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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stabilisieren und Schneiden von trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Werkzeug zum Stabilisieren und Schneiden von trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugen. Außerdem betrifft die Erfindung eine computergesteuerte Vorrichtung Stabilisieren und zum Schneiden von trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugen.
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DE 103 01 387 A1 ist ein Verfahren bekannt zum Erzeugen von faltenarmen und dicht liegenden Stapeln aus flächenhaften Objekten, bei dem jedes Objekt auf eine Unterlage oder einen zuvor erzeugten Stapel abgelegt und danach mit einer Glätteinrichtung unter Erzeugung eines kombinierten Längs-Querzugs geglättet wird.
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DE 103 27 027 A1 ist eine Vorrichtung bekannt zum Kompaktieren von textilen Warenbahnen mit einer Hauptwalze, einer Tuchumlenkwalze, einem Filztuch, das eine mit der Warenbahn in Kontakt kommende Seite und eine von der Warenbahn abgewandte Seite aufweist, wobei das Filztuch mit seiner der Warenbahn abgewandten Seite um die Tuchumlenkwalze und mit seiner mit der Warenbahn in Kontakt kommenden Seite um die Hauptwalze geführt ist, sowie eine Zuführeinrichtung, die die Warenbahn im Bereich der Tuchumlenkwalze gegen das Filztuch drückt und die Warenbahn in den durch Filztuch und Hauptwalze gebildeten Zwickel führt, sodass die Warenbahn im weiteren Verlauf zwischen Filztuch und Hauptwalze geführt ist, wobei die Geschwindigkeit der Warenbahn im Bereich zwischen Zuführeinrichtung und Tuchumlenkwalze größer als im Bereich zwischen Filztuch und Hauptwalze ist, bei der die mit der Warenbahn in Kontakt kommende Seite des Filztuchs mit einer Haftschicht, insbesondere einer Silikonschicht, beschichtet ist.
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Aus dem Dokument
DE 10 2006 006 503 A1 ist ein Verfahren bekannt zum Kompaktieren von bandförmigem Fasermaterial, indem das Fasermaterial in einer vorgegebenen Transportrichtung transportiert und dabei mit einer quer zur Transportrichtung reduzierten Breite versehen wird, wobei die Breite des Fasermaterials dadurch reduziert wird, dass das Fasermaterial um wenigstens eine parallel zur Transportrichtung verlaufende Faltlinie definiert gefaltet wird.
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DE 10 2013 110 915 A1 ist ein Verfahren bekannt zum Betreiben einer Wickelmaschine zum Wickeln von Faserbändern, umfassend mindestens eine Wickeleinheit, auf oder in der der Wickel gebildet wird, wobei im Einlaufbereich der Wickelmaschine ein Vorverdichter zum Glätten und/ oder Kompaktieren des Faserbandes angeordnet ist, wobei die Größe der Umlenkung und/oder der Kompaktierung des Faserbandes im Vorverdichter mit dem Wickeldruck und/oder mit der Wickelgeschwindigkeit und/oder mit der Anspannung der Wickelwalzen und/oder mit der Anspannung der Druckwalzen variierbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Werkzeug baulich und/oder funktional zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auf besonders vorteilhafte Weise Zuschnitte textiler Halbzeuge derart herstellen zu können, dass jeder einzelne Zuschnitt ein vorab individuell definierbares Drapierverhalten aufweist.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Ausführungen und/oder Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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„Stabilisieren“ bedeutet vorliegend insbesondere, eine Anordnung von Fasern relativ zueinander und/oder ein Zusammenhalten von Fasern zu stabilisieren. Die Fasern können organische Fasern, wie Aramidfasern, Kohlenstofffasern, PolyesterFasern, Nylon-Fasern, Polyethylen-Fasern, Plexiglas-Fasern, und/oder anorganische Fasern, wie Basaltfasern, Borfasern, Glasfasern, Keramikfasern, Kieselsäurefasern, sein. Die Halbzeuge können Gewebe, Gewirke, Gestricke, Geflechte, Vliesse oder Vliessstoffe oder Nähgewirke sein. Die Halbzeuge können einlagig oder mehrlagig vorliegen. Die Halbzeuge können biegeschlaff sein.
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An den Halbzeugen kann ein Bindemittel angeordnet sein oder werden. Das Bindemittel kann an den Halbzeugen abschnittsweise angeordnet sein oder werden. Das Bindemittel kann an den Halbzeugen an Abschnitten angeordnet sein oder werden, an denen die Fasern stabilisiert werden. Die Halbzeuge können abschnittsweise oder vollständig frei von Bindemittel sein. Abschnitte, an denen die Fasern nicht stabilisiert werden, können frei von Bindemitten sein oder bleiben. Das Bindemittel kann temperaturabhängig aktivierbar und/oder deaktivierbar sein. Das Bindemittel kann oberhalb einer vorbestimmten Temperatur aktivierbar und/oder unterhalb einer vorbestimmten Temperatur deaktivierbar sein. Das Bindemittel kann thermoplastische Eigenschaften aufweisen. Das Bindemittel kann auf thermoplastischen oder duromeren Kunststoffen basieren. Das Bindemittel kann beim Infiltrieren des Faserhalbzeugs mit einem Matrixmaterial eine eigene Phase bilden und/oder sich zumindest annähernd vollständig auflösen.
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Eine Schnittbahn kann eine Bahn sein, entlang der Halbzeuge getrennt, insbesondere geschnitten, wurden oder werden. Insofern kann „Schneiden“ vorliegend auch für den generischen Begriff „Trennen“ und/oder für andere spezielle Trennverfahren stehen. Die Schnittbahn kann eine Bahn sein, die computerkontrolliert generiert und/oder abgefahren wurde oder wird.
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Die Informationen über die Schnittbahn können zum Stabilisieren verwendet werden. Die Informationen über die Schnittbahn können computergeneriert und/oder computerverarbeitbar sein. „Informationen über ein geplantes Drapieren“ sind insbesondere Informationen über vorgegebene Faserverläufe. Faserhalbzeuge können unter Nutzung von Informationen über ein geplantes Drapieren an vorbestimmten Positionen und/oder entsprechend einem vorbestimmten Muster stabilisiert und/oder nicht stabilisiert werden. Als „Drapieren“ wird vorliegend insbesondere ein Ablegen der Halbzeuge an Formflächen eines Werkzeugs bezeichnet. Die Formflächen können einfach und/oder mehrfach gekrümmt sein. Beim Drapieren können die Halbzeuge umgeformt werden. Beim Drapieren können die Halbzeuge zumindest abschnittsweise umgeformt, gestreckt und/oder verzogen werden. Beim Umformen können vorgegebene Faserverläufe und/oder Faserwinkel dargestellt werden.
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Die Fasern können entlang, innenseitig und/oder außenseitig einer Schnittbahn stabilisiert werden. Die Fasern können auf der Schnittbahn und/oder mit einem vorgegebenen Abstand zu der Schnittbahn stabilisiert werden.
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Die Fasern können bahnförmig und/oder punktförmig stabilisiert werden. Ein bahnförmiges Stabilisieren kann kontinuierlich und/oder sequentiell durch Aneinanderreihen von Stabilisierungspunkten erfolgen. Ein Stabilisierungspunkt kann eine einem Werkzeug zum Stabilisieren entsprechende Form aufweisen, beispielsweise eine Kreisform oder eine Polygonform.
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Die Fasern können kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig stabilisiert werden. Die Fasern können gegenseitig und/oder mithilfe eines Bindemittels stabilisiert werden. Die Fasern können durch gegenseitiges Abstützen, durch Ineinandergreifen und/oder durch Haftreibung stabilisiert werden. Die Fasern können durch Verformen stabilisiert werden. Die Fasern durch Kompaktieren und/oder Erwärmen stabilisiert werden.
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Das Verfahren kann ein Zuschneiden, Zusammensetzen und/oder Fügen, wie Kleben, Schweißen und/oder Nähen, umfassen. Das Faserhalbzeugkann zunächst stabilisiert und nachfolgend zugeschnitten werden. Das Faserhalbzeugkann zunächst zugeschnitten und nachfolgend stabilisiert werden. Das Faserhalbzeugkann in einem kombinierten Arbeitsgang stabilisiert und zugeschnitten werden.
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Das Werkzeug zum Stabilisieren und Schneiden von trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugen kann an der computergesteuerten Vorrichtung anordenbar sein. Das Werkzeug kann an der Vorrichtung fest oder auswechselbar anordenbar sein. Das Stabilisiermodul und das Schneidmodul können miteinander fest verbunden sein. Das Stabilisiermodul und das Schneidmodul können miteinander zerstörungsfrei unlösbar verbunden sein. Das Stabilisiermodul und das Schneidmodul können ein gemeinsames Gehäuse aufweisen. Das Stabilisiermodul und das Schneidmodul können miteinander lösbar verbunden sein. Das Stabilisiermodul kann an dem Schneidmodul entfernbar und/oder auswechselbar angeordnet sein.
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Das Stabilisiermodul kann einen Führungsabschnitt und einen Kontaktabschnitt aufweisen. Der Kontaktabschnitt kann zum Kontakt mit einem Halbzeug dienen. Der Kontaktabschnitt kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Der Kontaktabschnitt kann ein Material oder mehrere Materialien, wie Metall, Keramik, Mineral, Gestein, Glas, Kunststoff, insbesondere Duroplast und/oder Elastomer, aufweisen. Der Kontaktabschnitt kann an dem Führungsabschnitt fest oder bewegbar, insbesondere drehbar, angeordnet sein. Der Kontaktabschnitt kann als Rolle, Stempelfuß oder Kugel ausgeführt sein. Die Rolle kann eine im Querschnitt ebene oder konvexe Lauffläche aufweisen. Der Kontaktabschnitt kann massiv oder porös oder hohl ausgeführt sein. Der Kontaktabschnitt kann eine Kontaktfläche für das Halbzeug aufweisen. Die Kontaktfläche kann starr oder elastisch sein. Die Kontaktfläche kann beschichtet sein. Die Kontaktfläche kann eine Antihaftbeschichtung aufweisen. Die Kontaktfläche kann gasdurchlässig sein. Die Kontaktfläche kann Durchlässe, wie Löcher und/oder Schlitze, aufweisen.
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Das Stabilisiermodul kann eine Heizeinrichtung aufweisen. Die Heizeinrichtung kann zum Beheizen des Kontaktabschnitts dienen. Die Heizeinrichtung kann dazu dienen, einen Wärmeeintrag in und/oder auf das Halbzeug zu ermöglichen. Die Heizeinrichtung kann dazu dienen, ein stoffschlüssiges Stabilisieren des Halbzeugs zu ermöglichen. Die Heizeinrichtung kann dazu dienen, ein Bindemittel zu aktivieren. Die Heizeinrichtung kann baulich in den Kontaktabschnitt integriert oder von dem Kontaktabschnitt gesondert, beispielsweise an dem Führungsabschnitt, angeordnet sein. Die Heizeinrichtung kann wenigstens ein Peltierelement aufweisen. Die Heizeinrichtung kann als Induktionsheizeinrichtung ausgeführt sein. Die Heizeinrichtung kann als elektrische Widerstandsheizeinrichtung ausgeführt sein. Die Heizeinrichtung kann als Ultraschallheizeinrichtung ausgeführt, wobei Wärme mithilfe von Ultraschallschwingungen und Reibung erzeugt wird. Die Heizeinrichtung kann als Strahlungsheizeinrichtung ausgeführt sein, wobei Strahlung insbesondere im Infrarotbereich und/oder im Mikrowellenbereich emittiert wird. Die Heizeinrichtung kann einen Laser als Strahlungsquelle aufweisen. Die Heizeinrichtung kann sollwertkontrollierbar und/oder temperaturkontrollierbar sein. Die Heizeinrichtung kann mithilfe einer Kontrolleinrichtung der Vorrichtung zum Schneiden textiler Halbzeuge kontrollierbar sein.
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Das Stabilisiermodul kann eine Leistungs- und/oder Signalschnittstelle aufweisen. Die Leistungs- und/oder Signalschnittstelle kann eine elektrische, hydraulische und/oder pneumatische Schnittstelle sein. Die Leistungs- und/oder Signalschnittstelle des Stabilisiermoduls kann zur Verbindung mit einer korrespondierenden Schnittstelle der Vorrichtung zum Stabilisieren und Schneiden von trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugen, einer korrespondierenden Schnittstelle des Schneidmoduls und/oder einer korrespondierenden externen Schnittstelle dienen. Das Stabilisiermodul kann einen Energiespeicher aufweisen.
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Das Stabilisiermodul kann mithilfe einer Kontrolleinrichtung der Vorrichtung zum Stabilisieren und Schneiden von trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugen kontrollierbar sein.
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Die computergesteuerte Vorrichtung zum Stabilisieren und Schneiden von trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugen kann auch als „Cutter“ oder „Textilzuschneidetisch“ bezeichnet werden. Die Vorrichtung kann eine Kontrolleinrichtung aufweisen. Die Kontrolleinrichtung kann einen Computer aufweisen. Die Vorrichtung kann eine Leistungs- und/oder Signalschnittstelle aufweisen. Die Leistungs- und/oder Signalschnittstelle kann eine elektrische, hydraulische und/oder pneumatische Schnittstelle sein. Die Vorrichtung kann einen Energiespeicher aufweisen.
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Die Arbeitsfläche kann eben sein. Die Arbeitsfläche kann eine starre oder elastische Oberfläche aufweisen. Die Arbeitsfläche kann feststehend oder transportabel, beispielsweise als Transportband, ausgeführt sein. Die Arbeitsfläche kann dazu dienen, textile Halbzeuge zu fixieren, insbesondere mithilfe von Unterdruck.
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Die Vorrichtung kann einen Werkzeugträger aufweisen. Der Werkzeugträger kann dazu dienen, das Werkzeug zum Stabilisieren und Schneiden von trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugen aufzunehmen. Der Werkzeugträger kann kraftkontrolliert, geschwindigkeitskontrolliert und/oder wegkontrolliert verlagerbar sein. Der Werkzeugträger kann in einem kartesischen Koordinatensystem verlagerbar sein. Das Koordinatensystem kann eine x-Achse, eine y-Achse und eine z-Achse aufweisen, die zueinander rechtwinklig angeordnet sind und sich in einem Ursprung schneiden. Die x-Achse und die y-Achse können parallel zu der Arbeitsfläche angeordnet sein, die z-Achse kann rechtwinklig zu der Arbeitsfläche angeordnet sein. Der Werkzeugträger kann in x-Achsrichtung und y-Achsrichtung überlagernd entlang einer Arbeitsbahn verlagerbar sein. Die Arbeitsbahn kann bei Verwendung des Schneidmoduls eine Schnittbahn und/oder bei Verwendung des Stabilisiermoduls eine Stabilisierbahn sein. Der Werkzeugträger kann in z-Achsrichtung auf die Arbeitsfläche und ein textiles Halbzeug absenkbar und/oder von der Arbeitsfläche und ein textiles Halbzeug abhebbar sein. Der Werkzeugträger kann mithilfe der Kontrolleinrichtung der Vorrichtung zum Stabilisieren und Schneiden von trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugen kontrollierbar sein.
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Das Schneidmodul kann zum Schneiden textiler Halbzeuge dienen. Das Schneidmodul kann ein angetriebenes oder nicht angetriebenes Rundmesser, ein oszillierendes Stichmesser, ein nicht oszillierendes Ziehmesser und/oder ein Stanzmesser aufweisen. Das Schneidmodul kann mithilfe der Kontrolleinrichtung der Vorrichtung zum Stabilisieren und Schneiden von trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeuge kontrollierbar sein.
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Der Werkzeugträger und das Werkzeug zum Stabilisieren und Schneiden von trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugen können um die x-Achse, die y-Achse und/oder die z-Achse rotierbar sein.
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Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Werkzeug und ein Verfahren zur räumlich begrenzten Kompaktierung von Materialien auf einem Cutter.
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Materialien können auf einem Cutter räumlich begrenzt kompaktiert werden. Der Vorgang der Kompaktierung kann unmittelbar vor und/oder nach einem Zuschneiden des Materials durchgeführt werden. Das Verfahren kann vollautomatisiert durchgeführt werden. Zur räumlich begrenzten Kompaktierung können Teile von Computerprogrammen verwendet werden, die auch beim Zerteilen von Materialien zum Einsatz kommen. Durch die räumliche begrenzte Kompaktierung kann ein Drapierverhalten eines Zuschnitts individuell auf jeden Drapierprozess abgestimmt werden, indem Teilbereiche mit einem dem konkreten Drapierprozess angepassten Muster kompaktiert werden. Es können identische Zuschnitte produziert werden, die sich jedoch in ihrem Drapierverhalten unterscheiden.
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Das Werkzeug kann in eine Werkzeughalterung eines Cutters eingesetzt werden. Das Werkzeug kann von angetriebenen Achsen des Cutters, von einer angetriebenen werkzeuginternen Kinematik und/oder von einer angetriebenen Achse der Werkzeughalterung beliebig bewegt werden. Das Werkzeug kann auf die Oberfläche des Cuttertischs abgesenkt und von dieser abgehoben werden, derart, dass die Anpresseinheit des Werkzeugs im aktivierten Zustand eine vorbestimmte Kraft auf eine Cuttertischoberfläche ausübt. Die Kraft kann durch eine Messvorrichtung gemessen und auf einen Sollwert geregelt werden. Das Werkzeug kann um eine Rotationsachse parallel zur Flächennormalen der Cuttertischoberfläche rotiert werden. Die Rotation des Werkzeugs kann von einer angetriebenen werkzeuginternen Kinematik oder von einer angetriebenen Achse der Werkzeughalterung durchgeführt werden. Das Werkzeug kann, während es die vorbestimmte Kraft auf die Oberfläche des Cutters ausübt, von den angetriebenen Achsen des Cutters auf jeden beliebigen Punkt in der Ebene des Cuttertischs mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit mit beliebigem Weg verfahren werden. Der Weg, den das Werkzeug zurücklegt, kann durch ein Computerprogramm vorgegeben sein. Der Weg kann mit einem Computerprogramm, das den Weg eines Schneidwerkzeugs beschreibt, zumindest abschnittsweise identisch sein.
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Die Anpresseinheit kann beheizt werden. Die Temperatur der Anpresseinheit kann über eine Messvorrichtung am Werkzeug gemessen und auf einen Sollwert geregelt werden. Die Anpresseinheit kann auf eine Temperatur geregelt werden, bei der sich thermoplastische Materialien thermoelastisch, thermoplastisch oder flüssig verhalten. Die Beheizung kann in die Anpresseinheit integriert sein oder über eine externe Beheizungseinheit erfolgen. Die Beheizung der Anpresseinheit kann mit einem Peltier-Element erfolgen. Die Beheizung der Anpresseinheit kann nach einem induktiven Prinzip erfolgen. Die Beheizung kann über eine elektrische Widerstandsheizung erfolgen. Die Anpresseinheit kann Schwingungen im Ultraschallbereich ausführen. Die Beheizung der Anpresseinheit kann durch eine elektrisch betriebene Strahlungsquelle erfolgen. Die Strahlungsquelle kann Strahlung im Infrarotbereich emittieren. Die Strahlungsquelle kann Mikrowellen emittieren. Die Strahlungsquelle kann als Laser ausgeführt sein. Die Beheizung der Anpresseinheit des Werkzeugs kann von der Steuerung des Cutters oder über eine externe Steuerung ein- und ausgeschaltet sowie geregelt werden.
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Die Anpresseinheit kann hart und/oder weich ausgeführt sein. Die Anpresseinheit kann aus mehreren verschiedenen Materialien zusammengesetzt sein. Die Anpresseinheit kann aus Metallen, Keramiken, Gesteinen, Gläsern, Duroplasten und/oder Elastomeren gefertigt sein. Die Oberfläche der Anpresseinheit kann hart oder weich ausgeführt sein. Die Oberfläche der Anpresseinheit kann beschichtet sein. Die Beschichtung kann eine Anti-Haft-Beschichtung sein. Die Anpresseinheit kann als Rolle ausgeführt sein. Die Lauffläche der Rolle kann konvex oder gerade geformt sein. Die Anpresseinheit kann als Kugel ausgeführt sein. Die Anpresseinheit kann als Stempel ausgeführt sein. Die Anpresseinheit kann gelocht, geschlitzt oder auf eine andere Weise gasdurchlässig sein. Die Anpresseinheit kann massiv oder hohl sein.
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Eine Energieversorgung des Werkzeugs kann über eine an das Werkzeug angeschlossene externe Energiezuleitung erfolgen. Die Energieversorgung des Werkzeugs kann durch einen am Werkzeug mitgeführten Energiespeicher erfolgen. Die Energieversorgung des Werkzeugs kann über für Werkzeuge vorgesehene elektrische oder pneumatische Anschlüsse des Cutters erfolgen.
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Die Bearbeitungsoberfläche des Cutters kann hart oder weich ausgeführt sein. Die Bearbeitungsoberfläche des Cutters kann feststehend oder als Förderband ausgeführt sein.
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Mit der Erfindung wird ein Zusammenhalten von Fasern beim Schneiden verbessert und zugleich eine Drapierbarkeit textiler Halbzeuge verbessert oder erhalten. Beschädigungen textiler Halbzeuge, insbesondere beim Schneiden, aber auch bei einem Handhaben, werden vermieden. Ein Herausfallen von Faserstücken wird vermieden. Ein unbeabsichtigtes Verschieben von Fasern relativ zueinander wird vermieden. Hilfsstoffe, wie Binder, können reduziert werden oder entfallen. Ein Aufwand, wie Kostenaufwand, Prozessaufwand, Personalaufwand und/oder Zeitaufwand, beim Herstellen von Faser-Verbund-Bauteilen wird reduziert. Eine Qualität und/oder eine Prozesssicherheit beim Herstellen von Faser-Verbund-Bauteilen wird erhöht.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und beispielhaft:
- 1 ein abschnittsweises Stabilisieren von Fasern eines trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugs,
- 2 ein Zuschneiden eines trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugs,
- 3 Zuschnitte eines trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugs mit abschnittsweise stabilisierten Fasern,
- 4 Zuschnitte eines trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeuges mit abschnittsweise stabilisierten Fasern,
- 5 ein Stabilisiermodul zum Stabilisieren von Fasern trockener biegeschlaffer Faserhalbzeuge mit einem als Rolle mit konvexer Lauffläche ausgeführten Kontaktabschnitt,
- 6 ein Stabilisiermodul zum Stabilisieren von Fasern trockener biegeschlaffer Faserhalbzeuge mit einem als Rolle mit ebener Lauffläche ausgeführten Kontaktabschnitt,
- 7 ein Stabilisieren von Fasern trockener biegeschlaffer Faserhalbzeuge mithilfe eines Stabilisiermoduls mit einem als Rolle ausgeführten Kontaktabschnitt,
- 8 ein Stabilisiermodul zum Stabilisieren von Fasern trockener biegeschlaffer Faserhalbzeuge mit einem als Stempelfuß ausgeführten Kontaktabschnitt und
- 9 ein Stabilisieren von Fasern textiler Halbzeuge mithilfe eines Stabilisiermoduls mit einem als Stempelfuß ausgeführten Kontaktabschnitt.
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1 zeigt ein abschnittsweises Stabilisieren von Fasern eines trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugs 100 mithilfe einer computergesteuerte Vorrichtung 102. Die Vorrichtung 102 weist eine ebene Arbeitsfläche 104 und ein relativ zu der Arbeitsfläche 104 verlagerbares Werkzeug 106 mit einem Schneidmodul 108 und einem Stabilisiermodul 110 zum Stabilisieren und Schneiden von Fasern des Faserhalbzeugs 100 auf.
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Das Werkzeug 106 ist an einem Werkzeugträger angeordnet und in einer z-Achsrichtung 112 auf die Arbeitsfläche 104 und das Faserhalbzeug 100 absenkbar und/oder von der Arbeitsfläche 104 und dem Faserhalbzeug 100 abhebbar. Der Werkzeugträger ist an einem Portal 113 angeordnet und an dem Portal 113 in einer y-Achsrichtung 114 parallel zu der Arbeitsfläche 104verlagerbar. Das Portal 113 ist in einer x-Achsrichtung 116 parallel zu der Arbeitsfläche 104 verlagerbar. Das Schneidmodul 108 und das Stabilisiermodul 110 sowie ein Verlagern des Werkzeugs 106 sind computergesteuert kontrollierbar.
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Zum Stabilisieren der Fasern des Faserhalbzeugs 100 entlang einer Stabilisierungsbahn 118 wird zunächst das Stabilisiermodul 110 aktiviert, auf das Faserhalbzeug 100 abgesenkt, entlang einer vorbestimmten Bahn 120 geführt und dann wieder von dem Faserhalbzeug 100 abgehoben. Dabei werden/wird eine Schnittbahn 122 und/oder ein geplantes Drapieren berücksichtigt.
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Nachfolgend wird das Faserhalbzeug 100, wie in 2 gezeigt, zugeschnitten. Dazu wird das Schneidmodul 108 aktiviert, auf das Faserhalbzeug 100 abgesenkt, entlang der Schnittbahn 122 geführt und dann wieder von dem Faserhalbzeug 100 abgehoben. Im Bereich der der Stabilisierungsbahn 118 sind die Fasern des Faserhalbzeugs 100 stabilisiert, sodass die Fasern auch während und nach dem Schneiden zusammenhalten.
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Nachfolgend werden die Zuschnitte 124, 126 mit abschnittsweise stabilisierten Fasern, wie in 3 gezeigt, auf einen Transportwagen 128 transferiert. Von einer Faserhalbzeugrolle 130 kann weiteres Faserhalbzeug 100 abgezogen werden, um weitere Zuschnitte herzustellen.
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4 zeigt Zuschnitte 200, 202, 204, 206, 208, 210, 212, 214, 216 eines trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugs mit abschnittsweise stabilisierten Fasern. Die Zuschnitte 200, 202, 204, 206, 208, 210, 212, 214, 216 weisen jeweils eine kreissektorartige Form mit zwei winklig zueinander verlaufenden geraden Seitenkanten, einer kreisbogenförmigen Außenkante und einer die Seitenkanten verbindenden geraden Innenkante auf.
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Der Zuschnitt 200 weist waagerechte Stabilisierungsbahnen, wie 218, auf, die zueinander und zu der Innenkante parallel angeordnet sind. Der Zuschnitt 202 weist bogenförmige Stabilisierungsbahnen, wie 220, auf, die zueinander und zu der Außenkante parallel angeordnet sind. Der Zuschnitt 204 weist strahlenförmige Stabilisierungsbahnen, wie 222, auf, die entsprechend den Seitenkanten winklig zueinander angeordnet sind. Der Zuschnitt 206 ist an seinen Ecken, wie 224, stabilisiert. Der Zuschnitt 208 weist eine umlaufende Stabilisierungsbahn 226 auf, die alle Kanten umfasst. Der Zuschnitt 210 weist strahlenförmige Stabilisierungsbahnen, wie 228, auf, die von einer Seitenkante ausgehen. Der Zuschnitt 212 weist verteilt angeordnete Stabilisierungspunkte, wie 230, auf. Der Zuschnitt 214 weist eine zickzackförmige Stabilisierungsbahn 232. Der Zuschnitt 216 weist bahnförmig aneinandergereihte Stabilisierungspunkte 234 auf.
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5 zeigt ein Stabilisiermodul 300, wie Stabilisiermodul 110 gemäß 1, zum Stabilisieren von trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeuge mit einem Führungsabschnitt 302 und einem als Rolle mit konvexer Lauffläche ausgeführten Kontaktabschnitt 304. Mithilfe des Führungsabschnitts 302 ist das Stabilisiermodul 300 an dem Werkzeugträger angeordnet. Die Rolle ist drehbar an dem Führungsabschnitt 302 gelagert.
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6 zeigt ein Stabilisiermodul 400, wie Stabilisiermodul 110 gemäß 1, zum Stabilisieren von trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeuge mit einem Führungsabschnitt 402 und einem als Rolle mit ebener Lauffläche ausgeführten Kontaktabschnitt 404. Mithilfe des Führungsabschnitts 402 ist das Stabilisiermodul 400 an dem Werkzeugträger angeordnet. Die Rolle ist drehbar an dem Führungsabschnitt 402 gelagert.
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7 zeigt ein Stabilisieren von Fasern eines trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeugs 500 mithilfe des Stabilisiermoduls 300, 400. Der als Rolle ausgeführte Kontaktabschnitt 304, 404 wird mit einer vorbestimmten Anpresskraft 502 und einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit 504 abrollend entlang einer vorbestimmten Bahn 120 geführt, um eine Stabilisierungsbahn 506 zu erzeugen. Dabei wird der Kontaktabschnitt 304, 404 mithilfe einer Heizeinrichtung 508 erwärmt und die Wärme wird in das Faserhalbzeug 500 eingetragen. Mithilfe des Kontaktabschnitts 304, 404 wird das Faserhalbzeug 500 somit abschnittsweise kompaktiert und ein gegebenenfalls vorhandener Binder aktiviert.
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8 zeigt ein Stabilisiermodul 600 zum Stabilisieren von Fasern trockener biegeschlaffer Faserhalbzeuge mit einem Führungsabschnitt 602 und mit einem als Stempelfuß ausgeführten Kontaktabschnitt 604. 9 zeigt ein Stabilisieren von Fasern eines trockenen biegeschlaffen Faserhalbzeug 606 mithilfe des Stabilisiermoduls 600. Der als Stempelfuß ausgeführte Kontaktabschnitt 604 wird mit einer vorbestimmten Anpresskraft 608 auf das Faserhalbzeug 606 gepresst, um einen Stabilisierungspunkt 610 zu erzeugen. Dabei wird der Kontaktabschnitt 604 mithilfe einer Heizeinrichtung erwärmt und die Wärme wird in das Faserhalbzeug 606 eingetragen. Alternativ kann der Kontaktabschnitt 604 als Sonotrode dienen, um Ultraschallschwingungen zur Erwärmung in das Faserhalbzeug 606 einzuleiten. Mithilfe des Kontaktabschnitts 604 wird das Halbzeug 606 somit abschnittsweise kompaktiert und ein gegebenenfalls vorhandener Binder aktiviert.
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Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen.
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Aus den vorliegend offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmal herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Halbzeug
- 102
- Vorrichtung
- 104
- Arbeitsfläche
- 106
- Werkzeug
- 108
- Schneidmodul
- 110
- Stabilisiermodul
- 112
- z-Achsrichtung
- 113
- Portal
- 114
- y-Achsrichtung
- 116
- x-Achsrichtung
- 118
- Stabilisierungsbahn
- 120
- Bahn
- 122
- Schnittbahn
- 124
- Zuschnitt
- 126
- Zuschnitt
- 128
- Transportwagen
- 130
- Halbzeugrolle
- 200
- Zuschnitt
- 202
- Zuschnitt
- 204
- Zuschnitt
- 206
- Zuschnitt
- 208
- Zuschnitt
- 210
- Zuschnitt
- 212
- Zuschnitt
- 214
- Zuschnitt
- 216
- Zuschnitt
- 218
- Stabilisierungsbahn
- 220
- Stabilisierungsbahn
- 222
- Stabilisierungsbahn
- 224
- Ecke
- 226
- Stabilisierungsbahn
- 228
- Stabilisierungsbahn
- 230
- Stabilisierungspunkt
- 232
- Stabilisierungsbahn
- 234
- Stabilisierungspunkte
- 300
- Stabilisiermodul
- 302
- Führungsabschnitt
- 304
- Kontaktabschnitt
- 400
- Stabilisiermodul
- 402
- Führungsabschnitt
- 404
- Kontaktabschnitt
- 500
- Halbzeug
- 502
- Anpresskraft
- 504
- Vorschubgeschwindigkeit
- 506
- Stabilisierungsbahn
- 508
- Heizeinrichtung
- 600
- Stabilisiermodul
- 602
- Führungsabschnitt
- 604
- Kontaktabschnitt
- 606
- Halbzeug
- 608
- Anpresskraft
- 610
- Stabilisierungspunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10301387 A1 [0002]
- DE 10327027 A1 [0003]
- DE 102006006503 A1 [0004]
- DE 102013110915 A1 [0005]
