Das Oberteil 16 ist entlang der Bearbeitungsrichtung zu dem Unterteil 14 beweglich gelagert. Das Oberteil 16 ist dabei entlang der Bearbeitungsrichtung von dem Unterteil 14 weg- und wieder hinbewegbar. Die Hubeinheit 12 weist eine nicht näher beschriebene und dargestellte Hydraulikeinheit auf, die das Oberteil 16 entlang der Bearbeitungsrichtung zu dem Unterteil 14 bewegt. Grundsätzlich ist auch denkbar, dass eine Belegung des Oberteils 16 zu dem Unterteil 14 über eine anders ausgebildete Einheit, wie beispielsweise eine elektromotorisch oder pneumatisch angetriebene Motoreinheit ausgebildet ist. Grundsätzlich ist ebenso denkbar, dass das Unterteil 14 beweglich zu einem feststehenden Oberteil 16 gelagert ist, oder dass sowohl das Unterteil 14, als auch das Oberteil 16 bei einer Bearbeitungsbewegung entlang der Bearbeitungsrichtung beweglich werden.
Das Produktionsmodul 10 weist für das Preforming-Verfahren ein Werkzeug auf. Das Werkzeug ist von einer unteren Werkzeughälfte 18 und einer oberen Werkzeughälfte 20 gebildet. Die untere Werkzeughälfte 18 ist mit dem Unterteil 14 der Hubeinheit 12 verbunden. Die obere Werkzeughälfte 20 ist mit dem Oberteil 16 der Hubeinheit 12 verbunden. Dabei sind die Werkzeughälften 18, 20 jeweils über eine nicht näher dargestellte Form- und/oder Kraftschlussverbindung mit dem Unterteil 14 bzw. Oberteil 16 verbunden. Dadurch ist die obere Werkzeughälfte 20 über das Oberteil 16 der Hubeinheit 12 bewegbar zu der unteren Werkzeughälfte 18 gelagert. In einem geschlossenen Zustand der Hubeinheit 12 liegt die obere Werkzeughälfte 20 auf der unteren Werkzeughälfte 18 auf. In einem geöffneten Zustand der Hubeinheit 12 ist die obere Werkzeughälfte 20 entlang der Bearbeitungsrichtung von der unteren Werkzeughälfte 18 abgehoben. Bei einer Bearbeitungsbewegung werden in das Werkzeug eingelegte Faserhalbzeuge bei einem Zusammenfahren der beiden Werkzeughälften 18, 20 zu einem Preform-Bauteil umgeformt.
Die Produktionsvorrichtung weist ein Zuführmodul 22 auf. Das Zuführmodul 22 ist dem ersten Produktionsmodul 10 zugeordnet. Über das Zuführmodul 22 werden während einer Produktion Faserhalbzeuge in die Hubeinheit 12 gefördert. Das Zuführmodul 22 ist dazu vorgesehen, das Unterteil 14, der Hubeinheit 12 entlang einer Zuführbahn von einer Belade- und/oder Entnahmeposition in eine Bearbeitungsposition in der Hubeinheit 12 zu verfahren. Die Belade- und/oder Entnahmeposition ist dabei außerhalb der Hubeinheit 12 angeordnet. Die Belade- und/oder Entnahmeposition ist dabei außerhalb des Grundrahmens 52 angeordnet. Die Belade- und/oder Entnahmeposition ist um einen Verfahrweg entfernt von der Hubeinheit 12 angeordnet. Eine Seite auf der die Belade- und/oder Entnahmeposition des Zuführmoduls 22 angeordnet ist, ist als eine Vorderseite 42 des Produktionsmoduls 10 bzw. der Produktionsvorrichtung ausgebildet. Die Belade- und/oder Entnahmeposition ist dabei insbesondere in einem Handlingsbereich 24 angeordnet, in dem das Produktionsmodul 10 mit entsprechenden Halbzeugen, wie insbesondere den Faserhalbzeugen beladen und später das fertige Preform-Bauteil aus dem Produktionsmodul 10 entnommen werden kann. Dabei ist es denkbar, dass das Produktionsmodul 10 über das Zuführmodul 22 in dem Handlingsbereich 24 manuell oder mittels einer Robotik be- und entladen wird. Die Bearbeitungsposition ist innerhalb der Hubeinheit 12 angeordnet. Die Bearbeitungsposition ist dabei innerhalb des Grundrahmens 52 angeordnet. In der Bearbeitungsposition findet der Preforming-Vorgang statt. Das Zuführmodul 22 ist dazu vorgesehen, das Unterteil 14 der Hubeinheit 12 linear zwischen der Belade- und/oder Entnahmeposition und der Bearbeitungsposition in der Hubeinheit 12 zu verfahren. Dazu weist das Zuführmodul 22 eine Linearführungseinheit 26 auf. Die Linearführungseinheit 26 weist zwei starr auf einem Boden angeordnete Führungsschienen 28, 30 auf. Die Führungsschienen 28, 30 sind dabei erhöht zu dem Boden angeordnet. Die Führungsschienen 28, 30, erstrecken sich dabei von der Belade- und/oder Entnahmeposition über die Bearbeitungsposition bis auf eine auf der Belade- und/oder Entnahmeposition gegenüberliegenden Seite der Hubeinheit 12. Die Führungsschienen 28,30 erstrecken sich an einer Vorderseite 42 des Produktionsmoduls 10 bis an die Belade- und/oder Entnahmeposition und von einer Rückseite des Produktionsmoduls 10 bis an eine Warteposition. Die Warteposition ist dabei in etwa um eine Länge des Unterteils 14 von der Bearbeitungsposition der Hubeinheit 12 entfernt auf einer Rückseite des Produktionsmoduls 10 angeordnet. Das Unterteil 14 der Hubeinheit 12 weist äquivalent zu den Führungsschienen 28, 30 ausgebildete Führungselemente 32, 34 auf. Die Führungselemente 32, 34 sind an einer Unterseite des Unterteils 14 angeordnet und greifen in einem montierten Zustand in die Führungsschienen 28, 30 der Linearführungseinheit 26 ein. Über eine Kopplung der Führungselemente 32, 34 mit den Führungsschienen 28, 30 ist das Unterteil 14 der Hubeinheit 12 entlang der Führungsschienen 28, 30 verschiebbar. Das Zuführmodul 23 weist eine Antriebseinheit 36 auf. Die Antriebseinheit 36 ist dazu vorgesehen, das Unterteil 14 der Hubeinheit 12 anzutreiben und dadurch entlang der Führungsschienen 28, 30 der Linearführungseinheit 26 zu verschieben. Die Antriebseinheit 36 weist dabei einen Elektromotor und ein Zahnstangengetriebe auf, über die das Unterteil 14 stufenlos zwischen der Belade- und/oder Entnahmeposition und der Warteposition verfahren werden kann. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Antriebseinheit 36 auf eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet ist.
Das Zuführmodul 22 weist ein Transportmodul 150 auf. Das Transportmodul 150 ist dazu vorgesehen, Fasermatten von der Belade- und/oder Entnahmeposition in eine Bearbeitungsposition in der Hubeinheit 12 zu verfahren. Das Transportmodul 150 weist eine Transportplattform 152 auf. Die Transportplattform 152 ist höher angeordnet als das Unterteil 14 der Hubeinheit 12. Die Transportplattform 152 ist oberhalb der unteren Werkzeughälfte 18 angeordnet. Dadurch kann die Transportplattform 152 oberhalb der unteren Werkzeughälfte 18 angeordnet sein. Die Transportplattform 152 ist von einem Gitterrost gebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Transportplattform 152 von einer durchgängigen Platte gebildet ist. Das Transportmodul 150 umfasst ein Gestell 154, das die Transportplattform 152 lagert. Das Gestell 154 ist von seitlichen Trägern gebildet, die sich von der Transportplattform 152 bis zu den Führungsschienen 28, 30 erstrecken. Die Träger des Gestells 154 verlaufen dabei jeweils seitlich des Unterteils 14 der Hubeinheit 12, sodass das Transportmodul 150 über das Unterteil 14 und die darauf angebrachte untere Werkzeughälfte 18 gefahren werden kann. Das Transportmodul 150 weist nicht näher dargestellte Linearführungen auf, wobei jeweils eine Linearführung an einer der Führungsschienen 28, 30 angebracht ist. Über die Linearführungen kann das Transportmodul 150 unabhängig von dem Unterteil 14 entlang Zuführbahn verschoben werden. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass das Transportmodul 150 über eigene, mit dem Grundrahmen 52 verbundenen Führungsschienen verschiebbar gelagert ist. Das Transportmodul 150 weist eine nicht näher dargestellte Antriebseinheit auf, mittels der das Transportmodul 150 angetrieben und entlang der Zuführbahn bewegt werden kann. Die Antriebseinheit ist dabei als ein Elektromotor ausgebildet.
Die Produktionsvorrichtung weist ein Klebe- und/oder Schneidmodul 40 auf. Das Klebe-und/oder Schneidmodul 40 ist dabei dem ersten Produktionsmodul 10 zugeordnet. Das Klebe- und/oder Schneidmodul 40 ist dazu vorgesehen, die auf der unteren Werkzeughälfte 18 liegenden Faserhalbzeuge und/oder das fertige Preform-Bauteil zuzuschneiden und oder einen Kleber auf ein entsprechendes Substrat aufzubringen. Dabei ist das Klebe- und Schneidmodul 40 dazu vorgesehen, auf der unteren Werkzeughälfte 18 liegende Faserhalbzeuge und/oder das fertige Preform-Bauteil während eines Verfahrens der unteren Werkzeughälfte 18 mittels des Zuführmoduls 22 entlang der Zuführbahn zu kleben und/oder zu beschneiden. Das Zuführmodul 22 ist dazu vorgesehen, das Unterteil 14 relativ zum Klebe- und/oder Schneidmodul 40 zu bewegen. Das Zuführmodul 22 bewegt das Unterteil 14 mit der darauf befestigten unteren Werkzeughälfte 18 bei einem Verfahren zwischen der Belade- und Entnahmeposition und der Bearbeitungsposition relativ zu dem Klebe- und Schneidmodul 40. Das Zuführmodul 22 bewegt das Unterteil 14 mit der darauf befestigten unteren Werkzeughälfte 18 dabei durch einen Bearbeitungsbereich 38 des Klebe- und Schneidmoduls 40. Der Bearbeitungsbereich 38 des Klebe- und Schneidmoduls 40 schneidet die Zuführbahn des Zuführmoduls 22.
Das Klebe- und Schneidmodul 40 ist an der Vorderseite 42 des Produktionsmoduls 10 angeordnet. Das Klebe- und Schneidmodul 40 weist einen verfahrbaren Bearbeitungsarm 44 auf. Der verfahrbare Bearbeitungsarm 44 ist als ein starrer, länglicher Träger ausgebildet. Der Bearbeitungsarm 44 ist dabei in einer vertikalen Achse ausgerichtet. Der Bearbeitungsarm 44 ist dabei während eines Klebe- oder Schneidvorgangs immer gleich ausgerichtet. Grundsätzlich wäre es aber auch denkbar, dass der Bearbeitungsarm 44 in einer zu der vertikalen Achse geneigten Achse ausgerichtet ist. Der Bearbeitungsarm 44 ist entlang einer Bewegungsachse linear verfahrbar. Das Klebe- und Schneidmodul 40 weist eine Linearführung 46 auf, entlang der der Bearbeitungsarm 44 linear verschiebbar ist. Die Linearführung 46 ist in einem oberen Bereich an der Vorderseite 42 des Produktionsmoduls 10 angeordnet. Die Linearführung 46 ist dabei so weit oben angebracht, dass mittels des Zuführmoduls 22 das Unterteil 14 der Hubeinheit 12 zusammen mit beiden Werkzeughälften 18, 20 darunter hindurch fahren kann. Die Linearführung 46 weist zwei Führungsschienen 48, 50 auf. Die Führungsschienen 48, 50 sind an dem Grundrahmen 52 des ersten Produktionsmoduls 10 angebracht. Die Führungsschienen 48, 50 sind in einer Querrichtung, die orthogonal zu der Zuführbahn des Zuführmoduls 22 ausgerichtet ist, ausgerichtet. Die Führungsschienen 48, 50 verlaufen parallel zu der Bewegungsachse des Bearbeitungsarms 44. Die Führungsschienen 48, 50 sind als Gleitschienen ausgebildet. Die Linearführung 46 weist zwei korrespondierend zu den Führungsschienen 48, 50 ausgebildete Führungselemente auf, die mit dem Bearbeitungsarm 44 fest verbunden sind. Die Führungselemente sind dabei hier nicht näher dargestellt. Die Führungselemente sind starr mit dem Bearbeitungsarm 44 verbunden und greifen formschlüssig in die Führungsschienen 48, 50. Über die Führungselemente ist der Bearbeitungsarm 44 über eine Gleitverbindung verschiebbar mit den Führungsschienen 48, 50 gekoppelt. Die Linearführung 46 weist eine Antriebseinheit 54 auf, mittels der der Bearbeitungsarm 44 entlang der Führungsschienen 48, 50 verfahren werden kann. Die Antriebseinheit 54 weist einen an dem Bearbeitungsarm 44 angebrachten Motor 56 auf. Der Motor 56 ist als ein Elektromotor ausgebildet. Die Antriebseinheit 54 weist eine Zahnstange 58 auf, die fest mit dem Grundrahmen 52 des ersten Produktionsmoduls 10 verbunden ist. Die Zahnstange 58 ist zwischen den beiden Führungsschienen 48, 50 angeordnet. Zum Antrieb des Bearbeitungsarms 44 entlang der Führungsschienen 48, 50 weist die Linearführung 46 ein nicht näher dargestelltes, mit einer Abtriebsachse des Motors 56 verbundenes Zahnrad auf, das in die Zahnstange 58 eingreift. Je nach Rotationsrichtung des Motors 56 wird der Bearbeitungsarm 44 entlang der Bewegungsachse in eine Richtung bewegt. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass der Bearbeitungsarm 44 entlang seiner Haupterstreckungsrichtung, also vertikal hin- und herbewegbar ist, um insbesondere eine Höhe des Bearbeitungsarms 44 zu variieren.
Das Klebe- und Schneidmodul 40 weist eine Schneideinheit 60 auf. Die Schneideinheit 60 ist an dem Bearbeitungsarm 44 angeordnet. Die Schneideinheit 60 ist an einem unteren Ende des Bearbeitungsarms 44 angeordnet. Die Schneideinheit 60 ist für einen Schneidvorgang vorgesehen. Dazu weist die Schneideinheit 60 einen Schneidkopf 62 auf.
Der Schneidkopf 62 ist dabei beweglich an dem Bearbeitungsarm 44 angeordnet. Der Schneidkopf 62 ist über eine Gelenkeinheit 64 an dem Bearbeitungsarm 44 angebracht. Über die Gelenkeinheit 64 ist der Schneidkopf 62 um eine Rotationsachse zu dem Bearbeitungsarm 44 drehbar. Der Schneidkopf 62 weist über die Gelenkeinheit 64 zu dem Bearbeitungsarm 44 einen Freiheitsgrad auf. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Schneidkopf 62 mehrere Freiheitsgrade zu dem Bearbeitungsarm 44 aufweist. Die Gelenkeinheit 64 weist einen Motor 66 auf, der den Schneidkopf 62 rotieren kann. Der Motor 66 ist dabei als ein Elektromotor ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Motor 66 als ein anderer dem Fachmann als sinnvoll erscheinender Motor ausgebildet ist, wie beispielsweise ein hydraulischer Motor. Der Schneidkopf 62 weist ein Schneidelement auf. Das Schneidelement ist als ein Messer ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Schneidelement als ein Laser, oder als ein anderes, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Schneidelement ausgebildet ist, wie beispielsweise ein Ultraschallschneidkopf.
Das Klebe- und Schneidmodul 40 weist eine Klebeeinheit 68 auf. Die Klebeeinheit 68 ist an dem Bearbeitungsarm 44 angeordnet. Die Klebeeinheit 68 ist verfahrbar an dem Bearbeitungsarm 44 angebunden. Die Klebeeinheit 68 ist entlang der Haupterstreckung des Bearbeitungsarms 44 verschiebbar an dem Bearbeitungsarm 44 angebracht. Die Klebeeinheit 68 weist eine nicht näher dargestellte Führungseinheit auf, über die die Klebeeinheit 68 linear verschiebbar mit dem Bearbeitungsarm 44 verbunden ist. Die Führungseinheit weist dazu eine Führungsschiene auf, die fest an dem Bearbeitungsarm 44 angebracht ist. Die Führungsschiene ist entlang der Haupterstreckungsrichtung des Bearbeitungsarms 44 ausgerichtet. Die Führungsschiene ist dabei in einem montierten Zustand senkrecht ausgerichtet. So kann die Klebeeinheit 68 über die Führungseinheit in einer Senkrechten verfahren werden. So kann eine Höhe der Klebeeinheit 68 relativ zu dem Bearbeitungsarm 44 und damit zu dem Zuführmodul 22 variiert werden. Die Klebeeinheit 68 weist ein Mischventil 70 auf. Das Mischventil 70 ist an einem unteren Ende der Klebeeinheit 68 angeordnet. Das Mischventil 70 ist dazu vorgesehen zwei Komponenten eines Zweikomponentenklebers zu mischen und durch eine Öffnung auf eine Klebefläche auszugeben. Die Klebeeinheit 68 weist zwei Dosierelemente 72, 74 auf. Die Dosierelemente 72, 74 sind dazu vorgesehen, jeweils eine Komponente des Zweikomponentenklebers dosiert an das Mischventil 70 auszugeben in dem die Komponenten dann gemischt und ausgegeben werden. Die Dosierelemente 72, 74 sind beabstandet zu dem Mischventil 70 angeordnet. Die Dosierelemente 72, 74 sind an einem oberen Ende der Klebeeinheit 68 angeordnet. Die Dosierelemente 72, 74 sind jeweils über einen Schlauch mit dem Mischventil 70 verbunden. Dabei ist ein Abstand zwischen dem Mischventil 70 und den Dosierelementen 72, 74 immer konstant. Die Dosierelemente 72, 74 sind über eine nicht näher dargestellte Verschlauchung jeweils mit einem Vorratsbehältnis verbunden, in dem jeweils eine Komponente des Zweikomponentenklebers für einen Gebrauch gespeichert ist. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Klebeeinheit 68 auf eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet ist, beispielsweise nur eine Komponente aufweist.
Das erste Produktionsmodul 10 weist eine Handlingseinheit 76 auf. Die Handlingseinheit 76 ist dazu vorgesehen, während eines Preforming-Verfahrens und/oder während eines Klebe- und/oder Schneidvorgangs Elemente, wie beispielsweise Verstärkungselemente, die dazu vorgesehen sind, während des Preforming-Verfahrens in das Preform-Bauteil eingebracht zu werden, zu halten und zu einem Zeitpunkt an dem sie in das Preform-Bauteil eingebracht werden sollen in den Bearbeitungsbereich zu bringen. Die Handlingseinheit 76 ist dazu vorgesehen, während des Preforming-Verfahrens Fasermatten für das Preforming- Verfahren zu halten. Die Handlingseinheit 76 ist dazu vorgesehen, während eines Preforming-Verfahrens lokale Zugspannungen in die umzuformende Fasermatte einzubringen, um insbesondere Faltenbildung während des Umformens zu verhindern. Durch die Einbringung der lokalen Zugspannungen kann ein Umformprozess vorteilhaft beeinflusst werden. Die Handlingseinheit 76 weist eine erste beweglich gelagerte Halteeinheit 78 auf. Die erste bewegliche Halteeinheit 78 ist auf der Vorderseite 42 des Produktionsmoduls 10 angeordnet. Die Halteeinheit 78 ist an dem Grundrahmen 52 angebracht. Die Halteeinheit 78 ist dabei auf einer ersten, linken Seite der Hubeinheit 12 des Produktionsmoduls 10 angeordnet. Die erste Halteeinheit 78 ist auf der linken Seite des Zuführmoduls 22 angeordnet. Die bewegliche Halteeinheit 78 ist aus mehreren zueinander beweglichen Trägerelementen 80, 82 ausgebildet. Das erste Trägerelement 80 ist mit dem Grundrahmen 52 des ersten Produktionsmoduls 10 verbunden. Ein erstes Ende des Trägerelements 80 ist dabei dem Grundrahmen 52 zugewandt. Dabei ist das erste Trägerelement 80 verschwenkbar mit dem Grundrahmen 52 verbunden. Die Halteeinheit 78 weist ein Lager 84 auf, über das das erste Trägerelement 80 um eine Drehachse drehbar an dem Grundrahmen 52 angebracht ist. Die Drehachse, die das Lager 84 ausbildet, ist dabei vertikal ausgerichtet. Über das Lager 84 ist das erste Trägerelement 80 der beweglichen Halteeinheit 78 in eine horizontale Ebene verschwenkbar. Das Lager 84 weist eine Antriebseinheit 86 auf. Die Antriebseinheit 86 ist als ein Elektromotor ausgebildet. Die Antriebseinheit 86 umfasst eine nicht näher dargestellte Verzahnung, über die eine Rotationsbewegung einer Antriebsachse der Antriebseinheit 86 in eine Schwenkbewegung des ersten Trägerelements 80 umgewandelt wird. Das Lager 84 ist an dem ersten, dem Grundrahmen 52 zugewandten Ende des ersten Trägerelements 80 angeordnet. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass das erste Trägerelement 80 über ein Lager, das eine anders ausgerichtete Drehachse oder mehrere Drehachsen aufweist, an den Grundrahmen 52 angebunden ist. Das zweite Trägerelement 82 ist über ein Lager 88 verschwenkbar mit dem ersten Trägerelement 80 verbunden. Das zweite Trägerelement 82 ist an einem ersten Ende mit einem zweiten Ende des ersten Trägerelements 80 verbunden. Das Lager 88 ist an einem ersten Ende des zweiten Trägerelements 82 angeordnet. Das Lager 88 ist teilweise von einem Ende des ersten Trägerelements 80 ausgebildet. Das Lager 88 bildet eine Drehachse aus, die parallel zu der Drehachse des ersten Lagers 84 der Halteeinheit 78 ausgebildet ist. Das Lager 88 weist eine Antriebseinheit 90 auf. Die Antriebseinheit 90 ist als ein Elektromotor ausgebildet. Die Antriebseinheit 90 umfasst eine nicht näher dargestellte Verzahnung, über die eine Rotationsbewegung einer Antriebsachse der Antriebseinheit 90 in eine Schwenkbewegung des zweiten Trägerelements 82 zu dem ersten Trägerelement 80 umgewandelt wird. Die Antriebseinheit 90 des zweiten Lagers 88 ist im Bereich des ersten Trägerelements 80 angeordnet. Die Halteeinheit 78 weist eine Halteplatte 92 auf. Die Halteplatte 92 ist an einem zweiten Ende des zweiten Trägerelements 82 angeordnet. Die Halteplatte 92 ist dazu vorgesehen, dass ein Halteelement daran befestigt werden kann. Je nach zu haltendem Element ist das Halteelement unterschiedlich ausgebildet. Das Halteelement ist dazu vorgesehen, wenigstens ein Element zumindest zeitweise zu halten. Das Halteelement ist insbesondere dazu vorgesehen, Bestandteile des in dem Produktionsmodul 10 hergestellten Preform-Bauteils, während eines Preform-Verfahrens zumindest zeitweise zu halten und in einem Bereich außerhalb der Hubeinheit 12 zwischen zu lagern. Das Halteelement weist dabei zumindest zwei Zustände auf. Der erste Zustand ist als ein Haltezustand ausgebildet, in dem das Halteelement ein Bestandteil, wie beispielsweise ein Verstärkungselement des Preform-Bauteils, fixiert und dadurch zeitweise an die Halteeinheit 78 anbindet. Der zweite Zustand ist als ein Lösezustand ausgebildet, in dem kein Element von dem Halteelement gehalten wird. Das Halteelement ist als ein pneumatischer Klemmgreifer ausgebildet. Das als pneumatischer Klemmgreifer ausgebildete Halteelement weist dabei zwei zueinander bewegbare Klemmelemente auf, die zum Greifen eines Elements, wie insbesondere einer Fasermatte zusammengefahren werden können um das zu haltende Element zu greifen. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Halteelement als ein Nadelgreifer ausgebildet ist, der mehrere Nadeln aufweist, die ein- und ausgefahren werden können. In dem Haltezustand des Halteelements wären die Nadeln ausgefahren und können so ein Element, wie insbesondere eine oder mehrere Lagen eines Faserhalbzeugs halten. Dabei wären die Nadeln des als Nadelgreifer ausgebildeten Halteelements in das zu haltende Element eingebracht und halten dieses so an dem Halteelement. In einem Lösezustand wären die Nadeln des Halteelements in einen Grundkörper des Halteelements im Wesentlichen eingefahren und können so kein Element mehr halten. Das Halteelement weist eine Antriebseinheit 94 auf, mittels der die die verschwenkbaren Klemmelemente bewegt werden können. Die Antriebseinheit 94 ist dabei als ein Elektromotor ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Halteelement der Halteeinheit 78 auf eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet ist. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass das Halteelement als ein elektromagnetisches Halteelement ausgebildet ist, das insbesondere zum Halten von magnetischen Bauteilen vorgesehen ist. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Halteelement als ein Vakuumgreifer ausgebildet ist, der insbesondere dazu vorgesehen ist, durch Erzeugung eines Unterdrucks insbesondere flächige Elemente zu halten. Die Halteeinheit 78 ist in einer Vertikalrichtung zu dem Grundrahmen 52 des Produktionsmoduls 10 verstellbar. Dazu weist die Halteeinheit 78 eine Linearführung 96 auf. Die Linearführung 96 ist dazu vorgesehen, die gesamte Halteeinheit 78 höhenverstellbar an dem Grundrahmen 52 zu lagern. Die Linearführung 96 weist eine Führungsschiene auf, die fest an einem Träger 98 des Grundrahmens 52 angebracht ist. Die Führungsschiene ist dabei in einer Vertikalrichtung ausgerichtet. Die Führungsschiene steht dabei senkrecht zu einem Boden auf dem das Produktionsmodul 10 steht. Die Linearführung 96 weist ein Führungselement auf, das formschlüssig in der Führungsschiene gelagert ist und entlang einer Verfahrbahn zu der Führungsschiene verschiebbar ist. Das Führungselement ist mit einem Grundkörper des Lagers 84 fest verbunden, das das erste Trägerelement 80 schwenkbar lagert. Die Linearführung 96 weist eine nicht näher dargestellte Antriebsmaschine auf, über die das Führungselement entlang der Führungsschiene verschoben werden kann. Die Antriebsmaschine ist als ein Elektromotor ausgebildet. Über die Antriebsmaschine kann das Führungselement und insbesondere die gesamte Halteeinheit 78 über die Führungsschiene in seiner Höhe zu dem Grundrahmen 52 angepasst werden.
Die Handlingseinheit 76 weist eine zweite beweglich gelagerte Halteeinheit 100 auf. Die zweite bewegliche Halteeinheit 100 ist auf der Vorderseite 42 des Produktionsmoduls 10 angeordnet. Die zweite Halteeinheit 100 ist an dem Grundrahmen 52 angebracht. Die zweite Halteeinheit 100 ist dabei auf einer zweiten, rechten Seite der Hubeinheit 12 des Produktionsmoduls 10 angeordnet. Die zweite Halteeinheit 100 ist auf der rechten Seite des Zuführmoduls 22 angeordnet. Die zweite Halteeinheit 100 ist insbesondere auf einer der ersten Halteeinheit 78 gegenüberliegenden Seite des Zuführmoduls 22 angeordnet. Die zweite Halteeinheit 100 ist im Wesentlichen gleich ausgebildet wie die erste Halteeinheit 78, weswegen die zweite Halteeinheit 100 hier nicht mehr detailliert beschrieben werden soll. Die bewegliche Halteeinheit 100 ist aus mehreren zueinander beweglichen Trägerelementen ausgebildet. Das erste Trägerelement ist mit dem Grundrahmen 52 des ersten Produktionsmoduls 10 verbunden. Die Halteeinheit 100 weist ein Lager auf, über das das erste Trägerelement der Halteeinheit 100 um eine Drehachse drehbar an dem Grundrahmen 52 angebracht ist. Das zweite Trägerelement ist über ein Lager verschwenkbar mit dem ersten Trägerelement der Halteeinheit 100 verbunden. Die Halteeinheit 100 weist ein Halteelement 102 auf. Das Halteelement 102 ist an einem zweiten Ende des zweiten Trägerelements der zweiten Halteeinheit 100 angeordnet. Das Halteelement 102 ist dazu vorgesehen, wenigstens ein Element zumindest zeitweise zu halten. Das Halteelement 102 ist insbesondere dazu vorgesehen, Faserhalbzeuge des in dem Produktionsmodul 10 hergestellten Preform-Bauteils, während eines Preform-Verfahrens zumindest zeitweise zu halten und in lokale Zugspannungen einzubringen. Das Halteelement 102 weist dabei zumindest zwei Zustände auf. Der erste Zustand ist als ein Haltezustand ausgebildet, in dem das Halteelement 102 ein Bestandteil, wie beispielsweise ein Verstärkungselement des Preform-Bauteils, fixiert und dadurch zeitweise an die Halteeinheit 100 anbindet. Der zweite Zustand ist als ein Lösezustand ausgebildet, in dem kein Element von dem Halteelement 102 gehalten wird. Das Halteelement 102 ist als ein pneumatischer Klemmgreifer ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Halteelement 102 auf eine dem Fachmann als sinnvoll erscheinende andere Weise ausgebildet ist. Die Halteeinheit 100 ist in einer Vertikalrichtung zu dem Grundrahmen 52 des Produktionsmoduls 10 verstellbar. Dazu weist die Halteeinheit 100 eine nicht näher gezeigte Linearführung auf. Die Linearführung weist eine Führungsschiene auf, die fest an einem Träger des Grundrahmens 52 angebracht ist. Die Führungsschiene ist dabei in einer Vertikalrichtung ausgerichtet. Die Linearführung ist dabei im Wesentlichen gleich ausgebildet wie die Linearführung 96 für die erste Halteeinheit 78. Das Führungselement ist mit einem Grundkörper des Lagers fest verbunden, der das erste Trägerelement der Halteeinheit 100 schwenkbar lagert. Die Linearführung weist eine nicht näher dargestellte Antriebsmaschine auf, über die das Führungselement entlang der Führungsschiene verschoben werden kann. Die Antriebsmaschine ist als ein Elektromotor ausgebildet. Über die Antriebsmaschine kann das Führungselement und insbesondere die gesamte Halteeinheit 100 über die Führungsschiene in seiner Höhe zu dem Grundrahmen 52 angepasst werden.
Die Handlingseinheit 76 weist zwei weitere beweglich gelagerte Halteeinheiten 104, 106 auf. Die weiteren beweglich gelagerten Halteeinheiten 104, 106 sind gleich ausgebildet wie die oben beschriebenen Halteeinheiten 78, 100. Die beiden weiteren beweglichen Halteeinheiten 104, 106 sind auf einer Rückseite 108 des ersten Produktionsmoduls 10 angeordnet. Dabei ist die eine Halteeinheit 104, wie die erste Halteeinheit 78 auf der linken Seite der Hubeinheit 12 und des Zuführmoduls 22 angebracht. Die andere weitere erste Halteeinheit 106 ist, wie die zweite Halteeinheit 100, auf der rechten Seite der Hubeinheit 12 und des Zuführmoduls 22 angebracht. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Handlingseinheit 76 weitere Halteeinheiten 78, 100, 104, 106 aufweist, und/oder die Halteeinheiten 78, 100, 104, 106 an anderen Positionen angeordnet sind. Durch die einzeln ansteuerbaren Halteeinheiten 78, 100, 104, 106, die jeweils zu der Hubeinheit 12 bewegt werden können, können die zugeschnittenen Fasermatten für ein Preforming-Verfahren besonders vorteilhaft klein ausgebildet werden und können der Form der beiden Werkzeughälften 18, 20 angepasst werden. Dabei können die Fasermatten nur minimal über die Werkzeughälften 18, 20 hinausstehen und können von den Halteeinheiten 78, 100, 104, 106 gegriffen werden um die Fasermatten zu halten und wenn nötig lokale Zugspannungen in die Fasermatte einzubringen um einen Preform-Vorgang optimal und insbesondere ohne Faltenbildung durchzuführen.
Die Handlingseinheit 76 weist einen Ablagebereich 110 auf. Der Ablagebereich 110 ist dazu vorgesehen, dass dort Elemente, wie beispielsweise Verstärkungselemente oder Faserhalbzeuge, die bei einem Preforming-Verfahren in das Preform-Bauteil integriert werden sollen, zumindest zeitweise abgelegt werden können. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass in dem Ablagebereich 110 eine Lagereinheit angeordnet ist, in der mehrere entsprechende zu integrierende Elemente für verschiedene Preform-Bauteile gelagert werden. Diese Lagereinheit könnte beispielsweise automatisiert oder händisch befüllt werden. Der Ablagebereich 110 ist seitlich neben der Hubeinheit 12 angeordnet. Der Ablagebereich 110 ist auf der linken Seite der Hubeinheit 12 angeordnet. Der Ablagebereich 110 erstreckt sich dabei im Wesentlichen über eine gesamte Tiefe der Hubeinheit 12. Auf der Rückseite 108 der Hubeinheit 12 erstreckt sich der Ablagebereich 110 bis über ein Ende der Hubeinheit 12. Der Ablagebereich 110 ist von einer ebenen Auflagefläche gebildet. Der Ablagebereich 110 ist von einem ebenen Blech gebildet, das in einer Horizontalen an dem Grundrahmen 52 des Produktionsmoduls 10 angeordnet ist. Die beiden beweglichen Halteeinheiten 78, 104, die auf der linken Seite der Hubeinheit 12 angeordnet sind, sind dazu vorgesehen, Elemente auf dem Ablagebereich 110 abzulegen und von dem Ablagebereich 110 aufzunehmen. Dazu ist der Ablagebereich 110 in einem Bewegungsradius der beweglichen Halteeinheiten 78, 104 angeordnet.
Die Produktionsvorrichtung weist ein zweites Produktionsmodul 112 auf. Das zweite Produktionsmodul 112 ist dabei direkt neben dem ersten Produktionsmodul 10 angeordnet. Das erste Produktionsmodul 10 und das zweite Produktionsmodul 112 bilden zusammen eine Einheit aus. Das zweite Produktionsmodul 112 ist als ein Bonding-Produktionsmodul ausgebildet. Das zweite Produktionsmodul 112 ist dazu vorgesehen, Faserverbundbauteile mit anderen Faserverbundbauteilen oder Bauteilen aus sonstigen Werkstoffen (Metalle, Kunststoffe, etc.), mit Verstärkungselementen, mit Einlegeteilen, Funktionsteilen, wie beispielsweise Sensoren, oder Schlössern, zu verkleben. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die in dem ersten Produktionsmodul 10 hergestellten Preform-Bauteile, nachdem sie in einem Zwischenschritt mit einem Harz- und Härter injiziert und ausgehärtet wurden in dem zweiten Produktionsmodul 112 mit weiteren Bauteilen verklebt werden werden. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass mittels dem zweiten Produktionsmodul 112 mehrere Sub-Preforms über einen Binder miteinander verbunden werden, wobei ebenso weitere Bauteile integriert werden könnten.
Das zweite Produktionsmodul 112 weist einen Grundrahmen 114 auf. Der Grundrahmen 114 ist dabei aus mehreren miteinander verbundenen Trägerelementen ausgebildet. Der Grundrahmen 114 ist dazu vorgesehen, dass an ihm verschiedene Elemente und Module des Produktionsmoduls 112daran befestigt sind. Der Grundrahmen 114 ist quaderförmig ausgebildet. An dem Grundrahmen 114 sind nicht näher dargestellte Verkleidungselemente angebracht, um das Produktionsmodul 112nach außen hin abzugrenzen. Dabei ist der Grundrahmen 114 des zweiten Produktionsmoduls 112 im Wesentlichen gleich ausgebildet wie der Grundrahmen 52 des ersten Produktionsmoduls 10. Dabei ist es grundsätzlich auch denkbar, dass sich die beiden Grundrahmen 52, 114 der beiden Produktionsmodule 10, 112 voneinander unterscheiden. Der Grundrahmen 114 des zweiten Produktionsmoduls 112 ist unmittelbar neben dem Grundrahmen 52 des ersten Produktionsmoduls 10 angeordnet.
Das Produktionsmodul 112 weist eine Hubeinheit 116 auf. Die Hubeinheit 116 ist im Wesentlichen gleich ausgebildet wie die Hubeinheit 12 des ersten Produktionsmoduls 10. Die Hubeinheit 116 ist innerhalb des Grundrahmens 114 angeordnet. Die Hubeinheit 116 ist dabei an dem Grundrahmen 114 angebracht. Die Hubeinheit 116 ist als eine Presseinheit ausgebildet. Die als Presseinheit ausgebildete Hubeinheit 116 ist dazu vorgesehen, über eine Hub- und Pressbewegung durch zuführen von Druck und/oder Temperatur ein oder mehrere Faserverbundbauteile mit weiteren Bauteilen zu verkleben. Die Hubeinheit 116 weist ein Unterteil 118 und ein Oberteil 120 auf.
Das Unterteil 118 und das Oberteil 120 sind entlang einer Bearbeitungsrichtung verfahrbar zueinander gelagert. Während einer Bearbeitungsbewegung ist das Unterteil 118 ortsfest in der Hubeinheit 116 angeordnet. Das Oberteil 120 ist entlang der Bearbeitungsrichtung zu dem Unterteil 118 beweglich gelagert. Das Oberteil 120 ist dabei entlang der Bearbeitungsrichtung von dem Unterteil 118 weg- und wieder hinbewegbar. Die Hubeinheit 116 weist eine nicht näher beschriebene und dargestellte Hydraulikeinheit auf, die das Oberteil 120 entlang der Bearbeitungsrichtung zu dem Unterteil 118 bewegt. Das Produktionsmodul 112 weist ein für ein Bonding-Verfahren vorgesehenes Werkzeug auf. Das Werkzeug ist dabei hier aus Übersichtlichkeitsgründen nicht näher dargestellt. Das Werkzeug ist von einer unteren Werkzeughälfte und einer oberen Werkzeughälfte gebildet. Die untere Werkzeughälfte ist mit dem Unterteil 118 der Hubeinheit 116 verbunden. Die obere Werkzeughälfte ist mit dem Oberteil 120 der Hubeinheit 116 verbunden. Bei einer Bearbeitungsbewegung werden in das Werkzeug eingelegte Faserverbundbauteile und weitere Bauteile beim Zusammenfahren der beiden Werkzeughälften mittels eines Klebers miteinander verbunden.
Die Produktionsvorrichtung weist ein weiteres Zuführmodul 122 auf. Das Zuführmodul 122 ist dem ersten Produktionsmodul 10 zugeordnet. Über das Zuführmodul 122 werden während einer Produktion Faserverbundbauteile in die Hubeinheit 116 gefördert. Das Zuführmodul 122 ist dazu vorgesehen, das Unterteil 118 der Hubeinheit 116 entlang einer Zuführbahn von einer Belade- und/oder Entnahmeposition in eine Bearbeitungsposition in der Hubeinheit 116 zu verfahren. Die Belade- und/oder Entnahmeposition ist dabei außerhalb der Hubeinheit 116 angeordnet. Die Belade- und/oder Entnahmeposition ist dabei außerhalb des Grundrahmens 114 angeordnet. Die Belade- und/oder Entnahmeposition ist um einen Verfahrweg entfernt von der Hubeinheit 116 angeordnet. Eine Seite auf der die Belade- und/oder Entnahmeposition des Zuführmoduls 122 angeordnet ist, ist als die Vorderseite des Produktionsmoduls 112 bzw. der Produktionsvorrichtung ausgebildet. Die Belade- und/oder Entnahmeposition ist dabei insbesondere in einem Handlingsbereich 124 angeordnet in dem das Produktionsmodul 112 mit entsprechenden Halbzeugen, wie insbesondere den Faserverbundbauteilen beladen ist und später das fertige Faserverbundbauteil aus dem Produktionsmodul 112 entnommen werden kann. Der Handlingsbereich 124 des ersten Produktionsmoduls 10 ist dabei zumindest teilweise überlappend mit dem Handlingsbereich 24 des ersten Produktionsmoduls 10 ausgebildet.
Dabei ist es denkbar, dass das Produktionsmodul 112 über das Zuführmodul 122 in dem Handlingsbereich 124 manuell oder mittels einer Robotik be- und entladen wird. Dabei ist es denkbar, dass es sich insbesondere um dieselbe Robotik handelt, die auch das erste Produktionsmodul 10 in dessen Handlingsbereich 24 belädt. Die Bearbeitungsposition ist innerhalb der Hubeinheit 116 angeordnet. Die Bearbeitungsposition ist dabei innerhalb des Grundrahmens 114 angeordnet. In der Bearbeitungsposition findet der BondingVorgang statt. Das Zuführmodul 122 ist dazu vorgesehen, das Unterteil 118 der Hubeinheit 116 linear zwischen der Belade- und/oder Entnahmeposition und der Bearbeitungsposition in der Hubeinheit 116 zu verfahren. Dazu weist das Zuführmodul 122 eine Linearführungseinheit 126 auf. Die Linearführungseinheit 126 ist dabei im Wesentlichen gleich ausgebildet wie die Linearführungseinheit 26 des ersten Zuführmoduls 22. Die Linearführungseinheit 126 weist zwei starr auf einem Boden angeordnete Führungsschienen auf. Die Führungsschienen sind dabei erhöht zu dem Boden angeordnet. Die Führungsschienen erstrecken sich dabei von der Belade- und/oder Entnahmeposition über die Bearbeitungsposition bis auf eine auf der Belade- und/oder Entnahmeposition gegenüberliegende Seite der Hubeinheit 116. Das Unterteil 118 der Hubeinheit 116 weist äquivalent zu den Führungsschienen ausgebildete Führungselemente auf. Die Führungselemente sind an einer Unterseite des Unterteils 118 angeordnet und greifen in einem montierten Zustand in die Führungsschienen der Linearführungseinheit 126 ein. Über eine Kopplung der Führungselemente mit den Führungsschienen ist das Unterteil 118 der Hubeinheit 116entlang der Führungsschienen der Linearführungseinheit 126 verschiebbar. Das Zuführmodul 122 weist äquivalent zu dem Zuführmodul 22 eine Antriebseinheit auf, über die das Unterteil 118 entlang der Führungsschienen verfahren werden kann.
Die Produktionsvorrichtung weist ein weiteres Klebe- und Schneidmodul 128 auf. Das Klebe- und Schneidmodul 128 ist dabei dem zweiten Produktionsmodul 112 zugeordnet. Das Klebe- und Schneidmodul 128 ist dazu vorgesehen, auf der unteren Werkzeughälfte des zweiten Produktionsmoduls 112 liegende Faserverbundbauteile und/oder das fertige Faserverbundbauteil zuzuschneiden und oder einen Kleber aufzubringen. Dabei ist das Klebe- und Schneidmodul 128 dazu vorgesehen, auf der unteren Werkzeughälfte des zweiten Produktionsmoduls 112 liegende Faserverbundbauteile während eines Verfahrens der unteren Werkzeughälfte mittels des Zuführmoduls 122 entlang der Zuführbahn zu beschneiden und/oder mit einem Kleber zu versehen. Dabei ist das Klebe-und Schneidmodul 128 insbesondere dazu vorgesehen, auf das auf der unteren Werkzeughälfte liegende Faserverbundbauteil mit einer Kleberaupe aus einem dem Fachmann bekannten Kleber zu versehen. Dabei wird die Kleberaupe an entsprechenden Stellen des Faserverbundbauteils, an metallischen Bauteilen oder Kunststoffbauteilen oder Bauteilen aus einem anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Material angebracht, an der in dem späteren Bonding-Verfahren weitere Faserverbundbauteile, Verstärkungselemente oder Funktionselemente miteinander verklebt werden. Dazu ist das Zuführmodul 122 dazu vorgesehen, das Unterteil 118 relativ zum Klebe- und Schneidmodul 128 zu bewegen. Das Zuführmodul 122 bewegt das Unterteil 118 mit der darauf befestigten unteren Werkzeughälfte bei einem Verfahren zwischen der Belade- und Entnahmeposition und der Bearbeitungsposition relativ zu dem Klebe- und Schneidmodul 128. Das Zuführmodul 122 bewegt das Unterteil 118 mit der darauf befestigten unteren Werkzeughälfte des zweiten Produktionsmoduls 112 dabei durch einen Bearbeitungsbereich 130 des Klebe- und Schneidmoduls 128. Der Bearbeitungsbereich 130 des Klebe- und Schneidmoduls 128 schneidet die Zuführbahn des Zuführmoduls 122.
Das Klebe- und Schneidmodul 128 ist an der Vorderseite 42 des Produktionsmoduls 112 angeordnet. Das Klebe- und Schneidmodul 128 weist einen verfahrbaren Bearbeitungsarm 132 auf. Der verfahrbare Bearbeitungsarm 132 ist als ein starrer, länglicher Träger ausgebildet. Der Bearbeitungsarm 132 ist dabei in einer vertikalen Achse ausgerichtet. Der Bearbeitungsarm 132 ist dabei während eines Klebe- oder Schneidvorgangs immer gleich ausgerichtet. Der Bearbeitungsarm 132 des Klebe- und Schneidmoduls 128 ist dabei im Wesentlichen gleich ausgebildet wie der Bearbeitungsarm 44 des Klebe- und Schneidmoduls 40. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Bearbeitungsarme 44, 132 der beiden Klebe- und Schneidmodule 40, 128 sich voneinander unterscheiden. Der Bearbeitungsarm 132 ist entlang einer Bewegungsachse linear verfahrbar. Das Klebe- und Schneidmodul 128 umfasst die Linearführung 46, entlang der der Bearbeitungsarm 132 linear verschiebbar ist. Die beiden Klebe- und Schneidmodule 40, 128 weisen gemeinsam die Linearführung 46 auf, entlang der die Bearbeitungsarme 44, 132 der Klebe- und Schneidmodule 40, 128 linear verfahrbar gelagert sind. Der Bearbeitungsarm 132 des weiteren Klebe- und Schneidmoduls 128 ist wie der Bearbeitungsarm 44 des ersten Klebe- und Schneidmoduls 40 über die Führungsschienen 48, 50 der Linearführung 46 verschiebbar gelagert. Dazu erstrecken sich die Führungsschienen 48, 50 der Linearführung 46 von der linken Seite des ersten Produktionsmoduls 10 bis auf eine rechte Seite des zweiten Produktionsmoduls 112. Die Führungsschienen 48, 50 der Linearführung 46 sind dabei durchgängig ausgebildet. Die Führungsschienen 48, 50 der Linearführung 46 sind dabei an dem Grundrahmen 52 des ersten Produktionsmoduls 10 und an dem Grundrahmen 114 des zweiten Produktionsmoduls 112 angebracht. Die Führungsschienen 48, 58 sind in einer Querrichtung, die orthogonal zu der Zuführbahn der Zuführeinheit 122 ausgerichtet ist, ausgerichtet. Die Führungsschienen 48, 50 verlaufen parallel zu der Bewegungsachse des Bearbeitungsarms 132.
Die Linearführung 46 weist zwei korrespondierend zu den Führungsschienen 48, 50 ausgebildete Führungselemente auf, die mit dem Bearbeitungsarm 132 fest verbunden sind. Die Führungselemente sind dabei hier nicht näher dargestellt. Die Führungselemente sind starr mit dem Bearbeitungsarm 132 verbunden und greifen formschlüssig in die Führungsschienen 48, 50. Über die Führungselemente ist der Bearbeitungsarm 132 über eine Gleitverbindung verschiebbar mit den Führungsschienen 48, 50 gekoppelt. Die Linearführung weist eine Antriebseinheit auf, mittels der der Bearbeitungsarm 132 entlang der Führungsschienen 48, 50 verfahren werden kann. Die Antriebseinheit weist einen an dem Bearbeitungsarm 132 angebrachten Motor auf. Der Motor ist als ein Elektromotor ausgebildet. Die Antriebseinheit weist eine Zahnstange 58 auf, die fest mit dem Grundrahmen 114 des zweiten Produktionsmoduls 112 verbunden ist. Die Zahnstangen 58 der Antriebseinheiten 54 beider Klebe- und Schneidmodule 40, 128 sind einstückig miteinander ausgebildet. Die Zahnstange 58 erstreckt sich dabei wie die Führungsschienen 48, 50 von der linken Seite des ersten Produktionsmoduls 10 auf die rechte Seite des zweiten Produktionsmoduls 112. Zum Antrieb des Bearbeitungsarms 132 entlang der Führungsschienen 48, 50 weist die Linearführung 46 ein nicht näher dargestelltes, mit einer Abtriebsachse des Motors verbundenes Zahnrad auf, das in die Zahnstange 58 eingreift. Je nach Rotationsrichtung des Motors wird der Bearbeitungsarm 132 entlang der Bewegungsachse in eine Richtung bewegt. Die beiden Bearbeitungsarme 44, 132 der beiden Klebe- und Schneidmodule 40, 128 sind über ihre jeweiligen Antriebseinheiten 54 separat voneinander bewegbar. Die Bearbeitungsarme 44, 132 der beiden Klebe- und Schneidmodule 40, 128 können unabhängig voneinander entlang der Führungsschienen 48, 50 verfahren werden. Dabei weist die Produktionsvorrichtung eine nicht näher dargestellte Sicherungseinheit auf, die verhindert, dass die beiden Bearbeitungsarme 44, 132 der beiden Klebe- und Schneidmodule 40, 128 gegeneinander fahren. Über die Führungsschienen 48, 50 der Linearführung 46 können beide Bearbeitungsarme 44, 132 der beiden Klebe- und Schneidmodule 40, 128 beiden Produktionsmodulen 10, 112 zugeordnet werden. Über die Führungsschienen 48, 50 der Linearführung 46 können beide Bearbeitungsarme 44, 132 der beiden Klebe- und Schneidmodule 40, 128 sowohl vor das erste Produktionsmodul 10 als auch vor das zweite Produktionsmodul 11 fahren.
Das Klebe- und Schneidmodul 128 weist eine Schneideinheit 134 auf. Die Schneideinheit 134 ist an dem Bearbeitungsarm 132 angeordnet. Die Schneideinheit 134 ist an einem unteren Ende des Bearbeitungsarms 132 angeordnet. Die Schneideinheit 134 ist dabei im Wesentlichen gleich ausgebildet, wie die Schneideinheit 60 des anderen Klebe- und Schneidmoduls 40. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Schneideinheit 134 des zweiten Klebe- und Schneidmoduls 128 einen anderen Schneidkopf aufweist als die Schneideinheit 60 des anderen Klebe- und Schneidmoduls 40. Dadurch könnten mit der Schneideinheit 60 des zweiten Klebe- und Schneidmoduls 128 andere Schnitte durchgeführt werden als mit der Schneideinheit 60 des ersten Klebe- und Schneidmoduls 40.
Das Klebe- und Schneidmodul 128 weist eine Klebeeinheit 136 auf. Die Klebeeinheit 136 ist an dem Bearbeitungsarm 132 angeordnet. Die Klebeeinheit 136 ist verfahrbar an dem Bearbeitungsarm 132 angebunden. Die Klebeeinheit 136 ist entlang der Haupterstreckung des Bearbeitungsarms 132 verschiebbar an dem Bearbeitungsarm 132 angebracht. Im Wesentlichen ist die Klebeeinheit 136 äquivalent zu der Klebeeinheit 68 des ersten Klebe-und Schneidmoduls 40 ausgebildet. Die Klebeeinheit 136 weist eine nicht näher dargestellte Führungseinheit auf, über die die Klebeeinheit 136 linear verschiebbar mit dem Bearbeitungsarm 132 verbunden ist.
Die Klebeeinheit 136 weist ein Mischventil auf. Das Mischventil ist an einem unteren Ende der Klebeeinheit 136 angeordnet. Das Mischventil ist dazu vorgesehen, eine Kleberaupe auf das Faserverbundbauteil aufzubringen. Die Klebeeinheit 136 weist zwei Dosierelemente auf. Die Dosierelemente sind dazu vorgesehen, jeweils eine Komponente eines Zweikomponentenklebers dosiert an das Mischventil auszugeben in dem die Komponenten gemischt und ausgegeben werden. Die Dosierelemente der Klebeeinheit 136 sind über eine Verschlauchung jeweils mit einem Vorratsbehältnis verbunden, in dem jeweils eine Komponente des Zweikomponentenklebers für einen Gebrauch gespeichert ist. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die Klebeeinheit 136 des zweiten Klebe- und Schneidmoduls 128 anders ausgebildet ist, als die Klebeeinheit 68 des ersten Klebe- und Schneidmoduls 40. Dabei ist insbesondere denkbar, dass in den Vorratsbehältern im Gegensatz zu der Klebeeinheit 68 des ersten Klebe- und Schneidmoduls 40 ein anderer Mehrkomponentenkleber angeordnet ist, der über die Dosierelemente und das Mischventil der Klebeeinheit 136 ausgegeben wird, oder mehr als nur zwei Komponenten in dem Mischventil gemischt werden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Klebeeinheit 136 auf einem anderen Prinzip beruht als die erste Klebeeinheit 68 und beispielsweise als ein Heißklebeelement ausgebildet ist. Durch die unterschiedlichen Mehrkomponentenkleber, die von den zwei Klebeeinheiten 68, 136 ausgegeben werden können, können mittels der Klebe- und Schneidmodule 40, 128 die beiden Produktionsmodule10, 112 einfach mit unterschiedlichen Klebern versorgt werden.
Das zweite Produktionsmodul 112 weist ebenfalls eine Handlingseinheit 138 auf. Die Handlingseinheit 138 ist dazu vorgesehen, während eines Bonding-Verfahrens und/oder während eines Klebe- und/oder Schneidvorgangs Elemente, wie beispielsweise Verstärkungselemente oder Faserverbundbauteile, die dazu vorgesehen sind, während des Bonding-Verfahrens in das Faserverbundbauteil eingebracht zu werden zu halten und zu einem Zeitpunkt an dem sie in das Faserverbundbauteil eingebracht werden sollen in den Bearbeitungsbereich zu bringen. Die Handlingseinheit 138 des zweiten Produktionsmoduls 112 ist im Wesentlichen gleich ausgebildet wie die Handlingseinheit 76 des ersten Produktionsmoduls 10 und ist deshalb nicht im Detail beschrieben. Die Beschreibung der Handlingseinheit 76 des ersten Produktionsmoduls 10 kann dabei zur Erläuterung der Handlingseinheit 138 des zweiten Produktionsmoduls 112 herangezogen werden.
Die Handlingseinheit 138 weist eine erste beweglich gelagerte Halteeinheit 140 auf. Die erste bewegliche Halteeinheit 140 ist auf der Vorderseite 42 des Produktionsmoduls 112 angeordnet. Die Halteeinheit 140 ist an dem Grundrahmen 114 angebracht. Die Halteeinheit 140 ist dabei auf einer ersten, linken Seite der Hubeinheit 116 des Produktionsmoduls 112 angeordnet. Die erste Halteeinheit 140 ist auf der linken Seite des Zuführmoduls 122 angeordnet. Die bewegliche Halteeinheit 140 ist aus mehreren zueinander beweglichen Trägerelementen ausgebildet. Die Halteeinheit 140 weist ein Halteelement auf. Das Halteelement ist an einem zweiten Ende des zweiten Trägerelements angeordnet. Das Halteelement ist dazu vorgesehen, wenigstens ein Element zumindest zeitweise zu halten. Das Halteelement ist als ein Nadelgreifer ausgebildet. Die Halteeinheit 140 ist in einer Vertikalrichtung zu dem Grundrahmen 114 des Produktionsmoduls 112 verstellbar. Dazu weist die Halteeinheit 140 eine entsprechende Linearführung auf. Die Handlingseinheit 138 weist eine zweite beweglich gelagerte Halteeinheit 142 auf. Die zweite bewegliche Halteeinheit 142 ist auf der Vorderseite 42 des Produktionsmoduls 112 angeordnet. Die zweite Halteeinheit 142 ist an dem Grundrahmen 114 angebracht. Die zweite Halteeinheit 142 ist dabei auf einer zweiten, rechten Seite der Hubeinheit 116 des Produktionsmoduls 112 angeordnet. Die Handlingseinheit 138 weist zwei weitere beweglich gelagerte Halteeinheiten 144, 146 auf. Die weiteren beweglich gelagerten Halteeinheiten 144, 146 sind gleich ausgebildet wie die oben beschriebenen Halteeinheiten 78, 100, 104, 106, 140, 142. Die beiden weiteren beweglichen Halteeinheiten 144, 146 sind auf einer Rückseite 108 des zweiten Produktionsmoduls 112 angeordnet. Die Halteeinheiten 140, 142, 144, 146 weisen jeweils mehrere zueinander bewegliche Trägerelemente, ein Halteelement und eine Linearführung zur vertikalen Verschiebung auf.
Die Handlingseinheit 138 weist einen Ablagebereich 148 auf. Der Ablagebereich 148 ist dazu vorgesehen, dass dort Elemente, wie beispielsweise Verstärkungselemente oder Faserverbundbauteile, die bei einem Bonding-Verfahren in das Faserverbundbauteil integriert werden sollen, zumindest zeitweise abgelegt werden können.
Der Ablagebereich 148 ist seitlich neben der Hubeinheit 116 angeordnet. Der Ablagebereich 148 ist auf der rechten Seite der Hubeinheit 116 angeordnet. Der Ablagebereich erstreckt sich dabei im Wesentlichen über eine gesamte Tiefe der Hubeinheit 116. Auf der Rückseite 108 der Hubeinheit 116 erstreckt sich der Ablagebereich 148 bis über ein Ende der Hubeinheit 116. Der Ablagebereich 148 ist von einer ebenen Auflagefläche gebildet. Der Ablagebereich 148 ist von einem ebenen Blech gebildet, das in einer horizontalen an dem Grundrahmen 114 des Produktionsmoduls 112 angeordnet ist. Die beiden beweglichen Halteeinheiten 142, 146, die auf der rechten Seite der Hubeinheit 116 angeordnet sind, sind dazu vorgesehen, Elemente auf dem Ablagebereich 148 abzulegen und von dem Ablagebereich 148 aufzunehmen. Dazu ist der Ablagebereich 148 in einem Bewegungsradius der beweglichen Halteeinheiten 142, 146 angeordnet.
Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass die Klebe-und Schneidmodule 40, 128 lediglich als ein Klebemodul oder als ein Schneidmodul ausgebildet sind. Dabei wäre insbesondere denkbar, dass eines der Klebe-und Schneidmodule 40, 128 lediglich als ein Klebemodul nur mit einer Klebeeinheit 68, 136 und das andere der Klebe-und Schneidmodule 40, 128 lediglich als ein Schneidmodul mit nur einer Schneideinheit 60, 134 ausgebildet ist. Grundsätzlich wäre es ebenso denkbar, dass beide Produktionsmodule 10, 112 gleich ausgebildet sind und beispielsweise beide als ein Preforming-Produktionsmodul oder beide als ein Bonding-Produktionsmodul ausgebildet sind.
Im Folgenden soll kurz ein erfinderisches Verfahren der Produktionsvorrichtung beschrieben werden. Während einer Produktion sind beide Produktionsmodule 10, 112 zeitgleich betreibbar. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass lediglich eines der Produktionsmodule 10, 112 betrieben wird. In dem ersten Produktionsmodul 10 wird in einem Preforming-Verfahren aus mehreren Faserhalbzeugen und/oder Verstärkungselementen ein Preform-Bauteil hergestellt. Vor einem Produktionsvorgang wird zunächst das Werkzeug mit seiner unteren Werkzeughälfte 18 und seiner oberen Werkzeughälfte 20 auf der Belade- und/oder Entnahmeposition des Zuführmoduls 22 auf dem Unterteil 14 der Hubeinheit 12 befestigt. Dabei wird die untere Werkzeughälfte 18 fest mit dem Unterteil 14 gekoppelt. Die beiden Werkzeughälften 18, 20 werden zusammen mittels des Zuführmoduls 22 in die Hubeinheit 12 in die Bearbeitungsposition verfahren, in der die obere Werkzeughälfte 20 fest mit dem Oberteil 16 der Hubeinheit 12 gekoppelt wird. Die obere Werkzeughälfte 20 kann in der Bearbeitungsposition mittels der Hubeinheit 12 nun zu der unteren Werkzeughälfte 18 bewegt werden. Bei dem Preforming-Verfahren wird nun das Transportmodul 150 in die Belade- und/oder Entnahmeposition gefahren. Dort wird über eine Robotik ein Faserhalbzeug, wie insbesondere eine Fasermatte auf die Transportplattform 152 aufgelegt. Dabei liegt das Faserhalbzeug eben auf der Transportplattform 152 auf. Dadurch ist eine Gefahr, dass das Faserhalbzeug beim Verfahren in die Hubeinheit 12 von der Transportplattform 152 rutscht gering. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass auf der Transportplattform 152 ein oder mehrere Halteelemente angebracht sind, die das Faserhalbzeug während des Verfahrens mittels des Transportmoduls 150 fixieren. Dabei ist das Faserhalbzeug vorzugsweise zugeschnitten und insbesondere nicht zwangsläufig rechteckig ausgebildet. Dabei ist es grundsätzlich auch denkbar, dass das Faserhalbzeug mittels dem Klebe- und Schneidmodul 40 beim Verfahren in die Hubeinheit 12 beschnitten wird. Das Faserhalbzeug wird mittels des Transportmoduls 150 entlang der Zuführbahn in die Hubeinheit 12 gefahren. In der Hubeinheit 12 wird das Faserhalbzeug mittels der Handlingseinheit 76 gegriffen. Das Faserhalbzeug wird mittels der Halteeinheiten 78, 100, 104, 106 ergriffen. Dazu wird das Faserhalbzeug und insbesondere dessen Ausrichtung mittels einer Sensorik erfasst und die Halteeinheiten 78, 100, 104, 106 so angesteuert, dass sie das Faserhalbzeug an für den Prozess definierten Positionen greifen. Durch das zielgerichtete Ergreifen des Faserhalbzeugs mittels der Halteeinheiten 78, 100, 104, 106 können die Faserhalbzeuge mit besonders wenig Überhang zugeschnitten werden. Es ist lediglich ein Haltebereich von wenigen mm nötig. Ist das Faserhalbzeug mittels der Halteeinheiten 78, 100, 104, 106 fixiert, fährt das Transportmodul 150 wieder aus der Hubeinheit 12. Das Faserhalbzeug wird während des Preform-Vorgangs zumindest teilweise von den Halteeinheiten 78, 100, 104, 106 gehalten. Für den Preporming-Vorgang fährt die obere Werkzeughälfte 20 auf die untere Werkzeughälfte 18 herunter, wobei das Faserhalbzeug zu dem Preform-Bauteil umgeformt wird. Dabei kann, wenn es der Prozess erfordert, über eine oder mehrere der Halteeinheiten 78, 100, 104, 106 eine lokale Zugspannung in das Faserhalbzeug eingebracht werden um bei dem Preforming-Vorgang eine Faltenbildung zu verhindern. Vor einem weiteren Pressvorgang können mittels der Handlingseinheit 76 weitere Faserhalbzeuge und/oder Verstärkungselemente in die untere Werkzeughälfte 18 eingelegt werden. Es ist denkbar, dass ein Preforming-Verfahren je nach herzustellendem Preforming-Bauteil bis zu drei, grundsätzlich auch mehr Pressvorgänge durchfährt und dabei jeweils weitere Faserhalbzeuge, Verstärkungselemente oder Funktionsbauteile eingelegt werden. Ist das Preform-Bauteil fertig, wird es entweder mit der Handlingseinheit 76 aus der Hubeinheit 12 entnommen und an einen Übergabeort geschwenkt, oder die untere Werkzeughälfte fährt mit dem fertigen Preform-Bauteil mittels dem Zuführmodul 22 in die Belade- und/oder Entnahmeposition, wo das fertige Preform-Bauteil entnommen wird. Dabei wird das auf der unteren Werkzeughälfte 18 befindliche Preform-Bauteil, während des Verfahrens von der Bearbeitungsposition in die Belade und/oder Entnahmeposition mittels der Schneideinheit 60 des Klebe- und Schneidmoduls 40 zugeschnitten. Dabei wird das auf der unteren Werkzeughälfte 18 liegende Preform-Bauteil während es an dem Bearbeitungsarm 44 des Klebe- und Schneidmoduls 40 vorbei gefahren wird von der Schneideinheit 60 beschnitten. Das Zuführmodul 22 bewirkt dabei einen Teil der Relativbewegung der unteren Werkzeughälfte 18 und der Schneideinheit 60, die für den Schneidvorgang notwendig ist. Dabei ist es denkbar, dass mit der Schneideinheit 60 an dem Preform-Bauteil überstehende Randbereiche abgeschnitten, oder vorgesehene Löcher ausgeschnitten werden. Dabei ist es grundsätzlich auch denkbar, dass zeitgleich mittels der Schneideinheit 134 des Klebe- und Schneidmoduls 128 das auf der unteren Werkzeughälfte 18 angebrachte Preform-Bauteil beschnitten wird. Dazu wäre der Bearbeitungsarm 132 des zweiten Klebe- und Schneidmoduls 128 zu der Zuführbahn des Zuführmoduls 22 des ersten Produktionsmoduls 10 verfahren. Eine Beschneidung mittels der Schneideinheit 60 des ersten Klebe- und Schneidmoduls 40 und der Schneideinheit 134 des zweiten Klebe- und Schneidmoduls 128 kann dabei zeitgleich oder nacheinander erfolgen. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass beim Verfahren der unteren Werkzeughälfte 18 aus der Hubeinheit 12 von der Bearbeitungsposition in die Belade- und/oder Entnahmeposition mittels der Klebeeinheiten 68, 136 Klebestellen auf dem fertigen Preform-Bauteil angebracht werden. Ist das fertige Preform-Bauteil an der Belade- und/oder Entnahmeposition angekommen wird es dort entnommen und die untere Werkzeughälfte 18 für einen weiteren Preforming-Vorgang neu bestückt.
Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass das Preforming-Verfahren wie folgt abläuft: Bei dem Preforming-Verfahren wird alternativ die untere Werkzeughälfte 18 mittels des Zuführmoduls 22 in die Belade- und/oder Entnahmeposition verfahren. In der Belade- und/oder Entnahmeposition wird die untere Werkzeughälfte 18, je nach Form und Größe des Preform-Bauteils, mit Faserhalbzeugen und/oder Verstärkungselementen bestückt. Dabei werden diese in einer definierten Position auf die untere Werkzeughälfte 18 gelegt. Die untere Werkzeughälfte 18 wird dann entlang der Zuführbahn in die Bearbeitungsposition in der Hubeinheit 12 gefahren. Die Schneideinheit 60 des Klebe-und Schneidmoduls 40 kann dabei während die untere Werkzeughälfte 18 an dem Bearbeitungsarm 44 des Klebe- und Schneidmoduls 40 vorbeifährt das Faserhalbzeug beschneiden. Während die untere Werkzeughälfte 18 in die Bearbeitungsposition gefahren wird und/oder wenn die untere Werkzeughälfte 18 in der Bearbeitungsposition in der Hubeinheit 12 steht werden Faserhalbzeuge und/oder Verstärkungselemente, die in einem ersten Bearbeitungsvorgang der Hubeinheit 12 bei dem Preforming-Verfahren nicht gebraucht werden, von der Handlingseinheit 76 von der unteren Werkzeughälfte 18 entnommen und in einem Bereich außerhalb der Bearbeitungsposition zwischengelagert. Dazu entnehmen die entsprechenden Halteeinheiten 78, 100, 104, 106 der Handlingseinheit 76 mit ihren Halteelementen die entsprechenden Faserhalbzeuge und/oder Verstärkungselemente von der unteren Werkzeughälfte 18. Diese werden dann zunächst in der entsprechenden Halteeinheit 78, 100, 104, 106 oder in dem Ablagebereich 110 zwischengelagert. Dabei ist es denkbar, dass eine der Halteeinheiten 78, 104 nacheinander mehrere Faserhalbzeuge und/oder Verstärkungselemente in dem Ablagebereich 110 ablegt und dort zwischenlagert. Während die Faserhalbzeuge und/oder Verstärkungselemente von der Handlingseinheit 76 zwischengelagert werden, führt die Hubeinheit 12 eine erste Bearbeitungsbewegung durch und presst die zwischen den zwei Werkzeughälften 18, 20 befindlichen Faserhalbzeuge und/oder Verstärkungselemente in eine Form. Öffnen sich die Werkzeughälften nach der ersten Bearbeitungsbewegung wieder, werden mittels der Handlingseinheit 76 die zwischengelagerten Faserhalbzeuge und/oder Verstärkungselemente an eine entsprechend dafür vorgesehene Stelle in die untere Werkzeughälfte 18 gelegt. Dazu werden die entsprechenden Halteeinheiten 78, 100, 104, 106 so angesteuert, dass diese die zwischengelagerten Faserhalbzeuge und/oder Verstärkungselemente an der entsprechenden Position in dem Bearbeitungsbereich in der Hubeinheit 12 ablegen. Danach werden die Werkzeughälften 18, 20 mittels der Hubeinheit 12 ein weiteres Mal in einer Bearbeitungsbewegung geschlossen. Dieser Vorgang kann dabei je nach herzustellendem Preform-Bauteil weitere Male wiederholt werden bis alle Faserhalbzeuge und/oder Verstärkungselemente, die mittels der Handlingseinheit 76 zwischengelagert waren, in das Preform-Bauteil eingebracht sind. Ist das Preform-Bauteil fertig wird die untere Werkzeughälfte 18 mittels dem Zuführmodul 22 wieder aus der Bearbeitungsposition in die Belade- und/oder Entnahmeposition verfahren.
In dem zweiten Produktionsmodul 112 wird in einem Bonding-Verfahren aus mehreren Faserverbundbauteilen, Verstärkungselementen und/oder weiteren Bauteilen eine fertig gefügte Baugruppe hergestellt. Beispielhaft für eine fertig gefügte Baugruppe soll hier eine Heckklappe mit integriertem Schloss und Anbindungen für Gasdruckfedern, oder eine Hutablage oder eine Abdeckung angeführt werden. Vor einem Produktionsvorgang wird zunächst das Werkzeug des zweiten Produktionsmoduls 112 mit seiner unteren Werkzeughälfte und seiner oberen Werkzeughälfte auf der Belade- und/oder Entnahmeposition des Zuführmoduls 122 auf dem Unterteil 118 der Hubeinheit 116 befestigt. Dabei wird die untere Werkzeughälfte fest mit dem Unterteil 118 gekoppelt. Die beiden Werkzeughälften werden zusammen mittels des Zuführmoduls 122 in die Hubeinheit 116 in die Bearbeitungsposition verfahren, in der die obere Werkzeughälfte fest mit dem Oberteil 120 der Hubeinheit 116 gekoppelt wird. Die obere Werkzeughälfte kann in der Bearbeitungsposition mittels der Hubeinheit 116 nun zu der unteren Werkzeughälfte bewegt werden. Bei dem Bonding-Verfahren wird die untere Werkzeughälfte mittels des Zuführmoduls 122 in die Belade- und/oder Entnahmeposition verfahren. In der Belade- und/oder Entnahmeposition wird die untere Werkzeughälfte, je nach Form und Größe des fertigen Faserverbundbauteils, einem Faserverbundbauteil, Verstärkungselementen und/oder weiteren Faserverbundbauteilen und/oder weiteren metallischen Bauteilen und/oder oder Kunststoffbauteilen bestückt. Dabei werden diese in einer definierten Position auf die untere Werkzeughälfte 18 gelegt. Die untere Werkzeughälfte 18 wird dann entlang der Zuführbahn in die Bearbeitungsposition in der Hubeinheit 116 gefahren. Die Klebeeinheit 136 des Klebe- und Schneidmoduls 128 bringt dabei während die untere Werkzeughälfte an dem Bearbeitungsarm 132 des Klebe- und Schneidmoduls 128 vorbeifährt eine Kleberaupe auf zu verklebende Stellen des Faserverbundbauteils, und/oder die Verstärkungselemente auf. Dabei ist es denkbar, dass die untere Werkzeughälfte während eines Klebevorgangs lediglich einmal an dem Bearbeitungsarm 132 vorbeifährt, oder dass die untere Werkzeughälfte mehrere Male an dem Bearbeitungsarm 132 vorbeigeführt wird, um entsprechende Klebestellen aufzubringen. Dabei ist es grundsätzlich auch denkbar, dass zeitgleich mittels der Klebeeinheit 68 des Klebe- und Schneidmoduls 40 ebenfalls Klebestellen auf dem Faserverbundbauteilen oder Verstärkungselementen aufgebracht werden. Dazu wäre der Bearbeitungsarm 44 des zweiten Klebe- und Schneidmoduls 40 zu der Zuführbahn des Zuführmoduls 122 des zweiten Produktionsmoduls 112 verfahren. Eine Setzung von Klebestellen über die Klebeeinheit 68 des ersten Klebe- und Schneidmoduls 40 und die Klebeeinheit 136 des zweiten Klebe- und Schneidmoduls 128 kann dabei zeitgleich oder nacheinander erfolgen.
Während die untere Werkzeughälfte in die Bearbeitungsposition gefahren wird und/oder wenn die untere Werkzeughälfte in der Bearbeitungsposition in der Hubeinheit 116 steht werden Faserverbundbauteile oder Verstärkungselemente, die in einem ersten Bearbeitungsvorgang der Hubeinheit 116 bei dem Bonding-Verfahren nicht gebraucht werden, von der Handlingseinheit 138 von der unteren Werkzeughälfte entnommen und in einem Bereich außerhalb der Bearbeitungsposition zwischengelagert. Dazu entnehmen die entsprechenden Halteeinheiten 140, 142, 144, 146 der Handlingseinheit 138 mit ihren Halteelementen die entsprechenden Faserverbundbauteile, Faserhalbzeuge und/oder Verstärkungselemente von der unteren Werkzeughälfte. Diese werden dann zunächst in der entsprechenden Halteeinheit 140, 142, 144, 146 oder in dem Ablagebereich 148 zwischengelagert. Während die Faserhalbzeuge und/oder Verstärkungselemente von der Handlingseinheit 138 zwischengelagert werden, führt die Hubeinheit 116 eine erste Bearbeitungsbewegung durch und presst die zwischen den zwei Werkzeughälften befindlichen Faserverbundbauteile und/oder Verstärkungselemente zusammen, wodurch der vorher zugeführte Kleber unter Druck und/oder Temperatur aushärtet. Dabei ist es grundsätzlich auch denkbar, dass ein zweites oder weitere Bauteile, manuell, oder über einen Shuttletisch ähnlich der Transportplattform 152 des ersten Produktionsmoduls 10, in das Werkzeug eingelegt werden. Öffnen sich die Werkzeughälften nach der ersten Bearbeitungsbewegung wieder, werden mittels der Handlingseinheit 138 die zwischengelagerten Faserverbundbauteile und/oder Verstärkungselemente an eine entsprechend dafür vorgesehene Stelle in die untere Werkzeughälfte gelegt. Dazu werden die entsprechenden Halteeinheiten 140, 142, 144, 146 so angesteuert, dass diese die zwischengelagerten Faserverbundbauteile und/oder Verstärkungselemente an der entsprechenden Position in dem Bearbeitungsbereich in der Hubeinheit 116 ablegen. Danach werden die Werkzeughälften mittels der Hubeinheit 116 ein weiteres Mal in einer Bearbeitungsbewegung geschlossen. Dieser Vorgang kann dabei, je nach herzustellendem fertigen Faserverbundbauteil, weitere Male wiederholt werden bis alle Faserverbundbauteile, Funktionsbauteile und/oder Verstärkungselemente, die mittels der Handlingseinheit 138 zwischengelagert waren, in die zu fertigende, gefügte Baugruppe eingebracht sind. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Handlingseinheit 138 mit ihren Halteeinheiten 140, 142, 144, 146 in das Faserverbundbauteil zu integrierende Elemente aus einem eigenen Zuführsystem direkt entnimmt und in die Hubeinheit 116 einlegt. Ist die Baugruppe fertig gefügt wird die untere Werkzeughälfte mittels der Zuführeinheit 122 wieder aus der Bearbeitungsposition in die Belade- und/oder Entnahmeposition verfahren. Ist die gefügte Baugruppe an der Belade- und/oder Entnahmeposition angekommen, wird es dort entnommen und die untere Werkzeughälfte für einen weiteren Preforming-Vorgang neu bestückt.
Das Preforming-Verfahren des ersten Produktionsmoduls 10 und das Bonding-Verfahren des zweiten Produktionsmoduls 112 sind dabei vorzugsweise versetzt zueinander getaktet, sodass beide Klebe- und Schneidmodule 40, 128 jeweils ohne Wartezeit bei beiden Produktionsmodulen 10, 112 eingesetzt werden können.
In der oben beschriebenen Produktionsvorrichtung ist aus Gründen der Übersichtlichkeit das erste Produktionsmodul 10 als ein Preforming-Produktionsmodul beschrieben, das für ein Preforming-Verfahren vorgesehen ist, und das zweite Produktionsmodul 112 als ein Bonding-Produktionsmodul, das für ein Bonding-Verfahren vorgesehen ist. Vorteilhaft für eine Produktionsvorrichtung sind beide Produktionsmodule 10, 112 gleich ausgebildet, also beide Produktionsmodule 10, 112 als eine Preforming-Produktionsmodul oder beide als ein Bonding-Produktionsmodul.
Bezugszeichenliste

10: Produktionsmodul
12: Hubeinheit
14: Unterteil
16: Oberteil
18: untere Werkzeughälfte
20: obere Werkzeughälfte
22: Zuführmodul
24: Handlingsbereich
26: Linearführungseinheit
28: Führungsschiene
30: Führungsschiene
32: Führungselement
34: Führungselement
36: Antriebseinheit
38: Bearbeitungsbereich
40: Klebe- und/oder Schneidmodul
42: Vorderseite
44: Bearbeitungsarm
46: Linearführung
48: Führungsschiene
50: Führungsschiene
52: Grundrahmen
54: Antriebseinheit
56: Motor
58: Zahnstange
60: Schneideinheit
62: Schneidkopf
64: Gelenkeinheit
66: Motor
68: Klebeeinheit
70: Mischventil
72: Dosierelement
74: Dosierelement
76: Handlingseinheit
78: Halteeinheit
80: Trägerelement
82: Trägerelement
84: Lager
86: Antriebseinheit
88: Lager
90: Antriebseinheit
92: Halteelement
94: Antriebseinheit
96: Linearführung
98: Träger
100: Halteeinheit
102: Halteelement
104: Halteeinheit
106: Halteeinheit
108: Rückseite
110: Ablagebereich
112: Produktionsmodul
114: Grundrahmen
116: Hubeinheit
118: Unterteil
120: Oberteil
122: Zuführmodul
124: Handlingsbereich
126: Linearführungseinheit
128: Klebe- und Schneidmodul
130: Bearbeitungsbereich
132: Bearbeitungsarm
134: Schneideinheit
136: Klebeeinheit
138: Handlingseinheit
140: Halteeinheit
142: Halteeinheit
144: Halteeinheit
146: Halteeinheit
148: Ablagebereich
150: Transportmodul
152: Transportplattform
154: Gestell

Claims

Produktionsvorrichtung, insbesondere Faserverbund-Produktionsvorrichtung, die für ein Preforming- und/oder Bonding-Verfahren für ein Faserverbundbauteil vorgesehen ist, mit zumindest einem Produktionsmodul (10, 112), das zumindest eine Hubeinheit (12, 116) aufweist, die ein Unterteil (14, 118) und ein Oberteil (16, 120) aufweist, die entlang einer Bearbeitungsrichtung beweglich zueinander verfahrbar gelagert sind, mit zumindest einem Zuführmodul (22, 122), das dazu vorgesehen ist, das Unterteil (14, 118) und/oder das Oberteil (16, 120) entlang einer Zuführbahn von einer Belade- und/oder Entnahmeposition in eine Bearbeitungsposition in der Hubeinheit (12, 116) zu verfahren, und mit wenigstens einem Klebe- und/oder Schneidmodul (40, 128), wobei das Zuführmodul (22, 122) dazu vorgesehen ist, das Unterteil (14, 118) und/oder das Oberteil (16, 120) relativ zum Klebe- und/oder Schneidmodul (40, 128) zu bewegen.
Produktionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführmodul (22, 122) dazu vorgesehen ist, das Unterteil (14, 118) und/oder das Oberteil (16, 120) während eines Schneid- und/oder Klebevorgangs relativ zum Klebe- und/oder Schneidmodul (40, 128) zu bewegen.
Produktionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebe- und/oder Schneidmodul (40, 128) zumindest einen linear verfahrbaren Bearbeitungsarm (44, 132) aufweist, der zumindest eine Schneideinheit (60, 134) und/oder eine Klebeeinheit (68 ,136) aufweist.
Produktionsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsarm (44, 132) entlang einer geraden Bewegungsachse verschiebbar gelagert ist, die orthogonal zur Zuführbahn des Zuführmoduls (22, 122) ausgerichtet ist.
Produktionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein weiteres Produktionsmodul (112), das neben dem ersten Produktionsmodul (10) angeordnet ist und zumindest eine Hubeinheit (116) aufweist, die ein Unterteil (118) und ein Oberteil (120) aufweist, die entlang einer Bearbeitungsrichtung beweglich zueinander verfahrbar gelagert sind, und zumindest einem weiteren Zuführmodul (122), das dazu vorgesehen ist, das Unterteil (118) und/oder das Oberteil (120) des weiteren Produktionsmoduls (112) entlang einer Zuführbahn von einer Belade- und/oder Entnahmeposition in eine Bearbeitungsposition in der Hubeinheit (116) zu verfahren.
Produktionsvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch, wenigstens ein weiteres Klebe- und/oder Schneidmodul (128), das einen weiteren linear verfahrbaren Bearbeitungsarm (132) aufweist, wobei das weitere Zuführmodul (122) dazu vorgesehen ist, das Unterteil (118) und/oder das Oberteil (120) relativ zum Klebe- und/oder Schneidmodul (128) zu bewegen.
Produktionsvorrichtung nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Klebe- und/oder Schneidmodule (40, 128) eine gemeinsame Linearführung (46) aufweisen, entlang der die Bearbeitungsarme (44, 132) der Klebe- und/oder Schneidmodule (40, 128) linear verfahrbar gelagert sind.
Produktionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsarme (44, 132) der Klebe- und/oder Schneidmodule (40, 128) über die gemeinsame Linearführung (46) beiden Produktionsmodulen (10, 112) zuordenbar sind.
Verfahren zum Betrieb einer Produktionsvorrichtung für ein Preforming- und/oder Bonding-Verfahren für ein Faserverbundbauteil, mit zumindest einem Produktionsmodul (10, 112), das zumindest eine Hubeinheit (12, 116) aufweist, die ein Unterteil (14, 118) und ein Oberteil (16, 120) aufweist, die entlang einer Bearbeitungsrichtung beweglich zueinander verfahrbar gelagert sind, mit zumindest einem Zuführmodul (22, 122), das das Unterteil (14, 118) und/oder das Oberteil (16, 120) entlang einer Zuführbahn von einer Belade- und/oder Entnahmeposition in eine Bearbeitungsposition in der Hubeinheit (22, 122) verfährt, und mit wenigstens einem Klebe- und/oder Schneidmodul (40, 128), wobei das Zuführmodul (22, 122) das Unterteil (14, 118) und/oder das Oberteil (16, 120) relativ zum Klebe- und/oder Schneidmodul (40, 128) bewegt.