DE102020124358A1

DE102020124358A1 - Verstärkter vorformling und verfahren zum formen

Info

Publication number: DE102020124358A1
Application number: DE102020124358.8A
Authority: DE
Inventors: Venkateshwar R. Aitharaju; William R. Rodgers; Selina X. ZHAO
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2019-10-07
Filing date: 2020-09-18
Publication date: 2021-04-08
Also published as: CN112693132A; US20210101350A1; US11273611B2; CN112693132B

Abstract

Ein verstärkter Vorformling umfasst eine Schicht aus verstärktem Material mit einer ersten und einer zweiten Kante, die einander gegenüberliegen, wobei jede Kante einen entsprechenden ersten Verbindungspunkt aufweist, der sich entlang dieser Kante befindet. Der Vorformling enthält auch erste und zweite Haltegurte, wobei jeder Haltegurt an seinem jeweiligen ersten Ende an einem jeweiligen ersten Verbindungspunkt befestigt ist und ein jeweiliges zweites Ende aufweist, das in mindestens einem der folgenden Punkte endet: einer jeweiligen Schlaufe, die an dem jeweiligen zweiten Ende gebunden ist, einem jeweiligen Knoten, der an dem jeweiligen zweiten Ende gebunden ist, einem jeweiligen greifbaren Element, mit dem das jeweilige zweite Ende verbunden ist, und einer Befestigung an einem jeweiligen zweiten Verbindungspunkt, der sich entlang eines Umfangs der Schicht befindet. Ein Verfahren und eine Form zum Formen eines verstärkten Vorformlings werden ebenfalls offenbart.

Description

STAATLICHE FINANZIERUNG
Diese Erfindung wurde mit Unterstützung der Regierung im Rahmen des Abkommens Nr. DE-EE0006826 verliehen durch das Energieministerium gemacht. Die Regierung kann bestimmte Rechte an der Erfindung haben.
EINLEITUNG
Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf verstärkte Vorformlinge aus verstärktem Material sowie auf Verfahren und Formen zum Formen solcher Vorformlinge.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Struktur- oder Kosmetikteils besteht darin, eine oder mehrere Schichten von verstärkten Vorformlingen in eine zweiteilige Form zu legen, die aus einer männlichen und einer weiblichen Formhälfte besteht, und dann die Formhälften zusammenzupressen, um das Teil zu formen. Nachdem die eine oder mehrere Schichten durch die Form gepresst und geformt wurden, kann das Verfahren wiederholt werden, wobei zu den bereits geformten Schichten weitere Schichten hinzugefügt werden, bis die gewünschte Dicke erreicht ist und das fertige Teil hergestellt ist.
Variabilität bei der Platzierung oder Ausrichtung von verstärkten Vorformlingen innerhalb von Formen führt manchmal zu Unsicherheiten hinsichtlich der resultierenden Eigenschaften der Formteile. Außerdem können Falten, Knicke, Bündelungen und andere unerwünschte Merkmale aufgrund von Inkonsistenzen oder Fehlern bei der Platzierung oder Ausrichtung der Vorformlinge versehentlich in das Teil eingebracht werden.
BESCHREIBUNG
Einer Ausführungsform zufolge umfasst eine verstärkte Vorform eine Schicht aus verstärktem Material mit einer ersten und einer zweiten Kante, die einander gegenüberliegen, wobei jede Kante einen entsprechenden ersten Verbindungspunkt aufweist, der sich entlang dieser Kante befindet. Der Vorformling enthält auch erste und zweite Haltegurte, wobei jeder Haltegurt an seinem jeweiligen ersten Ende an einem jeweiligen ersten Verbindungspunkt befestigt ist und ein jeweiliges zweites Ende aufweist, das in mindestens einem der folgenden endet:

eine jeweilige Schlaufe, die an dem jeweiligen zweiten Ende gebunden ist, einen jeweiligen Knoten, der an dem jeweiligen zweiten Ende gebunden ist, ein jeweiliges greifbares Element, mit dem das jeweilige zweite Ende verbunden ist, und eine Befestigung an einem jeweiligen zweiten Verbindungspunkt, der sich entlang eines Umfangs der Schicht befindet. Der Vorformling kann ferner mindestens zwei Ausrichtungsöffnungen enthalten, die in der Schicht aus verstärktem Material ausgebildet und voneinander beabstandet sind.

Das greifbare Element kann aus einem Ring, einem Stab oder einem T-förmigen Element bestehen, und die Halteseile können aus verstärktem Material hergestellt sein. Jeder erste Verbindungspunkt kann sich jeweils an einer Ecke einer der ersten und zweiten Kanten befinden. Die jeweiligen ersten und zweiten Verbindungspunkte für jede der ersten und zweiten Haltegurte können sich jeweils an einer der ersten und zweiten Kanten befinden. Die Haltegurte und die Schicht aus verstärktem Material können während eines einzelnen Herstellungsverfahrens zusammen geformt werden. Die Haltegurte und die Schicht aus verstärktem Material können aus einem einzigen Zuschnitt aus verstärktem Material geschnitten werden, oder die Haltegurte und die Schicht aus verstärktem Material können als eine einheitliche Struktur durch additive Herstellung hergestellt werden. Alternativ können die Haltegurte getrennt von der Schicht aus verstärktem Material hergestellt und nach der Herstellung der Schicht aus verstärktem Material an der Schicht aus verstärktem Material befestigt werden.
Eine Form zum Formen eines verstärkten Vorformlings umfasst nach einer Ausführungsform eine erste Formhälfte mit einer ersten Formfläche und eine zweite Formhälfte mit einer zweiten Formfläche, wobei die erste und die zweite Formhälfte so angeordnet sind, dass die erste und die zweite Formfläche einander zugewandt sind. Die Formhälften können so eingerichtet werden, dass sie zwischen einer offenen Position, in der die Formhälften voneinander beabstandet sind, und einer allgemein geschlossenen Position, in der die Formhälften nahe beieinander liegen und einen Formkörper mit einem Hohlraum zwischen der ersten und der zweiten Formfläche definieren, übergehen. Die Form kann ferner ein erstes und ein zweites sich bewegendes Element umfassen, die jeweils eine jeweilige Kupplung, die zur Verbindung mit einem jeweiligen Abschnitt des verstärkten Vorformlings eingerichtet ist, und ein jeweiliges Betätigungselement aufweisen, das zum Bewegen der jeweiligen Kupplung zwischen einer jeweiligen ersten Position, in der die jeweilige Kupplung in einem jeweiligen ersten Abstand von einer Mitte des Formkörpers angeordnet ist, und einer jeweiligen zweiten Position eingerichtet ist, in der die jeweilige Kupplung in einem jeweiligen zweiten Abstand von der Mitte des Formkörpers angeordnet ist, der größer als der erste Abstand ist, wobei die erste Position jeder jeweiligen Kupplung in der ersten Formhälfte, in der zweiten Formhälfte oder außerhalb des Formkörpers angeordnet ist.
Die erste Formfläche kann im Allgemeinen aus der ersten Formhälfte nach außen hervorstehen, und die zweite Formfläche kann sich im Allgemeinen in die zweite Formhälfte zurückziehen. Der verstärkte Vorformling kann so eingerichtet werden, dass er über die erste Formfläche platziert werden kann, und die Kupplungen können so eingerichtet werden, dass sie mit den entsprechenden Abschnitten des verstärkten Vorformlings verbunden werden können.
Die Form kann ferner einen ersten Strahler enthalten, der in der ersten Formhälfte angeordnet und so eingerichtet ist, dass er von dort Licht in den Hohlraum emittiert, sowie einen ersten Empfänger, der in der zweiten Formhälfte angeordnet und so eingerichtet ist, dass er Licht von dem ersten Strahler empfängt und ein erstes Signal erzeugt, das das von dem ersten Strahler empfangene Licht anzeigt, einen zweiten Strahler, der in einer der ersten und zweiten Formhälften angeordnet und so eingerichtet ist, dass er von dort Licht in den Hohlraum emittiert, und einen zweiten Empfänger, der in der anderen der ersten und zweiten Formhälften angeordnet und so eingerichtet ist, dass er Licht von dem zweiten Strahler empfängt und ein zweites Signal erzeugt, das das von dem zweiten Strahler empfangene Licht anzeigt. Die Form kann ferner eine Steuerung enthalten, die operativ mit dem ersten und zweiten Sender, dem ersten und zweiten Empfänger und dem ersten und zweiten beweglichen Element verbunden ist, wobei die Steuerung so eingerichtet ist: (i) jeden jeweiligen Aktuator zu veranlassen, seine jeweilige Kupplung aus seiner jeweiligen ersten Position in seine jeweilige zweite Position zu bewegen, (ii) den ersten und zweiten Strahler zu veranlassen, Licht auszusenden, (iii) das erste und zweite Signal von dem ersten und zweiten Empfänger zu empfangen, (iv) eine Ausrichtungsbedingung basierend auf dem ersten und zweiten Signal zu bestimmen, (v)zu bestimmen, ob die Ausrichtungsbedingung vorbestimmte Kriterien erfüllt, (vi) wenn die Ausrichtungsbedingung die vorbestimmten Kriterien erfüllt, dann die Formhälften von der offenen Position in die allgemein geschlossene Position übergehen, und (vii) einen Fehlerzustandsalarm senden und/oder mindestens einen der Aktuatoren veranlassen, seine jeweilige Kupplung von seiner jeweiligen ersten Position in eine jeweilige eingestellte Position zu bewegen, die sich von der zweiten Position aufgrund der Ausrichtungsbedingung unterscheidet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Formen eines verstärkten Vorformlings in einer Form, wobei der Vorformling eine Schicht aus verstärktem Material umfasst und gegenüberliegende erste und zweite Seitenabschnitte aufweist, und wobei die Form erste und zweite Formhälften aufweist, die jeweils erste und zweite Formflächen darstellen, wobei die ersten und zweiten Formhälften einen Formkörper definieren und so angeordnet sind, dass die ersten und zweiten Formflächen einander zugewandt sind: Positionieren des Vorformlings zwischen den ersten und zweiten Formhälften, und Bewegen mindestens eines der ersten und zweiten Seitenabschnitte weg von einer Mitte des Formkörpers, um die Schicht aus verstärktem Material zu strecken. Das Verfahren kann ferner das Einstellen einer Anordnung des Vorformlings durch Bewegen des ersten und zweiten Seitenabschnitts in einer ersten Richtung und/oder das Hinzufügen eines Harzes zu der Schicht aus verstärktem Material umfassen. Das Verfahren kann ferner das Überführen der ersten und zweiten Formhälfte aus einer offenen Position, in der die Formhälften voneinander beabstandet sind, in eine allgemein geschlossene Position, in der die Formhälften nahe beieinander liegen, umfassen, wodurch ein geformter Vorformling gebildet wird. Das Verfahren kann ferner das Überführen der ersten und zweiten Formhälfte aus der allgemein geschlossenen Position in die offene Position und das Anordnen eines weiteren verstärkten Vorformlings zwischen der ersten und zweiten Formhälfte in Ausrichtung mit dem geformten Vorformling umfassen.
Die oben genannten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehre sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der bevorzugten Ausführungsformen und anderer Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Lehre, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, in Verbindung mit den beigefügten Figuren leicht ersichtlich.
Figurenliste

1-6 sind schematische Draufsichten von verschiedenen Ausführungsformen eines verstärkten Vorformlings.
7-8 sind schematische Halbschnitt-Frontansichten einer Form in offener bzw. allgemein geschlossener Position.
9 ist eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer Form und eines verstärkten Vorformlings.
10 Ausführungsform einer Form und eines verstärkten Vorformlings.
11 ist eine schematische perspektivische Draufsicht eines verstärkten Vorformlings, der zwischen der oberen und unteren Formhälfte liegt.
12 ist eine schematische Vorderansicht der Vorformling- und Formhälften von 11, gesehen entlang der Linien 12-12 von 11.
13 ist eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Form und eines verstärkten Vorformlings.
14 ist eine schematische Vorderansicht des Vorformlings und der Form von 13, gesehen entlang der Linien 14-14 von 13.
15 ist eine Abfolge von Reglerschritten zum Formen eines verstärkten Vorformlings.
16 ist ein Flussdiagramm für eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Formen einer verstärkten Vorform.
17 ist ein Flussdiagramm für eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zum Formen eines verstärkten Vorformlings.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren, wobei gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile anzeigen, werden hier ein verstärkter Vorformling 20, eine Form 70 zum Formen eines verstärkten Vorformlings 20 und die Verfahren 200, 300 zum Formen eines verstärkten Vorformlings 20 in einer Form 70 gezeigt und beschrieben.
1-6 zeigen schematische Draufsichten verschiedener Ausführungsformen eines verstärkten Vorformlings 20 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Jeder Vorformling 20 enthält eine Schicht 22 aus verstärktem Material mit gegenüberliegenden ersten und zweiten Kanten 24, 26. Obwohl die Schicht 22 in den Figuren als allgemein rechteckige Form dargestellt ist, kann die Schicht 22 jede geeignete Form annehmen und ist nicht auf allgemein rechteckige Formen beschränkt. dem verstärkten Material kann es sich um Glasfaser, Polyester, Polyamid, Kohlefaser, Stoff/Gewebe und/oder andere ähnliche Materialien handeln, die in Form von Strängen, Filamenten, Geweben, Streifen, Blättern, geschnittenen Segmenten usw. in einer oder mehreren Lagen oder Schichten und mit oder ohne Harz/Bindemittel ausgeführt sein können. Jede der gegenüberliegenden ersten und zweiten Kanten 24, 26 hat jeweils einen oder mehrere erste Verbindungspunkt(e) 32, 34, 36, 38,die sich entlang dieser Kanten befinden.
Jeder Vorformling 20 enthält einen ersten und einen zweiten Haltegurt 50. Jeder Haltegurt 50 ist an seinem jeweiligen ersten Ende 52 an einem der ersten Verbindungspunkte 32, 34, 36, 38 befestigt und hat ein jeweiliges zweites Ende 54,das in mindestens einem der folgenden endet: (i) einer jeweiligen Schlaufe 56, die an dem jeweiligen zweiten Ende 54 gebunden ist, (ii) einem jeweiligen Knoten 58, der an dem jeweiligen zweiten Ende 54 gebunden ist, (iii) einem jeweiligen greifbaren Element 60, mit dem das jeweilige zweite Ende 54 verbunden ist, und (iv) einer Befestigung an einem jeweiligen zweiten Verbindungspunkt 35, 39, der sich entlang eines Umfang-der Schicht 22 befindet. (Der Umfang kann z.B. die Kanten 24, 26, 28 und 30 umfassen.) Das greifbare Element 60 kann ein Ring 60R, eine Stange 60B, ein T-förmiges Element 60T oder ähnliches sein. Wie hier verwendet, bezeichnet die Referenznummer 60 jede Art von greifbarem Element, während die tiefgestellten Referenznummern 60R, 60B und 60T bestimmte Typen oder Konfigurationen von greifbaren Elementen bezeichnen. 1, 2 und 5 veranschaulichen die Verwendung von greifbaren Elementen 60R in Ringform, während 3 die Verwendung von greifbaren Elementen 60 in Form eines Stabes 60B oder eines T-förmigen Elements 60T veranschaulicht. Das T-förmige Glied 60T kann einen axialen Abschnitt 62 und einen lateralen Abschnitt 64 aufweisen, wobei das zweite Ende 54 des Halteseils 50 an einem oder beiden dieser Abschnitte 62, 64 befestigt ist. 3 veranschaulicht auch die Verwendung von Schlaufen 56 oder Knoten 58, die an den zweiten Enden 54 der Haltegurte 50 gebunden oder gebildet werden. Es ist zu beachten, dass jeder der Ringe 60R oder andere greifbare Elemente 60 an einem einzigen Haltegurt 50 (wie in 1 und 5) oder an zwei oder mehreren Haltegurten 50 (wie in 2) befestigt werden können. 4 und 6 veranschaulichen die Haltegurte 50, die in Befestigungen an den jeweiligen zweiten Verbindungspunkten 35, 39 enden, die sich entlang des Umfangs der Schicht 22 befinden.
Wie in 1, 3, der rechten oder zweiten Kante 26 von 2 und der linken oder ersten Kante 24 von 4 dargestellt, kann jeder erste Verbindungspunkt 32, 34, 36, 38 an einer entsprechenden Ecke 37 einer entsprechenden der ersten und zweiten Kanten 24, 26 liegen. Oder, wie in 5, der linken Seite oder der ersten Kante 24 von 2 und der rechten Seite oder der zweiten Kante 26 von 4 dargestellt, kann jeder erste Verbindungspunkt 32, 34, 36, 38 entlang einer entsprechenden Kante 24, 26 an einem anderen Punkt als der Ecke 37 liegen, wie z.B. im allgemeinen in der Mitte der Kante 24, 26 (5) oder etwas entfernt von, aber nahe einer Ecke 37 (2 und 4). Wie in 4 dargestellt, kann der jeweilige erste Verbindungspunkt 32, 36 und der zweite Verbindungspunkt 35, 39 für jede der ersten und zweiten Haltegurte 50 jeweils auf einer der ersten und zweiten Kanten 24, 26 liegen. Zum Beispiel hat der Haltegurt 50 auf der linken Seite von 4 seinen zugehörigen ersten Verbindungspunkt 32 und zweiten Verbindungspunkt 35 entlang der ersten/linken Kante 24, und der Haltegurt 50 auf der rechten Seite seinen ersten Verbindungspunkt 36 und zweiten Verbindungspunkt 39 entlang der zweiten/rechten Kante 26. In 6 befinden sich jedoch der erste Verbindungspunkt 32, 36 und der zweite Verbindungspunkt 35, 39, die zu jedem Haltegurt 50 gehören, nicht auf derselben Kante. Zum Beispiel hat der obere linke Haltegurt 50 in 6 seinen zugehörigen ersten Verbindungspunkt 32 entlang der ersten/linken Kante 24 und seinen zweiten Verbindungspunkt 35 entlang der angrenzenden oberen Kante 28, und der untere rechte Haltegurt 50 hat seinen ersten Verbindungspunkt 36 entlang der zweiten/rechten Kante 26 und seinen zweiten Verbindungspunkt 39 entlang der angrenzenden unteren Kante 30.
Die Haltegurte 50 können aus verstärktem Material bestehen, das gleich oder verschieden von dem verstärkten Material sein kann, aus dem die Schicht 22 hergestellt ist. Die Haltegurte 50 und die Schicht 22 aus verstärktem Material können zusammen während eines einzelnen Herstellungsverfahrens geformt werden, z.B. durch Schneiden aus einem einzigen Rohling aus verstärktem Material, oder als eine einheitliche Struktur durch ein additives Herstellungsverfahren, z.B. 3D-Druck, hergestellt werden. Alternativ dazu können die Haltegurte 50 getrennt von der Schicht 22 aus verstärktem Material geformt und nach der Herstellung der Schicht 22 an der Schicht 22 befestigt werden, z.B. durch Verwendung eines Klebstoffs, Harzes, einer mechanischen Verbindung oder ähnlichem.
Jede Schicht 22 aus verstärktem Material kann ferner zwei oder mehr Ausrichtungsöffnungen 40 enthalten, die in der Schicht 22 ausgebildet und voneinander beabstandet sind. Diese Öffnungen 40 können verwendet werden, um sicherzustellen, dass der Vorformling 20 oder die Schicht 22 innerhalb der Form 70 richtig ausgerichtet und ausgerichtet ist, z.B. durch Ausrichten der Öffnungen 40 mit den Strahlern 82 und den Empfängern/Sensoren 84 innerhalb der Form 70, wie weiter unten nähererläutert wird.
7-14 zeigen verschiedene Konfigurationen einer Form 70 zum Formen eines verstärkten Vorformlings 20 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die Form 70 umfasst eine erste Formhälfte 72 mit einer ersten Formfläche 74 und eine zweite Formhälfte 76 mit einer zweiten Formfläche 78. Beachten Sie, dass die x-y-z-Koordinatenachsen in den unteren linken Ecken von 7 und 9vorgesehen sind (diese folgen dem konventionellen „Rechts-Regel“-Ansatz zur Definition der jeweiligen positiven und negativen Richtungen für jede Achse. Beachten Sie, dass die negative y-Richtung in als ein Kreis mit einem „X“ im Inneren bezeichnet wird, das den Schwanz eines Pfeils anzeigt, der auf den Betrachter aus der Seite heraus zeigt, wobei die Pfeilspitze in der positiven y-Richtung vom Betrachter weg in die Seite hinein zeigt. In ähnlicher Weise wird in 9 die positive z-Richtung durch einen Kreis mit einem Punkt im Inneren bezeichnet, der die Spitze eines Pfeils anzeigt, der in positiver z-Richtung vom Betrachter weg in die Seite zeigt). Diese Koordinatenachsen dienen nur zu Referenzzwecken, sind aber nützlich, um bestimmte willkürliche Richtungen zu definieren, auf die hier zu Illustrationszwecken Bezug genommen wird. kann die positive z-Richtung mit Richtungen, Orten und Ausrichtungen wie „nach oben“, „oben“, „oben“ und dergleichen assoziiert werden, während die negative z-Richtung mit „nach unten“, „unten“ usw. assoziiert werden kann. Die Richtungen, Orte und Orientierungen, die sich auf die positiven und negativen z-Richtungen beziehen, werden mit den Bezugszahlen 87_T bzw. 87_B bezeichnet (wobei der tiefgestellte Index „T“ für „oben“ und „B“ für „unten“ steht). In ähnlicher Weise bezeichnen 87_F und 87_R die „vorwärts/vorwärts“- und „rückwärts/rückwärts“-Richtungen, Orte und Orientierungen in der negativen bzw. positiven y-Richtung. Ebenso bezeichnen 88L und 88R „ersten/linken/linken“ und „zweiten/rechten/rechten“ Seiten, Richtungen, Orte und Orientierungen in negativer bzw. positiver x-Richtung. So kann sich die Referenznummer 87_T auf den Raum über der Oberseite der Form 70 und/oder auf die obere Außenfläche der Form 70 selbst beziehen (d.h. die Oberfläche der zweiten/oberen Formhälfte 76, die der zweiten Formteiloberfläche 78 gegenüberliegt). Ebenso können sich die Referenznummern 87_B , 87_F , 87_R , 88_L und 88_R jeweils auf den Raum unter, vor, hinter, links bzw. rechts der Form 70 und/oder auf die untere, vordere, hintere, linke bzw. rechte Außenfläche der Form 70 beziehen.
Die ersten und zweiten Formhälften 72, 76 sind so angeordnet oder ausgerichtet, dass die ersten und zweiten Formflächen 74, 78 einander zugewandt sind, wobei die Formhälften 72, 76 so eingerichtet sind, dass sie zwischen einer offenen Position 79, in der die Formhälften 72, 76 voneinander beabstandet sind (7), und einer allgemein geschlossenen Position 80, in der die Formhälften 72, 76 nahe beieinander liegen und einen Formkörper 86 mit einem Hohlraum 81 zwischen den ersten und zweiten Formflächen 74, 78 definieren, übergehen (8). Dieser Hohlraum 81 kann vorgesehen werden, um die eine oder mehrere Schichten von verstärkten Platten 22 oder Vorformlingen 20 aufzunehmen, die zwischen der gegenüberliegenden Formfläche 74, 78 angeordnet sind, wenn die Formhälften 72, 76 in der allgemein geschlossenen Position 80 zusammengedrückt werden. (Zu beachten ist, dass die Formhälften 72, 76 so eingerichtet werden können, dass der Abstand zwischen den beiden Formflächen 74, 78 vergrößert werden kann, wenn aufeinanderfolgende Schichten von verstärkten Schichten 22 oder Vorformlingen 20 zu den bereits geformten Schichten, die sich in der Form 70 befinden, hinzugefügt werden).
Die Form 70 umfasst ferner erste und zweite Bewegungselemente 89L, 89R, die jeweils eine entsprechende Kupplung 90 aufweisen, die zur Verbindung mit einem entsprechenden Abschnitt 68 des verstärkten Vorformlings 20 eingerichtet ist, und ein entsprechendes Betätigungselement 92, das zum Bewegen der entsprechenden Kupplung 90 zwischen einer entsprechenden ersten Position 94, in der die entsprechende Kupplung 90 in einem entsprechenden ersten Abstand 95 von einem Zentrum 86_c des Formkörpers 86 angeordnet ist, und einer entsprechenden zweiten Position 96, in der die entsprechende Kupplung 90 in einem entsprechenden zweiten Abstand 97 vom Zentrum 86_c des Formkörpers 86 angeordnet ist, der größer als der erste Abstand 95 ist, eingerichtet ist. Wie in 8, 9 und 13 dargestellt, können die ersten und zweiten Abstände 94, 96 direkt von der Mitte 86_c des Formkörpers 86 gemessen werden (wie in 13), oder sie können bis zu einer Kante 91 des Formkörpers 86 gemessen werden, die in einem gegebenen Abstand 93 von der Mitte 86_c liegt (wie in 8-9). Beachten Sie, dass jedes der ersten und zweiten beweglichen Elemente 89L, 89R so eingerichtet werden kann, dass es sich in jeder Kombination von x-, y- und z-Richtungen zwischen seiner jeweiligen ersten und zweiten Position 94, 96 sowie zu anderen Positionen (einschließlich einer angepassten Position 98, die unten besprochen wird) bewegen kann.
Die gewünschten x-, y- und z-Koordinaten jeder ersten und zweiten Position 94, 96 können bei der Konstruktion des Vorformlings 20 bestimmt werden. Während dieser Entwurfsphase wird das Layout eines verstärkten Teils festgelegt, einschließlich der Anzahl der Vorformlinge 20 oder der zur Herstellung des Teils erforderlichen Schichten sowie der Größe, Form, Abmessungen und Anordnung verschiedener Merkmale (wie Haltegurte 50 und Ausrichtungsöffnungen 40) für jeden Vorformling 20. Für ein endgültiges verstärktes Teil können mehrere Lagen von Vorformlingen 20 verwendet werden, und diese Vorformlinge 20 können alle gleich sein oder sich in gewisser Hinsicht unterscheiden. Die Konstruktionsphase kann Simulationen und Finite-Elemente-Analysearbeiten umfassen, um die Eigenschaften und Details sowohl (i) des verstärkten Teils und seiner Vorformlinge 20 als auch (ii) der Form 70 zu modellieren, einschließlich der Anordnung der Formteiloberflächen 74, 78 und der jeweiligen ersten und zweiten Positionen 94, 96 für jedes bewegliche Element 89_L , 89_R , (Die Konstruktionsphase kann auch die Bestimmung der Position der Sender/Empfänger-Paare 82, 84 umfassen, wie unten besprochen). Als Teil der Konstruktionsphase wird auch bestimmt, wie stark und in welche Richtungen der Vorformling 20 oder die Schicht 22 aus verstärktem Material gestreckt werden sollte, wenn er in die Form 70 eingelegt wird, um Falten und andere potentielle Defekte zu vermeiden oder zu minimieren oder um auf andere Weise das Layout, die Festigkeit oder andere Eigenschaften des fertigen Teils zu optimieren. Beachten Sie, dass eine oder mehrere der Ausrichtungsöffnungen 40 ein Bolzenloch oder ein anderes Durchgangsloch sein können, das in den Vorformlingen 40 und im endgültigen verstärkten Teil gebildet wird und nach dem Formvorgang einen Zweck erfüllen kann. Wahlweise können ein oder mehrere Bereiche oder Teile des Fertigteils nach dem Formvorgang abgeschnitten oder ausgeschnitten werden, wozu auch die Haltegurte 50 und/oder eine oder mehrere der Ausrichtungsöffnungen 40 gehören können.
Bei der vorstehenden Anordnung kann sich die erste Position 94 der jeweiligen Kupplung 90 in der ersten Formhälfte 72, in der zweiten Formhälfte 76 oder außerhalb des Formkörpers 86 befinden. In Abhängigkeit vom Abstand zwischen der ersten und zweiten Position 94, 96 für jedes bewegliche Teil 89_L , 89_R kann die zweite Position 96 jeder jeweiligen Kupplung 90 selbst in der ersten Formhälfte 72, in der zweiten Formhälfte 76 oder außerhalb des Formkörpers 86 liegen. Zum Beispiel ist in 7-10 jedes bewegliche Element 89_L , 89_R vollständig außerhalb des Formkörpers 86 angeordnet; die ersten beweglichen Elemente 89_L befinden sich auf der ersten/linken lateralen Seite 88_L des Formkörpers 86 und die zweiten beweglichen Elemente 89_R befinden sich auf der zweiten/rechten lateralen Seite 88_R des Formkörpers 86. In 13-14 befindet sich jedoch das erste bewegliche Element 89_L innerhalb der ersten Formhälfte 72 und das zweite bewegliche Element 89_R teilweise innerhalb der ersten Formhälfte 72 und teilweise außerhalb des Formkörpers 86 mit seiner ersten Position 94 in der ersten Formhälfte 72 und seiner zweiten Position 96 außerhalb des Formkörpers 86.
Die Abschnitte 68 (hier manchmal auch als Seitenabschnitte 68 bezeichnet) des verstärkten Vorformlings 20, mit denen die Kupplungen 90 zur Verbindung eingerichtet sind, können Haltegurte 50 (und die Elemente, die an deren zweiten Enden 54 befestigt sind oder dort enden) und/oder gegenüberliegende erste und zweite Kanten 24, 26 des Vorformlings 20 oder Schicht 22 enthalten. Jede Kupplung 90 kann so eingerichtet werden, dass sie in ihren jeweiligen Teil/Seitenteil 68 eingreift. Zum Beispiel kann eine Kupplung 90 als Messstift, Rundstift, Zugstab oder ähnliches eingerichtet werden, wenn sie mit einem ringförmigen greifbaren Element 60_R am zweiten Ende 54 eines Haltegurtes 50in Eingriff kommen soll. Oder die Kupplung 90 kann als Haken, Klaue, Sperre, Schließe oder ein anderes geeignetes mechanisches Element eingerichtet werden, wenn sie mit einer Schlaufe 56, einem Knoten 58, einem greifbaren Stab 60_B , einem greifbaren T-förmigen Glied 60_T oder einem anderen ähnlichen Element am zweiten Ende 54 eines Haltegurtes 50 in Eingriff kommen oder eine Verbindung herstellen soll. Wenn es sich bei dem zu greifenden Abschnitt 68 lediglich um eine Kante 24, 26 des Vorformlings 20 oder Blech 22 handelt, kann die Kupplung 90 alternativ als Klemme, Greifer, Klaue oder ein anderes Element eingerichtet werden, das diesen Abschnitt 68 greifen kann. Wie hier verwendet, können die Wörter „greifen“, „verbinden“, „anbringen“ und „einrasten“ (und ihre verschiedenen Substantiv-, Verb- und Adjektivformen) austauschbar verwendet werden, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt.
Die erste Formfläche 74 kann im Allgemeinen aus der ersten Formhälfte 72 nach außen hervorstehen, und die zweite Formfläche 78 kann im Allgemeinen in die zweite Formhälfte 76 zurückweichen. Zum Beispielkann, wie in 7-8 dargestellt, die erste (untere) Formhälfte 72 eine „männliche“ Formhälfte sein, deren erste Formfläche 74 im Allgemeinen nach außen (oben) aus der ersten/unteren/männlichen Formhälfte 72 herausragt, und die zweite (obere) Formhälfte 76 kann eine „weibliche“ Formhälfte sein, deren zweite Formfläche 78 sich im Allgemeinen in die zweite/obere/weibliche Formhälfte 76 zurückzieht. Es sind jedoch auch andere Konfigurationen und Anordnungen der Formhälften 72, 76 möglich. Der verstärkte Vorformling 20 kann für die Platzierung über der ersten (z.B. männlichen/unteren) Formfläche 74 eingerichtet werden, und die Kupplungen 90 können für die Verbindung mit den entsprechenden Abschnitten 68 des verstärkten Vorformlings 20 eingerichtet werden. Zu beachten ist, dass „über“ hier „auf‟, „über‟, „oberhalb“, „über der Oberfläche von“ und dergleichen bedeuten kann und dass der Vorformling 20 zumindest mit einem Teil der Formfläche 74 in Kontakt kommen oder einfach in einem gewissen Abstand über/über der Formfläche 74 schweben kann.
Die Form 70 kann weitere enthalten: einen ersten Strahler 82, der in der ersten Formhälfte 72 angeordnet und so eingerichtet ist, dass er von dort Licht 83 in den Hohlraum 81 emittiert; einen ersten Sensor/Empfänger 84, der in der zweiten Formhälfte 76 angeordnet und so eingerichtet ist, dass er Licht 83 vom ersten Strahler 82 empfängt und ein erstes Signal erzeugt, das das vom ersten Strahler 82 empfangene Licht 83 anzeigt; einen zweiten Strahler 82, der in einer der ersten und zweiten Formhälften 72, 76 angeordnet und so eingerichtet ist, dass er Licht 83 davon in den Hohlraum 81 emittiert; und einen zweiten Empfänger 84, der in der anderen der ersten und zweiten Formhälften 72, 76 angeordnet und so eingerichtet ist, dass er Licht 83 vom zweiten Strahler 82 empfängt und ein zweites Signal erzeugt, das das vom zweiten Strahler 82 empfangene Licht 83 anzeigt. Zu beachten ist, dass, obwohl die Figuren zwei Strahler 82 in der ersten Formhälfte 72 und zwei Empfänger 84 in der zweiten Formhälfte 76 zeigen, auch andere Anordnungen möglich sind. Zum Beispiel können sich die beiden Strahler 82 in der zweiten Formhälfte 76 und die beiden Empfänger 84 in der ersten Formhälfte 72 befinden, oder ein Strahler 82 und ein Empfänger 84 können sich in jeder der beiden Formhälften 72, 76 befinden. In jeder Konfiguration ist jeder Strahler 82 mit einem entsprechenden Empfänger 84 gepaart, so dass jeder Empfänger 84 so eingerichtet ist, dass er Licht 83 von seinem entsprechenden Strahler 82 empfängt. Jedes Strahler/Empfänger-Paar 82, 84 kann innerhalb der Form 70 so angeordnet werden, dass die gepaarten Vorrichtungen 82, 84 11, 12 und 14 dargestellt. Jeder Empfänger 84 kann einen oder mehrere Photosensoren, optische Sensoren oder andere photodetektierende Vorrichtungen umfassen, und jeder Empfänger 84 ist so eingerichtet, dass er ein Signal erzeugt, das die Menge (und/oder eine andere Eigenschaft oder Qualität) des Lichts 83 anzeigt, das vom Empfänger 84 empfangen wird. kann jedes Signal eine einzige Spannung liefern, die mit der von einem Empfänger 84 empfangenen Lichtmenge korreliert, oder es kann zwei oder mehr Signale (oder ein einziges gemultiplextes oder mehrteiliges Signal) enthalten, die die von mehreren Bereichen oder Regionen der Empfängeroberfläche empfangene Lichtmenge angeben. (Das heißt, die Oberfläche des Empfängers 84 kann mehrere einzelne Zellen haben, von denen jede in der Lage ist, Licht zu empfangen und ihr eigenes Signal oder ihren eigenen Beitrag zum Gesamtsignal zu erzeugen). Wenn der Vorformling 20 oder die Schicht 22 richtig positioniert ist, wobei die beiden Ausrichtungsöffnungen 40 mit ihren entsprechenden Sender/Empfänger-Paaren 82, 84 ausgerichtet sind (z.B. in linearer Ausrichtung), dann zeigen die erzeugten Signale eine solche Ausrichtung an. Wenn eine oder beide Öffnungen 40 nicht ausgerichtet sind, können die Signale dies ebenfalls anzeigen, einschließlich der Angabe, welche der Öffnungen 40 nicht ausgerichtet sind und in welche Richtung(en). (Die spezifischen Einzelheiten einer eventuellen Fehlausrichtung können als Teil des Signals angegeben werden, oder solche Einzelheiten können aus den Signalen abgeleitet werden, z.B. durch eine Steuerung 85 wie unten beschrieben). Zu beachten ist, dass in den Figuren zwar zwei Strahler/Empfänger-Paare 82, 84 dargestellt sind, dass aber auch zusätzliche Paare 82, 84 verwendet werden können.
Die Form 70 kann außerdem eine Steuerung 85 enthalten, die operativ mit dem ersten und zweiten Strahler 82, dem ersten und zweiten Empfänger 84 und dem ersten und zweiten beweglichen Teil 89_L , 89_R verbunden ist. Wie in 15 dargestellt, kann die Steuerung 85 so eingerichtet werden, dass es einem Prozess oder einer Sequenz von Schritten 100 wie folgt. Im Block 110 wird jedes jeweilige Stellglied 92 veranlasst, seine jeweilige Kupplung 90 von seiner jeweiligen ersten Position 94 in seine jeweilige zweite Position 96 zu bewegen, wodurch die Schicht/Vorformling 22, 20 gedehnt wird. Im Block 120 werden der erste und zweite Strahler 82 veranlasst, Licht 83 auszusenden, z.B. durch Anlegen einer erforderlichen Spannung oder eines Signals an die Strahler 82. Zu Beachten ist, dass der Schritt 120, bei dem die Strahler 82 veranlasst werden, Licht 83 zu emittieren, auch vor Block 110 erfolgen kann. Im Block 130 werden das erste und zweite Signal vom ersten und zweiten Empfänger 84empfangen. In Block 140 wird auf der Grundlage des ersten und zweiten Signalseine Ausrichtungsbedingung bestimmt. Die Ausrichtungsbedingung gibt an, wie gut die Ausrichtungsöffnungen 40 des Vorformlings innerhalb der Form 70 in Bezug auf die jeweiligen Strahler 82 und Empfänger 84 ausgerichtet sind. Der Strahler 85 kann Algorithmen, Routinen oder andere Verfahren verwenden, um den Grad und die Qualität der Ausrichtung oder Fehlausrichtung der Öffnungen 40 auf der Grundlage des ersten und zweiten Signals zu berechnen, abzuleiten oder abzuleiten. Beachten Sie, dass das erste und das zweite Signal vor dem Empfang durch die Steuerung 85 kombiniert oder gemultiplext werden können, so dass nur ein einziges Signal von der Steuerung 85 empfangen wird. Im Block 150 bestimmt die Steuerung 85, ob die Ausrichtungsbedingung die vorgegebenen Kriterien erfüllt. Diese vorgegebenen Kriterien geben die gewünschten quantitativen und/oder qualitativen Bedingungen (sowie die zulässigen Abweichungen und Toleranzen) für die Lage und/oder Ausrichtung der Blenden 40 in Bezug auf ihre entsprechenden Strahler/Empfänger-Paare 82, 84 an. Die in Block 140 vorgenommene Bestimmung kann eine „go/no-go“-Bestimmung sein (d.h., entweder sind die Blenden 40 richtig oder nicht richtig ausgerichtet), oder sie kann eher eine qualitative Bestimmung sein (z.B. ist jede Blende 40 von ihrer idealen/gewünschten Lage oder Orientierung um bestimmte Beträge in x- und y-Richtung und/oder um bestimmte Beträge der Winkeldrehung im oder gegen den Uhrzeigersinn um die z-Richtung versetzt). Wenn die Ausrichtungsbedingung die vorgegebenen Kriterien erfüllt, wird bei Block 160 das Werkzeug 70 „geschlossen“, indem die Werkzeughälften 72, 76 von der offenen Position 79 in die allgemein geschlossene Position 80 bewegt werden. Andernfalls, wenn die Ausrichtungsbedingung die vorgegebenen Kriterien nicht erfüllt, wird an Block 170 ein Fehlerzustandsalarm gesendet, und/oder mindestens einer der Aktuatoren 92 wird veranlasst, seine jeweilige Kupplung 90 von seiner jeweiligen ersten Position 94 in eine jeweilige eingestellte Position 98 auf der Grundlage der Ausrichtungsbedingung zu bewegen. Im Block 180 kann eine von mehreren Optionen auftreten, wie z.B. die Bestimmung einer neuen Ausrichtungsbedingung und deren Vergleich mit den vorgegebenen Kriterien, das erneute Bewegen des Vorformlings 20 und/oder der beweglichen Elemente 89_L , 89_R , die Umleitung zurück zu einem vorherigen Block, die Veranlassung, dass die Strahler 82 aufhören, Licht 83 auszusenden, oder das Anhalten, um den Eingriff eines menschlichen Formbedieners abzuwarten.
16 zeigt ein Verfahren 200 zum Formen eines verstärkten Vorformlings 20 in einer Form 70. Hier enthält der Vorformling 20 eine Schicht 22 aus verstärktem Material und hat gegenüberliegende erste und zweite Seitenteile 68, und die Form 70 hat erste und zweite Formhälften 72, 76,die jeweils erste und zweite Formflächen 74, 78 aufweisen. Die erste und zweite Formhälfte 72, 76 definieren einen Formkörper 86 und sind so angeordnet oder ausgerichtet, dass die erste und zweite Formfläche 74, 78 einander zugewandt sind. Im Block 210 wird der Vorformling 20 zwischen der ersten und zweiten Formhälfte 72, 76 positioniert. Am Block 220 werden der erste und der zweite Seitenabschnitt 68 ergriffen (z.B. durch Eingriff oder Verbindung mit dem ersten und dem zweiten beweglichen Element 89_L , 89_R ), und am Block 230 wird mindestens einer der ersten und zweiten Seitenabschnitte 68 von einem Zentrum 86C des Formkörpers 86 wegbewegt (z.B. durch Bewegen einer oder mehrerer Kupplungen 90 nach außen vom Zentrum 86_c des Formkörpers 86),um die Schicht 22 aus verstärktem Material zu strecken. Das Verfahren 200 kann ferner umfassen: im Block 250 Überführen der ersten und zweiten Formhälfte 72, 76 aus einer offenen Position 79, in der die Formhälften 72, 76 voneinander beabstandet sind, in eine im allgemeinen geschlossene Position 80, in der die Formhälften 72, 76 nahe beieinander liegen, wodurch ein geformter Vorformling gebildet wird; im Block 270 Überführen der ersten und zweiten Formhälfte 72, 76 aus der im allgemeinen geschlossenen Position 80 in die offene Position 79; und im Block 280 Anordnen eines weiteren verstärkten Vorformlings 20 zwischen der ersten und zweiten Formhälfte 72, 76 in Ausrichtung mit dem geformten Vorformling im Block 280. Hier kann die „Registrierung“ das Ausrichten der Ausrichtungsöffnungen 40 des hinzugefügten Vorformlings 40 mit den entsprechenden Ausrichtungsöffnungen 40 des bereits geformten Vorformlings 40 umfassen, so dass das von den jeweiligen Strahlern 82 ausgesandte Licht 83 durch die ausgerichteten Öffnungen 40 hindurchgehen und von den jeweiligen Empfängern 84 empfangen werden kann. Zusätzliche optionale Schritte, die durch die Blöcke in gestrichelten Linien angezeigt werden, können ebenfalls ausgeführt werden; diese umfassen im Block 240 die Einstellung einer Platzierung, Lage und/oder Ausrichtung des Vorformlings 20 durch Verschieben des ersten und zweiten Seitenteils 68 in eine erste Richtung (z.B. in einer Richtung, die die Ausrichtung der Öffnungen 40 mit ihren jeweiligen Strahler/Empfänger-Paaren 82, 84 verbessern würde, z.B. durch Bestimmen einer Ausrichtungsbedingung auf der Grundlage der empfangenen ersten und zweiten Signale, Vergleichen der Ausrichtungsbedingung mit vorbestimmten Kriterien und Bestimmen einer ersten Richtung, in der der Vorformling 20 bewegt, gedreht oder anderweitig eingestellt werden kann); und bei Block 260, Hinzufügen eines Harzes zu der Schicht 20 aus verstärktem Material.
Ebenfalls abgebildet ist eine Form 70 zum Formen eines verstärkten Vorformlings 20, wobei der Vorformling 20 mindestens zwei Ausrichtungsöffnungen 40 darin aufweist. Die Form 70 umfasst eine erste Formhälfte 72 mit einer ersten Formfläche 74 und eine zweite Formhälfte 76 mit einer zweiten Formfläche 78, wobei die erste und die zweite Formhälfte so angeordnet oder ausgerichtet sind, dass die erste und die zweite Formfläche 74, 78 einander zugewandt sind. Die Formhälften 72, 76 sind so eingerichtet, dass sie zwischen einer offenen Position 79, in der die Formhälften 72, 76 voneinander beabstandet sind, und einer allgemein geschlossenen Position 80, in der die Formhälften 72, 76 nahe beieinander liegen und einen Hohlraum 81 zwischen der ersten und der zweiten Formfläche 74, 78 definieren, übergehen. Ein erster Strahler 82 ist in der ersten Formhälfte 72 angeordnet und so eingerichtet, dass er von dort Licht 83 in den Hohlraum 81 emittiert. Ein erster Empfänger 84 ist in der zweiten Formhälfte 76 angeordnet und so eingerichtet, dass er Licht 83 vom ersten Strahler 82 empfängt und ein erstes Signal erzeugt, das das vom ersten Strahler 82 empfangene Licht 83 anzeigt. Ein zweiter Strahler 82 ist in einer der ersten und zweiten Formhälften 72, 76 angeordnet und so eingerichtet, dass er Licht 83 von dort in den Hohlraum 81 emittiert. Ein zweiter Empfänger 84 ist in der anderen der ersten und zweiten Formhälften 72, 76 angeordnet und so eingerichtet, dass er Licht 83 von dem zweiten Sender 82 empfängt und ein zweites Signal erzeugt, das das von dem zweiten Sender 83 empfangene Licht 83 anzeigt. Die Form 70 kann ferner eine Steuerung 85 enthalten, die operativ mit dem ersten und zweiten Strahler 82 und dem ersten und zweiten Empfänger 84 verbunden ist, wobei die Steuerung 85 so eingerichtet ist, dass sie den ersten und zweiten Strahler 82 veranlasst, Licht 83 auszusenden und das erste und zweite Signal von dem ersten und zweiten Empfänger 84 zu empfangen.
Die beiden Formhälften 72, 76 können einen Formkörper 86 definieren, wobei die Form 70 weiterhin erste und zweite bewegliche Teile 89_L , 89_R enthält, die jeweils eine jeweilige Kupplung 90, die zur Verbindung mit einem jeweiligen Seitenabschnitt 68 des verstärkten Vorformlings 20 eingerichtet ist, und einen jeweiligen Aktuator 92 aufweisen, der eingerichtet ist, um die jeweilige Kupplung 90 zwischen einer jeweiligen ersten Position 94, in der die jeweilige Kupplung 90 in einem jeweiligen ersten Abstand 95 von einem Zentrum 86_c des Formkörpers 86 angeordnet ist, und einer jeweiligen zweiten Position 96 zubewegen, in der die jeweilige Kupplung 90 in einem jeweiligen zweiten Abstand 97 von dem Zentrum 86_c des Formkörpers 89 angeordnet ist, der größer als der erste Abstand 95 ist. Bei dieser Anordnung kann sich die erste Position 94 der jeweiligen Kupplung 90 in der ersten Formhälfte 72, in der zweiten Formhälfte 76 oder außerhalb des Formkörpers 86 befinden. Das erste und das zweite bewegliche Glied 89_L , 89_R können so eingerichtet werden, dass, wenn der verstärkte Vorformling 20 zwischen der ersten und der zweiten Formhälfte 72, 76 platziert wird und jede Kupplung 90 mit ihrem jeweiligen Seitenteil 68 verbunden ist und die Aktuatoren 92 ihre jeweiligen Kupplungen 90 aus ihrer jeweiligen ersten Position 94 in ihre jeweilige zweite Position 96 bewegen, das erste und das zweite bewegliche Glied 89_L , 89_R wirksam sind, um den verstärkten Vorformling 20 zu strecken. Die Form 70 kann ferner eine Steuerung 85 enthalten, das operativ mit dem ersten und zweiten Sender 82, dem ersten und zweiten Empfänger 84 und dem ersten und zweiten beweglichen Glied 89_L , 89_R verbunden ist, wobei die Steuerung 85 so eingerichtet ist, dass es die oben beschriebene Abfolge von Prozessschritten 100 ausführt.
17 zeigt ein weiteres Verfahren 300 zum Formen eines verstärkten Vorformlings 20 in einer Form 70. Der Vorformling 20 hat eine erste und eine zweite Ausrichtungsöffnung 40, und die Form 70 hat eine erste und eine zweite Formhälfte 72, 76, die jeweils eine erste und eine zweite Formfläche 74, 78 aufweisen. Die erste und zweite Formhälfte 72, 76 sind so angeordnet, dass die erste und zweite Formfläche 74, 78 einander zugewandt sind. Die Form 70 umfasst ferner: (i) einen ersten Strahler 82, der in der ersten Formhälfte 72 angeordnet und so eingerichtet ist, dass er Licht 83 davon emittiert; (ii) einen ersten Empfänger 84, der in der zweiten Formhälfte 76 angeordnet und so eingerichtet ist, dass er Licht 83 von dem ersten Strahler 82 empfängt und ein erstes Signal erzeugt, das das von dem ersten Strahler 82 empfangene Licht 83 anzeigt; (iii) einen zweiten Strahler 82,der in einer der ersten und zweiten Formhälften 72, 76 angeordnet und so eingerichtet ist, dass er Licht 83 davonemittiert ; und (iv) einen zweiten Empfänger 84, der in der anderen der ersten und zweiten Formhälften 72, 76 angeordnet und so eingerichtet ist, dass er Licht 83 von dem zweiten Strahler 84 empfängt und ein zweites Signal erzeugt, das das von dem zweiten Strahler 84 empfangene Licht 83 anzeigt.
Als optionaler Schritt können in Block 310 gegenüberliegende erste und zweite Seitenteile 68 des Vorformlings 20 gegriffen werden (z.B. durch die beweglichen Glieder 89_L , 89_R oder andere oben beschriebene Ansätze). Am Block 320 wird der Vorformling 20 zwischen der ersten und zweiten Formhälfte 72, 76 positioniert, wobei die erste Ausrichtungsöffnung 40 zwischen dem ersten Sender 82 und dem ersten Empfänger 84 und die zweite Ausrichtungsöffnung 40 zwischen dem zweiten Sender 82 und dem zweiten Empfänger 84 angeordnet ist. (Diese Art der Ausrichtung wird in 11-12 veranschaulicht, wo das von jedem Sender 82 emittierte Licht 83 durch eine entsprechende Ausrichtungsapertur 40 und auf einen entsprechenden Empfänger 84 läuft). Im Block 330 werden einer oder beide der ersten und zweiten Seitenteile 68 von einer Mitte 21 der Vorform 20 nach außen bewegt, um den Vorformling 20 zu strecken. Dies kann z.B. durch Greifen der gegenüberliegenden Seitenteile 68 (wie im optionalen Block 310) erreicht werden, z.B. durch Verwendung von beweglichen Elementen 89_L , 89_R , deren Kupplungen 90 an den Seitenteilen 68 des Vorformlings 20 befestigt sind, und dann durch Verwendung der Stellglieder 92, um ihre jeweiligen Kupplungen 90 von ihren ersten Positionen 94 in ihre zweiten Positionen 96 zu bewegen. Im Block 340 werden der erste und zweite Sender 82 veranlasst, Licht 83 auszusenden, und im Block 350 werden das erste und zweite Signal vom ersten und zweiten Empfänger 84 empfangen. Im Block 360 wird auf der Grundlage des ersten und zweiten Signals eine Ausrichtungsbedingung bestimmt. In Block 370 wird bestimmt, ob die Ausrichtungsbedingung bestimmte vorbestimmte Kriterien erfüllt. Wenn die Ausrichtungsbedingung die vorgegebenen Kriterien erfüllt, dann kann in Block 380 die Form 70 wie oben beschrieben „geschlossen“ werden. Erfüllt die Ausrichtungsbedingung jedoch nicht die vorgegebenen Kriterien, dann wird in Block 390 eine Fehlerzustandswarnung gesendet und/oder die Position des ersten und zweiten Seitenteils 68 in einer ersten Richtung eingestellt, dass die Platzierung, Position und/oder Ausrichtung des Vorformlings 20 angepasst wird. Bei Block 400 kann eine von mehreren Optionen auftreten, wie z.B. die Bestimmung einer neuen Ausrichtungsbedingung und deren Vergleich mit den vorbestimmten Kriterien, das erneute Bewegen des Vorformlings 20 und/oder der beweglichen Teile 89_L , 89_R , die Umleitung zurück zu einem vorherigen Block, die Veranlassung, dass die Strahler 82 aufhören, Licht 83 auszusenden, das Anhalten, um einen Eingriff oder eine Aktion eines menschlichen Formbedieners abzuwarten, usw.
Der verstärkte Vorformling 20, die Form 70 und das Verfahren 200, 300 bieten verschiedene Vorteile gegenüber früheren Ansätzen. Zum Beispiel ermöglicht die Verwendung von Haltegurten 50 die einfache Manipulation der Vorformlinge 20 sowohl durch menschliche Bediener als auch durch Roboter-Handhabungsgeräte. Die Haltegurte 50 und die Schlaufen 56, Knoten 58 und greifbare Glieder 60 an den zweiten Enden 54 der Haltegurte 50 sowie die Haltegurte 50, die am Umfang der Schicht 22 sowohl an den ersten Verbindungspunkten 32, 34, 36, 38 als auch an den zweiten Verbindungspunkten 35, 39 befestigt sind, ermöglichen das Greifen der Vorformlinge 20 auf den gegenüberliegenden Seiten 24, 26 durch bewegliche Glieder 89_L , 89_R , so dass die Platten 22 angemessen gedehnt werden können, was dazu beiträgt, Falten, Knicke und andere Unstimmigkeiten zu beseitigen. Die Verwendung von Ausrichtöffnungen 40 in den Vorformlingen 20 und Sender/Empfänger-Paaren 82, 84 in den Formhälften 72, 76, die an entsprechenden Stellen angeordnet sind, hilft festzustellen, ob die Vorformlinge 20 richtig ausgerichtet sind, wenn sie zwischen den Formhälften 72, 76 positioniert sind, und ermöglicht es, eventuelle Fehlausrichtungen zu erkennen und zu korrigieren.
Die obige Beschreibung soll illustrativ und nicht einschränkend sein. Es wurden zwar verschiedene spezifische Ausführungsformen vorgestellt, aber diejenigen, die sich auf diesem Gebiet auskennen, werden erkennen, dass die Offenbarung mit verschiedenen Modifikationen innerhalb des Geistes und des Umfangs der Ansprüche praktiziert werden kann. Zum Beispiel können die oben beschriebenen Ausführungsformen (und/oder Aspekte davon) in Kombination miteinander verwendet werden. Obwohl die hier beschriebenen Dimensionen und Arten von Materialien illustrativ sein sollen, sind sie keineswegs einschränkend und stellen beispielhafte Ausführungsformen dar. Darüber hinaus werden in den folgenden Ansprüchen die Begriffe „erste“, „zweite“, „oben“, „unten“ usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und sollen keine numerischen oder positionellen Anforderungen an ihre Objekte stellen. Zusätzlich sollte die Formulierung „mindestens eines von A und B“ so verstanden werden, dass sie „nur A, nur B oder sowohl A als auch B“ bedeutet. Und wenn hier breit beschreibende Adverbien wie „wesentlich“ und „allgemein“ verwendet werden, um ein Adjektiv zu modifizieren, bedeuten diese Adverbien „größtenteils“, „in erheblichem Maße“ und/oder „in hohem Maße“ und bedeuten nicht notwendigerweise „perfekt“, „vollständig“, „streng“ oder „vollständig“. Zusätzlich kann das Wort „nahe“ hier verwendet werden, um die Lage eines Objekts oder eines Teils davon in Bezug auf ein anderes Objekt oder einen anderen Teil davon zu beschreiben und/oder um die Positionsbeziehung zweier Objekte oder ihrer jeweiligen Teile in Bezug zueinander zu beschreiben, und kann „nahe“, „benachbart“, „nahe“, „in der Nähe“, „bei“ oder ähnliches bedeuten.
Die Flussdiagramme und Blockdiagramme in den Figuren veranschaulichen die Architektur, die Funktionalität und/oder den Betrieb möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten entsprechend den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Während die hier beschriebenen Verfahren anhand bestimmter Schrittfolgen veranschaulicht werden, kann die Reihenfolge dieser Schritte geändert werden. In dieser Hinsicht kann jeder Block im Flussdiagramm oder in den Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Teil des Codes darstellen, der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zur Implementierung der angegebenen logischen Funktion(en) enthält. Diese Computerprogrammbefehle können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert werden, das eine Steuerung oder ein anderes programmierbares Datenverarbeitungsgerät anweisen kann, in einer bestimmten Weise zu funktionieren, so dass die in dem computerlesbaren Medium gespeicherten Befehle einen Fertigungsgegenstand erzeugen, der Anweisungen zur Implementierung der in den Flussdiagrammen und Blockdiagrammen spezifizierten Funktionen und/oder Aktionen enthält.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, einschließlich des besten Modus, um es den Fachleuten zu ermöglichen, Vorrichtungen, Systeme und Zusammensetzungen von Materie herzustellen und zu verwenden und Verfahren gemäß dieser Offenbarung durchzuführen. Es sind die folgenden Ansprüche, einschließlich Äquivalente, die den Umfang der vorliegenden Offenbarung definieren.

Claims

Eine Form zum Formen eines verstärkten Vorformlings, umfassend: eine erste Formhälfte mit einer ersten Formfläche; eine zweite Formhälfte mit einer zweiten Formfläche; wobei die erste und die zweite Formhälfte so angeordnet sind, dass die erste und die zweite Formfläche einander zugewandt sind, wobei die Formhälften so eingerichtet sind, dass sie zwischen einer offenen Position, in der die Formhälften voneinander beabstandet sind, und einer allgemein geschlossenen Position, in der die Formhälften nahe beieinander sind und einen Formkörper mit einem Hohlraum zwischen der ersten und der zweiten Formfläche definieren, überzugehen; und ein erstes und ein zweites bewegliches Element, die jeweils eine jeweilige Kupplung, die zur Verbindung mit einem jeweiligen Abschnitt des verstärkten Vorformlings eingerichtet ist, und ein jeweiliges Betätigungselement aufweisen, das zum Bewegen der jeweiligen Kupplung zwischen einer jeweiligen ersten Position, in der die jeweilige Kupplung in einem jeweiligen ersten Abstand von einer Mitte des Formkörpers angeordnet ist, und einer jeweiligen zweiten Position eingerichtet ist, in der die jeweilige Kupplung in einem jeweiligen zweiten Abstand von der Mitte des Formkörpers angeordnet ist, der größer als der erste Abstand ist, wobei sich die erste Position jeder jeweiligen Kupplung in der ersten Formhälfte, in der zweiten Formhälfte oder außerhalb des Formkörpers befindet.
Die Form nach Anspruch 1, wobei die erste Formfläche im allgemeinen aus der ersten Formhälfte nach außen vorsteht und die zweite Formfläche im allgemeinen in die zweite Formhälfte zurücktritt.
Die Form nach Anspruch 2, wobei der verstärkte Vorformling zur Anordnung über der ersten Formfläche eingerichtet ist und die Kupplungen zur Verbindung mit den jeweiligen Abschnitten des verstärkten Vorformlings eingerichtet sind.
Die Form nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen ersten Strahler, der in der ersten Formhälfte angeordnet und so eingerichtet ist, dass er von dort Licht in den Hohlraum emittiert; einen ersten Empfänger, der in der zweiten Formhälfte angeordnet und so eingerichtet ist, dass er Licht vom ersten Strahler empfängt und ein erstes Signal erzeugt, das das vom ersten Strahler empfangene Licht anzeigt; einem zweiten Strahler, der in einer der ersten und zweiten Formhälften angeordnet und so eingerichtet ist, dass er von dort Licht in den Hohlraum emittiert; und einen zweiten Empfänger, der in der anderen der ersten und zweiten Formhälfte angeordnet und so eingerichtet ist, dass er Licht vom zweiten Strahler empfängt und ein zweites Signal erzeugt, das das vom zweiten Strahler empfangene Licht anzeigt.
Die Form nach Anspruch 4, ferner umfassend: eine Steuerung, die operativ mit dem ersten und zweiten Sender, dem ersten und zweiten Empfänger und dem ersten und zweiten beweglichen Element verbunden ist, wobei die Steuerung so eingerichtet ist, um zu: Bewirken, dass jeder jeweilige Aktuator seine jeweilige Kupplung von seiner jeweiligen ersten Position in seine jeweilige zweite Position bewegt, Bewirken, dass der erste und zweite Strahler Licht ausstrahlen, Empfangen des ersten und zweiten Signals vom ersten und zweiten Empfänger, Bestimmen einer Ausrichtungsbedingung auf der Grundlage des ersten und zweiten Signals zu, Bestimmen, ob die Ausrichtungsbedingung vorgegebene Kriterien erfüllt, wenn die Ausrichtbedingung die vorgegebenen Kriterien erfüllt, dann Übergehen der Werkzeughälften von der offenen Position in die allgemein geschlossene Position, und wenn die Ausrichtungsbedingung die vorgegebenen Kriterien nicht erfüllt, dann Senden eine Fehlerzustandswarnung und/oder veranlassen mindestens eines der Aktuatoren, seine jeweilige Kupplung aus seiner jeweiligen ersten Position in eine jeweilige eingestellte Position zu bewegen, die sich von der zweiten Position aufgrund der Ausrichtungsbedingung unterscheidet.
Ein Verfahren zum Formen eines verstärkten Vorformlings in einer Form, wobei der Vorformling eine Schicht aus verstärktem Material enthält und gegenüberliegende erste und zweite Seitenabschnitte aufweist und wobei die Form erste und zweite Formhälften aufweist, die jeweils erste und zweite Formflächen darstellen, wobei die ersten und zweiten Formhälften einen Formkörper definieren und so angeordnet sind, dass die ersten und zweiten Formflächen einander zugewandt sind, umfassend: Positionieren des Vorformlings zwischen der ersten und zweiten Werkzeughälfte; und Bewegen mindestens eines der ersten und zweiten Seitenteile von einer Mitte des Formkörpers weg, um die Schicht aus verstärktem Material zu strecken.
Das Verfahren zum Formen nach Anspruch 6, ferner umfassend: Anpassen einer Platzierung des Vorformlings durch Verschieben des ersten und zweiten Seitenteils in eine erste Richtung.
Das Verfahren zum Formen nach Anspruch 6, ferner umfassend: Hinzufügen eines Harzes zu der Schicht aus verstärktem Material.
Das Verfahren zum Formen nach Anspruch 6, ferner umfassend: Überführen der ersten und zweiten Formhälfte von einer offenen Position, in der die Formhälften voneinander beabstandet sind, in eine allgemein geschlossene Position, in der die Formhälften nahe beieinander liegen, wodurch ein geformter Vorformling gebildet wird.
Das Verfahren zum Formen nach Anspruch 9, ferner umfassend: das Überführen der ersten und zweiten Werkzeughälfte von der allgemein geschlossenen in die offene Position; und Platzieren eines weiteren verstärkten Vorformlings zwischen der ersten und der zweiten Formhälfte in Registrierung mit dem geformten Vorformling.