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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von flächigen Faserstacks, die mehrere Lagen jeweils aus nebeneinander abgelegten Abschnitten von Faserbändern umfassen, wobei die Faserbänder jeweils mehrere unidirektionale Rovings umfassen und wobei die Vorrichtung nachfolgende Komponenten umfasst:
- - mehrere Abwickelstationen für die Bereitstellung mehrerer, nebeneinander angeordneter, endloser Rovings,
- - zumindest eine Auftragsvorrichtung für Binder oder Matrixmaterial,
- - zumindest ein Zugwerk,
- - zumindest eine Bevorratung zur Ermöglichung einer kontinuierlichen Abwicklung der Rovings trotz diskontiuierlichem Ablegen der Abschnitte,
- - ein Ablegesystem umfassend mehrere nebeneinander angeordnete Bandübergabeeinheiten, die jeweils ein Faserband klemmen können, mehrere nebeneinander angeordnete Greifer, die jeweils ein Faserband an ihrem Anfang greifen und durch lineares Verfahren das Faserband zwischen Greifer und Bandübergabeeinheit aufspannen können, mehrere Trenneinheiten, die die aufgespannten Faserbänder zu Abschnitten durchtrennen können, und einen Drehtisch mit einer Ablagefläche, auf der die Abschnitte im Wesentlichen gleichzeitig nebeneinander abgelegt werden können und auf der mehrere Lagen mit unterschiedlicher Faserrichtung zu einem Faserstack aufgebaut werden können. Das Ablagesystem ist so ausgeführt ist, dass jeder Bandübergabeeinheit jeweils ein Greifer zugeordnet ist und die Greifer einzeln und unabhängig voneinander auf zueinander parallelen Pfaden zwischen einer individuellen Maximalposition und einer Abholposition bei der Bandübergabeeinheit hin und her bewegbar sind.
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Faserstacks nennt man einen Stapel von mehreren Lagen aus Fasern; sie werden als Halbzeug für die Herstellung von Bauteilen aus faserverstärktem Kunststoff genutzt.
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Faserverstärkter Kunststoff besteht aus Matrixmaterial und aus Fasern, die in das Matrixmaterial eingebettet sind, und die u.a. die Zugfestigkeit liefern. Faserverstärkter Kunststoff wird besonders für hochbelastete Bauteile verwendet, die trotzdem noch möglichst leicht sein sollen. Da die Fasern in Querrichtung keine Festigkeit vermitteln, müssen die Fasern so ausgerichtet sein, dass ihre Längsrichtung mit der jeweiligen Belastungsrichtung möglichst gut übereinstimmt. Um das zu erreichen, müssen die Fasern oft in verschiedene Richtungen gelegt werden. Je besser und genauer die Faserlage an die Belastung angepasst ist, umso besser wird das Bauteil sein.
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Damit die Faserstacks eine ausreichende Formstabilität für die Weiterverarbeitung aufweisen, werden sie mit kleinen Mengen Kleber oder Binder versehen und nach dem Ablegen fixiert, z.B. durch Trocknung oder durch Erhitzen und Abkühlen. Oder die Faserbänder werden schon mit dem noch unausgehärteten Matrixmaterial imprägniert und so abgelegt.
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Um ein CFK-Bauteil herzustellen, werden die Faserstacks in weiteren Verarbeitungsschritten mit Formwerkzeugen umgeformt, falls noch nicht vorhanden mit Matrixmaterial versehen und ausgehärtet oder konsolidiert, gegebenenfalls auch unter Druck. Das Matrixmaterial kann ein duromerer Kunststoff, insbesondere ein Harz sein oder ein Thermoplast.
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Wenn eine besonders hohe Festigkeit erreicht werden soll, werden als Fasern meist sogenannte Endlosfasern, auch als Garn bezeichnet, verwendet. Die mehreren Abwickelstationen können beispielweise als sogenanntes Spulengatter ausgeführt sein. Dabei können die Garne oder Rovings von Spulen oder aus Garnknäuels (Bobbins) gezogen werden. Zahlreiche Garne, die unverdreht gleichzeitig von einer Spule oder aus einem Knäuel abgewickelt werden, nennt man Garnbündel oder Roving. Dabei können die Rovings aus bis zu mehreren Zehntausend Einzelgarnen, die auch Filamente genannt werden, bestehen. Als Fasermaterial kommen insbesondere Carbonfasern in Betracht, aber auch Glasfasern, Aramidfasern oder ähnliches.
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Eine Vorrichtung zur Herstellung von flächigen Faserstacks aus unidirektionalen Abschnitten von Faserbändern ist aus der
DE 102011007018 A1 . Hier ist ein Ablegesystem mit mehreren parallel betriebenen Greifer vorgesehen, es ist eine Spannungsregulierung und eine Spreizeinrichtung vorhanden und es kann Bindermaterial auf die Rovings aufgebracht werden.
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Zum Spreizen von Rovings oder Faserbändern gibt es beispielsweise Stand der Technik in
DE 102005008705 B3 oder in
EP 2138615 B1 , die Spreizaggregate mit mehrfacher Umlenkung um Leitwalzen und mit Bandspeicher zeigen.
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In der
WO 2012/120064 A1 ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von faserverstärkten Verbundwerkstoffen offenbart, die wenigstens zwei Rovings in je einer Spreizeinheit separat spreizt und anschließend zusammenführt und mit Matrixmaterial imprägniert. Weiterhin ist offenbart, dass die Spreizgüte der Rovings gemessen werden kann und eine Regelung der Spreizeinheit über einen Soll-Ist-Vergleich erfolgen kann.
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Nachteilig an den im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist, dass trotz der Regelung von Spannung und Spreizung dennoch immer wieder fehlerhafte Abschnitte abgelegt werden, wenn die Regelmöglichkeiten nicht ausreichen, und so das ganze Faserstack eine geringere oder schwankende Qualität aufweist. So passiert es immer wieder, dass ein ganzes Faserstack als Ausschuss verworfen werden muss. Aufgrund der relativ hohen Materialkosten für die Fasern führt das in vielen Fällen zu unakzeptablen Herstellkosten. Das begrenzt derzeit noch die Anwendungsmöglichkeiten für solche Ablegeverfahren oder erfordert manuelle Eingriffe bei der Herstellung, was wiederum die Herstellkosten und somit die Einsatzmöglichkeiten für CFK-Bauteile beschränkt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung von Faserstacks zu schaffen, die leicht zu automatisieren ist und mit der zuverlässig fehlerfreie und gleichmäßige, sowie kostengünstige Faserstacks erzeugt werden können.
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Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen genannt.
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Erfindungsgemäß zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus, dass die Vorrichtung folgende weitere Komponenten umfasst:
- - eine erste Spreizeinrichtung sowie eine zweite Spreizeinrichtung, die unterhalb der ersten Spreizeinrichtung angeordnet ist, wobei die nebeneinander bereitgestellten Rovings entweder der ersten oder der zweiten Spreizeinrichtung zugeordnet werden,
- - eine dritte Spreizeinrichtung, in der alle Rovings parallel nebeneinander verlaufend gespreizt werden können,
- - eine zwischen der dritten Spreizeinrichtung und den Bandübergabeeinheiten angeordnete Fehlererkennungseinheit, die Fehler in der Spreizqualität erkennen kann.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, dass damit zum einen eine höhere Spreizqualität erreicht werden kann und zum anderen fehlerhafte Abschnitte online vor dem Ablegen erkannt werden können. Durch die spezielle Ausführung der Spreizung und durch die frühzeitige Qualitätserkennung kann unnötiger Ausschuss bereits abgelegter Faserstacks vermieden werden und es können auch Rovings mit geringerer oder schwankender Ausgangsqualität verarbeitet werden, ohne dass die Qualität der Faserstacks beeinträchtigt wird. Das bietet enorme Chancen automatisiert kostengünstigere CFK-Bauteile herzustellen.
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Die aufgeteilte Behandlung der parallel laufenden Rovings in der ersten und in der zweiten Spreizeinrichtung vermeidet, dass sich noch unsauber laufende benachbarte Rovings unerwünscht gegenseitig beeinflussen. Und durch die Anordnung der dritten Spreizeinrichtungen als zweite Spreizstufen anschließend können verschiedene Einstellungen für die Spreizung gefahren werden, was die Beeinflussungsmöglichkeiten noch weiter erhöht.
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Ein weiterer Vorteil ist die kompakte und sehr platzsparende Anordnung der Spreizung. Somit kann die Vorrichtung gut in entsprechende Fertigungslinien integriert werden. Durch die parallele Anordnung mehrerer Greifer im Ablegesystem ist zudem eine hohe Ablegerate und damit eine gute Produktivität erreichbar. Ebenso ist eine hohe Flexibilität und gute Anpassbarkeit für die Fertigung unterschiedlicher Bauteile gegeben.
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In einer besonders bevorzugten Variante der Vorrichtung werden die Rovings so geführt, dass die in Breitenrichtung nebeneinander geführten Rovings jeweils abwechselnd der ersten Spreizeinrichtung beziehungsweise der zweiten Spreizeinrichtung zugeführt werden. Anschließend werden die gespreizten Rovings zusammengeführt und durch die dritte Spreizeinrichtung geleitet.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Ablegesystem so ausgeführt ist, dass bei Erkennung eines fehlerhaften Abschnittes dieser Abschnitt und alle gleichzeitig neben diesem aufgespannten Abschnitte außerhalb der bereits abgelegten Lagen abgelegt und somit ausgeschleust werden können, insbesondere in einen neben oder über der Ablagefläche angeordneten Ausschussbehälter abgelegt werden können.
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Mit „außerhalb“ ist in diesem Zusammenhang beispielsweise ein in der Draufsicht neben den bereits abgelegten Lagen oder neben der zum Ablegen von Lagen vorgesehenen Fläche angeordneter Bereich gemeint. Alternativ kann es auch ein in der Seitenansicht über oder unter den bereits abgelegten Flächen angeordneter Bereich sein.
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Durch das Ausschleusen der fehlerhaften Abschnitte wird vermieden, dass ein ganzer Faserstack aus bereits gut abgelegten Lagen zum Ausschuss wird. Durch das Ausschleusen auch der anderen bereits parallel zum Ablegen aufgespannten Abschnitte kann die Vorrichtung dennoch relativ einfach gehalten werden. Beispielsweise kann der Drehtisch mit der Ablagefläche insbesondere seitlich so verfahren oder verschoben werden, dass die Abschnitte neben der für fehlerfreie Lagen vorgesehenen Ablagefläche abgelegt werden oder auf eine unter der Ablagefläche angeordnete Auschussfläche. Alternativ kann auch eine Ausschussfläche oder ein Ausschussbehälter zwischen die aufgespannten Abschnitte und die Ablagefläche gebracht werden, so dass die fehlerhaften Abschnitte auf dieser eingebrachten Ausschussfläche abgelegt und anschließend entfernt werden können.
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Weiterhin kann die Vorrichtung so ausgeführt sein, dass als fehlerhaft erkannte Abschnitte ausgeschleust werden können, ohne dass das Abwickeln der Rovings unterbrochen werden muss. Beispielsweise kann ein Pufferspeicher in Laufrichtung vor dem Ablegesystem vorhanden sein, in den die endlosen Faserbänder oder Rovings nach dem Spreizen gefahren werden, während das Ausschleusen der fehlerhaften Abschnitte erfolgt.
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Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die dritte Spreizeinrichtung in Laufrichtung der Rovings direkt also ohne eine weitere zwischengeschaltete Funktionseinheit auf die erste/zweite Spreizeinrichtung folgt. Dadurch wird erreicht, dass den nachfolgenden Funktionseinheiten gut gespreizte Faserbänder zugeführt werden. Alternativ kann eine Funktionseinheit wie beispielsweise ein Pufferspeicher als Bevorratung und/oder ein Zugwerk und/oder eine andere Funktionseinheit in Laufrichtung der Rovings zwischen der ersten/zweiten Spreizeinrichtung und der dritten Spreizeinrichtung angeordnet sein. Auch diese Anordnung kann die Spreizqualität und die Zuverlässigkeit erhöhen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der Drehtisch zusätzlich als Hubtisch ausgeführt, wobei die Ablage der Abschnitte dadurch erfolgen kann, dass der Hubtisch die Ablagefläche von unten an die aufgespannten Abschnitte heranführt, je Abschnitt zumindest ein, bevorzugt zwei Niederhalter die Abschnitte auf die Ablagefläche drückt und die Greifer und die Bandübergabeeinheiten die Abschnitte freigeben. So ist ein positionsgenaues und wunschgemäßes Ablegen der qualitativ guten Abschnitte gewährleistet. Die Vorrichtung ermöglicht so eine hohe und zuverlässige Qualität der erzeugten Halbzeuge bei gleichzeitig hoher Ablegerate.
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Die Ablagefläche kann ein direkter Teil des Drehtisches sein oder es kann ein separater sogenannter Stackträger oder Platinenträger, der auf dem Drehtisch angeordnet ist, als Ablagefläche verwendet werden. So kann der Faserstack nach dem Ablegeprozess zusammen mit dem Platinenträger zu weiteren Prozessschritten transportiert werden.
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Besonders bevorzugt ist zumindest eine der Spreizeinheiten, insbesondere sind alle drei Spreizeinheiten als wechselseitige Umlenkung der Rovings um mehrere Spreizstangen ausgeführt. Das ist eine einfache und doch zuverlässige Variante, um eine hohe Spreizqualität bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit zu ermöglichen.
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Zusätzlich können bevorzugt zumindest eine IR-Heizung und zumindest eine nachfolgende Kühleinrichtung vorgesehen sein, wobei zumindest die Kühleinrichtung nach der Auftragsvorrichtung für Binder oder Matrixmaterial angeordnet ist. Dadurch können die gespreizten Faserbänder stabilisiert werden. Das aufgetragene Material kann zudem so verfestigt werden, dass ein unproblematischeres Ablegen möglich wird.
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Ein besonderer Vorteil für die Ablegerate und die Zuverlässigkeit des Prozesses ergibt sich, wenn die genannten Komponenten in der aufgeführten Reihenfolge angeordnet sind. Nach der Spreizung erfolgt der Auftrag von Binder oder Matrixmaterial und das Zugwerk steuert den Bandlauf, so dass vor allem die Spreizung gleichbleibend erfolgt. Die nachfolgende Bevorratung ermöglicht eine Pufferspeicherung von Bandlänge, was eine Geschwindigkeitsentkopplung bewirkt zwischen den vorgelagerten Funktionseinheiten, die eine möglichst gleichbleibende Geschwindigkeit benötigen, und dem Ablegesystem, das eine taktweise Nachführung von Faserbändern erfordert.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Fehlererkennungseinheit eine Lichtquelle und einen Lichtempfänger zur Erkennung von Lücken und Bandrändern auf. Die Komponenten sind so angeordnet, dass die zu prüfenden Faserbänder zwischen der Lichtquelle und dem Lichtempfänger hindurch geführt werden können. Lücken, Breitenunterschiede oder andere Fehler können so detektiert werden.
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Insbesondere kann die Auftragsvorrichtung dazu vorgesehen sein, Harz als Matrixmaterial aufzubringen, insbesondere in Form eines Tränkbades, durch das die Rovings oder Faserbänder geführt werden oder in Form eines Sprühauftrages oder in Form eines Filmauftrages. So kann die gesamte für das spätere Bauteil benötigte Matrixmenge oder ein Teil davon vor dem Ablegen der Abschnitte aufgebracht werden.
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Das Harz kann insbesondere ein duromerer Kunststoff sein, zum Beispiel ein Epoxyharz oder ein anderes Harzsystem.
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Die Vorrichtung kann vorteilhaft so ausgeführt sein, dass die Greifer jeweils verschiedene individuelle Zwischenpositionen auf ihrem Pfad einnehmen können. Damit ist es möglich unterschiedlich lange Abschnitte je nach gewünschter Bauteilform abzulegen, was weniger Verschnitt an teurem Fasermaterial verursacht.
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Weiterhin können die Bandübergabeeinheiten entlang der Pfade der Greifer linear verfahrbar sein, was eine zusätzliche Flexibiltät bei der Länge und Lage der Abschnitte bietet, und so den Verschnitt bei den Bauteilen noch weiter reduzieren kann.
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Besonders vorteilhaft kann die Vorrichtung eingesetzt werden, wenn sie so gestaltete ist, dass jeweils zwei bis vier Rovings, insbesondere genau drei Rovings zu einem Faserband zusammengefahren und einem Greifer zugeordnet sind. Das heißt, dass zunächst die zwei bis vier Rovings aufgeteilt in der erste oder in der zweiten Spreizeinrichtung gespreizt werden, dann die zwei bis vier Rovings zu einem Faserband zusammengeführt werden und zusammen mit weiteren ebenso behandelten Faserbändern in der dritten Spreizeinrichtung gespreizt werden.
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Bevorzugt weist die Vorrichtung insgesamt zwischen 2 und 6 Greifer, insbesondere genau vier Greifer auf. Mit dieser Anzahl von Greifern ist eine ausreichende Flexibilität zu Herstellung verschiedener Bauteile gegeben und gleichzeitig ist ein ausreichend hohe Ablegerate zur Reduzierung der Fertigungszeiten möglich.
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Ganz besonders von Vorteil ist es, wenn zwei benachbarte Greifer des Ablagesystems seitlich so viel Abstand zueinander aufweisen, dass beim Ablegen der Abschnitte jeweils eine Lücke in der Breite des Faserbandes oder in der Breite, die einem ganzzahligen Vielfachen der Breite des Faserbandes entspricht, entsteht. Dadurch ist Platz, dass die Greifer etwas breiter als das zu klemmende Faserband ausgeführt werden können und sich dennoch nicht gegenseitig stören. Beim Ablegen der Abschnitte wird beispielsweise zunächst nur jeder zweite der vorgesehenen Abschnitte erzeugt und auf Lücke abgelegt und anschließend mit Versatz um eine Faserbandbreite die noch fehlenden Abschnitte in die Lücken abgelegt. Analog kann das Ablegen mehrstufig erfolgen, wenn die Breite der Lücken ein höheres ganzzahliges Vielfaches der Faserbreite ist.
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Anhand von Ausführungsbeispielen werden weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung erläutert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Sie zeigen:
- 1 Schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführung
- 2 Detaildarstellung einer Variante der Ablagefläche und des Ausschussbehälters
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Nachfolgend werden die Figuren und das Ausführungsbeispiel detaillierter beschrieben.
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In 1 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung zu sehen. Die Durchlaufrichtung der Rovings 20.1,20.2 und Faserbänder 20.3,20.4 ist von links nach rechts. Die Bereitstellung des Fasermaterials erfolgt über eine Vielzahl von Abwickelstationen 1, in denen das Fasermaterial in Form von Spulen oder Garnknäuel (sogenannten Bobbins) bereitgestellt wird, und die in mehreren Reihen nebeneinander, hintereinander oder übereinander angeordnet sind. Zusammen wird das auch als Spulengatter bezeichnet.
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Die erste Spreizeinrichtung 2.1 ist räumlich über der zweiten Spreizeinrichtung 2.2 angeordnet. Beide Spreizeinrichtungen sind in diesem Beispiel als Umlenkung um mehrere Walzen ausgeführt. Die Zuführung der Rovings 20.1,20.2 zu den beiden Spreizeinrichtungen 2.1,2.2. erfolgt bevorzugt so, dass in Querrichtung benachbart geführte Rovings jeweils abwechselnd der ersten Spreizeinrichtung 2.1 beziehungsweise der zweiten Spreizeinrichtung 2.2 zugeleitet werden. So entsteht in Querrichtung ausreichend Abstand für das erste Spreizen der Rovings, was ein unproblematischeres Spreizen auch bei nicht so guter Ausgangsqualität erlaubt. Damit können auch günstigere Rohmaterialien gut verarbeitet werden.
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Alternativ können auch mehrere benachbarte, insbesondere zwei bis vier Rovings, die anschließend zu einem Faserband 20.3 zusammengeführt werden, in der gleichen Spreizeinrichtung, also gemeinsam in der ersten oder gemeinsam in der zweiten Spreizeinrichtung behandelt werden. Die Rovings für benachbarte Faserbänder werden dann gruppenweise abwechselnd der ersten, oberen Spreizeinrichtung oder der zweiten, unteren Spreizeinrichtung zugeführt.
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Die Rovings 20.1,20.2, die in der ersten Spreizeinrichtung 2.1 beziehungsweise in der zweiten Spreizeinrichtung 2.2 behandelt wurden werden direkt anschließend zu Faserbändern 20.3 zusammengeführt und gemeinsam in der dritten Spreizeinrichtung 2.3 erneut gespreizt. So ist eine besonders gute Spreizung zuverlässig möglich.
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In der gezeigten Ausführungsform wird danach durch die Auftragsvorrichtung 4 Binder oder Matrixmaterial aufgetragen, beispielsweise in Form von Pulver oder als Sprühauftrag. Nachfolgend wird der Binder oder das Matrixmaterial über die Heizung 5, hier als IR-Strahler oder als Heißluftheizung ausgeführt, aufgeheizt, so dass sich das aufgetragene Material gut mit den Fasern verbindet. Und dann wird es mit der Kühleinrichtung 6 wieder verfestigt, so dass die Faserbänder 20.4 in ihrer gespreizten Lage fixiert sind. Die Heizung 5 kann alternativ vor der Auftragsvorrichtung 4 angeordnet sein, so dass sich das aufgetragene Material gleich mit den schon aufgewärmten Faserbändern verbindet.
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Das Zugwerk 7 sorgt für einen konstanten und gleichmäßigen Transport der Rovings beziehungsweise der Faserbänder durch die vorgelagerten Einheiten. An das Zugwerk 7 anschließend folgt die Bevorratung 8, auch als Pufferspeicher bezeichnet.
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In der Bevorratung 8 kann über Verschiebung der oberen und/oder der unteren Leitwalzen der Laufweg der Faserbänder verändert werden. Somit kann Faserbandlänge kurzzeitig gespeichert und wieder ausgegeben werden, um eine gleichmäßige Produktion trotz getaktetem Ablegen zu ermöglichen. Insbesondere für das Spreizen und die Auftragsvorrichtung ist es von Vorteil, wenn die Rovings oder Faserbänder mit gleichbleibender Geschwindigkeit behandelt werden. Gespeichert werden die Faserbänder 20.4, wenn die Anlage vor der Bevorratung 8 schneller läuft als die Anlage danach und der Laufweg der Faserbänder verlängert wird. Ausgegeben werden die Faserbänder aus der Bevorratung 8, wenn der Laufweg der Faserbänder verkürzt wird und die Anlage nach der Bevorratung 8 schneller läuft. Damit kann das Ablagesystem gemäß dem gewünschten Takt Faserbänder aus der Bevorratung 8 abziehen. Die Faserbandspannung wird auch bei wechselnder Geschwindigkeit über eine Tensorrolle 9 konstant gehalten.
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Vor dem Ablagesystem ist die Fehlerkennungseinheit 10 angeordnet. Hier wird beispielsweise mit einer Lichtquelle und einem gegenüberliegenden Lichtempfänger überprüft, ob die Faserbänder 20.4 die richtige Breite haben und lückenfrei sind.
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An der Bandübergabeeinheit 11 wird der Anfang eines jeden Faserbandes vom jeweiligen Greifer 12 aufgenommen und als Abschnitt 20.5 aufgespannt. Greifer 12 und gegebenenfalls auch die Bandübergabeeinheiten 11 sind entlang der Führungsschienen 13 linear in Bandlaufrichtung verfahrbar. Hat der Abschnitt 20.5 die gewünschte Länge, wird das Faserband auf der Ablagefläche des Drehtisches 14 abgelegt. Bevorzugt derart dass der Drehtisch 14 höhenverstellbar ausgeführt ist und zum Ablegen der Abschnitte 20.5 durch Anheben an die Abschnitte 20.5 herangefahren wird. Zusätzlich können noch Niederhalter an Greifern und Bandübergabeeinheiten vorhanden sein, die die Abschnitte 20.5 auf die Ablagefläche drücken. Die Faserbänder werden an den Bandübergabeeinheiten 11 getrennt, so dass die Abschnitte auf der Ablagefläche des Drehtischs 14 verbleiben. Das Ablagesystem führt dann den nächsten Takt aus, indem die Greifer 12 wieder die neu entstandenen Anfänge der Faserbänder greifen und dann die zuvor beschriebenen Prozessschritte wiederholt.
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Der Drehtisch 14 kann bei jedem Takt oder nach mehreren Takten so verdreht werden, dass Abschnitte unter verschiedenen Winkel abgelegt werden. Ganz den Anforderungen für das spätere Bauteil entsprechend. Zusätzlich ist der Drehtisch 14 auch horizontal verfahrbar, so das Abschnitte 20.5 von verschiedenen Takten auch an verschiedenen Stellen nebeneinander auf der Ablagefläche abgelegt werden können, um eine größere Lage gleich ausgerichteter Abschnitte 20.6 zu erzeugen.
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Werden von der Fehlererkennungseinheit 10 fehlerhafte Faserbänder gemeldet, werden in der gezeigten Ausführungsform alle parallel aufgespannten Abschnitte 20.5 verworfen, in dem der Drehtisch horizontal soweit verfahren wird, das diese genannten Abschnitte 20.5 nicht auf der Ablagefläche abgelegt werden, sondern neben dieser, beispielsweise in einen nicht extra gezeigten Ausschussbehälter. So kann das Ablagesystem im normalen Takt weiterproduzieren. Es gehen nur die Abschnitte 20.5 verloren, die mit dem fehlerhaften Abschnitt aufgespannt waren. Der Verlust an teurem Fasermaterial wird deutlich reduziert, weil nicht ganze Lagen oder gar ganze Faserstacks verworfen werden müssen. Alternativ zum Verfahren des Drehtisches 14 in horizontaler Richtung kann auch ein Ausschussbehälter, zum Beispiel in Form einer Ausschussplatte, horizontal zwischen Greifer 12 und Drehtisch 14 eingebracht werden. Die fehlerhaften Abschnitte 20.5 werden dann auf diesen eingebrachten Ausschussbehälter abgelegt und mit diesem wieder entfernt, bevor der nächste Takt des Ablagesystems folgt.
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In 2 ist ausschnitthaft der Drehtisch 14 mit bereits abgelegten Abschnitten 20.6 sowie der daneben angeordnete Ausschussbehälter 15 gezeigt. Drehtisch 14 und Ausschussbehälter 15 können beispielsweise über eine gemeinsame horizontale Verfahrvorrichtung bewegt werden, so dass je nach Signal der Fehlererkennungseinheit die Abschnitte auf der Ablagefläche des Drehtischs 14 oder daneben in den Ausschussbehälter 15 abgelegt werden.
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Auf dem Drehtisch 14 kann bevorzugt auch eine zusätzliche Trägerplatte vorhanden sein, die die Ablagefläche für die Abschnitte bildet und mit der die Faserstacks nach ihrer Ablage aus der Anlage entnommen und weitertransportiert werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abwickelstationen
- 2.1
- erste Spreizeinrichtung
- 2.2
- zweite Spreizeinrichtung
- 3
- dritte Spreizeinrichtung
- 4
- Auftragsvorrichtung
- 5
- Heizung
- 6
- Kühleinrichtung
- 7
- Zugwerk
- 8
- Bevorratung
- 9
- Tensorrolle
- 10
- Fehlererkennungseinheit
- 11
- Bandübergabeeinheit
- 12
- Greifer
- 13
- Führungsschienen für Greifer und Bandübergabeeinheit
- 14
- Drehtisch
- 15
- Ausschussbehälter
- 20.1,20.2
- Rovings
- 20.3
- Faserbänder
- 20.4
- Faserbänder mit aufgetragenem Binder oder Matrixmaterial
- 20.5
- Abschnitt vor Ablegen
- 20.6
- abgelegter Abschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011007018 A1 [0007]
- DE 102005008705 B3 [0008]
- EP 2138615 B1 [0008]
- WO 2012/120064 A1 [0009]
