DE102022116075A1

DE102022116075A1 - Kompaktiereinheit zum Kompaktieren von übereinander angeordneten und zumindest abschnittsweise erwärmten Faserverbundschichten, Ablegeeinheit, Herstellungssystem und Verfahren

Info

Publication number: DE102022116075A1
Application number: DE102022116075.0A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Moll
Original assignee: Conbility GmbH
Current assignee: Conbility GmbH
Priority date: 2022-06-28
Filing date: 2022-06-28
Publication date: 2023-12-28
Also published as: WO2024002418A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kompaktiereinheit (100, 200) zum Kompaktieren von übereinander angeordneten und zumindest abschnittsweise erwärmten Faserverbundschichten (16, 16`), insbesondere von Faserverbundtapes, umfassend einen Rollkörper (106, 206) mit einer Umfangsfläche (108, 208) und mindestens einer Ansaugöffnung (130, 132, 230), wobei die Ansaugöffnung (130, 132, 230) angeordnet und ausgebildet ist, dass ein Unterdruck an der Umfangsfläche (108, 208) bewirkbar ist, sodass im bestimmungsgemäßen Betrieb eine an der Umfangsfläche (108, 208) anliegende Faserverbundschicht ansaugbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kompaktiereinheit zum Kompaktieren von übereinander angeordneten und zumindest abschnittsweise erwärmten Faserverbundschichten, insbesondere von Faserverbundtapes, eine Ablegeeinheit zum Ablegen von Faserverbundschichten zur Herstellung von Faserverbundbauteilen, ein Herstellungssystem zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Faserverbundschichten und ein Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Faserverbundschichten.
Kompaktiereinheiten zum Kompaktieren von übereinander angeordneten und zumindest abschnittsweise erwärmten Faserverbundschichten sind grundsätzlich bekannt. Faserverbundbauteile, die aus faserverstärkten Kunststoffen hergestellt werden, können durch Ablegen eines Halbzeuges, beispielsweise eines thermoplastischen Tapes, Dry-Fiber-Rovings oder duroplastischen Prepregs erzeugt werden. Hierfür werden üblicherweise Halbzeugschichten übereinander angeordnet. Die Halbzeugschichten werden zunächst erwärmt, abgelegt und anschließend mit einer Rolle zusammengedrückt, sodass eine in-situ-Konsolidierung erfolgt. Die Halbzeugschichten werden in der Regel mehrlagig übereinander angeordnet und jeweils erwärmt und kompaktiert. Dadurch entsteht ein schichtweise aufgebautes faserverstärktes Bauteil.
Ein derartiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung sind beispielsweise in der EP 2 337 670 A1 beschrieben. Hier werden zwei Werkstücke miteinander fixiert und erwärmt, sodass im Anschluss mittels eines Andruckkissens eine Konsolidierung erfolgen kann. Insbesondere wird ein Verfahren beschrieben, mit dem eine Temperatur des Andruckkissens einen kritischen Wert nicht überschreitet.
Die EP 2 454 081 A1 beschreibt eine Andruckrolle zum Kompaktieren von Faserverbundschichten, wobei eine Kühlung der Andruckrolle beschrieben wird. Hierfür erstrecken sich von einem inneren Durchgang hin zu einer äußeren Beschichtung Durchgangsöffnungen, um die äußere Beschichtung, die als geschlossene Fläche ausgebildet ist, zu kühlen.
Ein Nachteil bei der Verwendung dieser Andruckrollen beziehungsweise solcher Andruckkissen besteht darin, dass die hergestellten Bauteile an ihren Randbereichen regelmäßig eine minderwertige Qualität aufweisen. Dies betrifft insbesondere die Randbereiche, die durch Enden der Faserverbundschichten ausgebildet werden. Diese Randbereiche führen häufig dazu, dass die hergestellten Bauteile Ausschuss darstellen.
Im Stand der Technik wird regelmäßig versucht, diesen Qualitätsnachteilen mit einer erhöhten Wärmeleistung, beispielsweise einer erhöhten Laserleistung, entgegenzutreten, wobei jedoch die abzulegende Faserverbundschicht häufig verbrannt wird. Ein weiterer Nachteil dieser Lösungen besteht darin, dass eine Faserverbundschicht lediglich in einer Richtung auf dem Ablegetisch ablegbar ist. Infolgedessen ist die Produktivität dieser Lösungen eingeschränkt.
Es ist eine Anforderung aus der Industrie, qualitativ hochwertige Faserverbundbauteile herzustellen, die auch in Randbereichen eine hohe Materialqualität aufweisen. Darüber hinaus ist es auf Grund der stetig steigenden Nachfrage nach Faserverbundbauteilen eine weitere Anforderung aus der Industrie, Faserverbundbauteile mit einer hohen Produktivität herzustellen und die in der Regel kostenintensiven Herstellungssysteme auszulasten.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Kompaktiereinheit zum Kompaktieren von übereinander angeordneten und zumindest abschnittsweise erwärmten Faserverbundschichten, insbesondere von Faserverbundtapes, eine Ablegeeinheit zum Ablegen von Faserverbundschichten zur Herstellung von Faserverbundbauteilen, ein Herstellungssystem zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Faserverbundschichten und ein Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Faserverbundschichten bereitzustellen, die einen oder mehrere der genannten Nachteile vermindern oder beseitigen.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, die eine Herstellung eines Faserverbundbauteils mit einer homogenen Materialqualität, insbesondere in Randbereichen, ermöglicht. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, die eine Herstellung von Faserverbundbauteilen mit einer hohen Produktivität ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Kompaktiereinheit und einem Verfahren nach den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Aspekte sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben. Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Kompaktiereinheit zum Kompaktieren von übereinander angeordneten und zumindest abschnittsweise erwärmten Faserverbundschichten, insbesondere von Faserverbundtapes, umfassend einen Rollkörper mit einer Umfangsfläche und mindestens einer Ansaugöffnung, wobei die Ansaugöffnung angeordnet und ausgebildet ist, dass ein Unterdruck an der Umfangsfläche bewirkbar ist, sodass im bestimmungsgemäßen Betrieb eine an der Umfangsfläche anliegende Faserverbundschicht ansaugbar ist.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine unzureichende Materialqualität in Randbereichen von Faserverbundbauteilen unter anderem dadurch entstehen kann, dass beim Durchtrennen der Faserverbundschicht diese nach unten klappt. Durch das Herunterklappen des freien Endes der Faserverbundschicht wird dieses nicht wie vorgesehen erwärmt und abgelegt, da Richtungsänderungen im Verlegeweg auftreten können aufgrund der fehlendenden Führung des freien Endes. Darüber hinaus wird dieses freie Ende nicht wie vorgesehen von einer Belichtungseinheit erwärmt, da die Geschwindigkeit des Herunterklappens nicht im Voraus bestimmbar ist.
Der Erfindung liegt ferner die Erkenntnis zugrunde, dass eine hohe Materialqualität in Randbereichen von Faserverbundbauteilen dadurch herstellbar ist, indem das freie Ende einer durchtrennten Faserverbundschicht von der Rolle bis zur endgültigen Ablage geführt ist, wobei dies durch ein Ansaugen der Faserverbundschicht an die Kompaktiereinheit ermöglicht wird. Ferner wurde herausgefunden, dass dadurch eine Schneideinheit zum Durchtrennen der Faserverbundschicht unmittelbar über der Kompaktiereinheit anordenbar ist, da das dadurch entstehende lange freie Ende nicht qualitätsmindernd wirkt. Durch eine derartige Anordnung der Schneideeinheit wird wiederum eine zweiseitige Nutzung der Kompaktiereinheit ermöglicht, sodass die Produktivität der Herstellung des Faserverbundbauteils verbessert ist.
Die Kompaktiereinheit ist zum Kompaktieren von übereinander angeordneten und zumindest abschnittsweise erwärmten Faserverbundschichten, insbesondere von Faserverbundtapes, ausgebildet. Die Faserverbundschichten sind insbesondere übereinander abgelegt und dadurch übereinander angeordnet. Der Begriff übereinander ist nicht einschränkend in Bezug auf die Raumrichtung zu verstehen, sodass die Faserverbundschichten beispielsweise auch in horizontaler Richtung übereinander angeordnet werden können. Die Faserverbundschichten können beispielsweise faserverstärkte thermoplastische Tapes, Dry-Fiber-Rovings oder duroplastische Prepregs oder Kunststoff-Tapes ohne Faserverstärkung sein.
Die Kompaktiereinheit weist den Rollkörper mit der Umfangsfläche und der mindestens einen Ansaugöffnung auf. Der Rollkörper ist vorzugsweise walzenförmig oder zylinderförmig ausgebildet. Insbesondere kann der Rollkörper einen ringförmigen Querschnitt aufweisen. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass der Rollkörper ein erstes Rollkörperelement und ein zweites Rollkörperelement aufweist. Das erste Rollkörperelement und das zweite Rollkörperelement weisen vorzugsweise jeweils einen ringförmigen Querschnitt auf und sind zylinderförmig ausgebildet.
Es ist insbesondere bevorzugt, dass das erste Rollkörperelement mit einer ersten Außenumfangsfläche an einer zweiten inneren Umfangsfläche des zweiten Rollkörperelements angeordnet ist. Das erste Rollkörperelement kann beispielsweise aus einem im Wesentlichen starren Material bestehen oder dieses umfassen, beispielsweise Aluminium. Das zweite Rollkörperelement kann als Ummantelung des ersten Rollkörperelements wirken und beispielsweise aus einem Silikonmaterial bestehen oder dieses umfassen. Die Umfangsfläche kann eine Mantelfläche des Rollkörpers, insbesondere des zweiten Rollkörperelements, sein.
Ferner umfasst der Rollkörper die mindestens eine Ansaugöffnung. Insbesondere mündet die Ansaugöffnung an der Umfangsfläche, sodass der Unterdruck an der Umfangsfläche bewirkbar ist. Dass die Ansaugfläche angeordnet und ausgebildet ist, dass der Unterdruck an der Umfangsfläche bewirkbar ist, führt insbesondere dazu, dass eine an der Umfangsfläche angeordnete Faserverbundschicht an den Rollkörper angesaugt wird.
Die Ansaugöffnung weist vorzugsweise einen runden Querschnitt auf. Alternativ kann die Ansaugöffnung auch ovale, schlitzartige oder sonstige Querschnitte aufweisen. Im bestimmungsgemäßen Betrieb ist eine an der Umfangsfläche anliegende Faserverbundschicht an die Umfangsfläche des Rollenkörpers ansaugbar. Dies kann insbesondere dadurch ermöglicht werden, dass die Ansaugöffnung mit einer Vakuumeinheit oder einer Evakuierungseinheit gekoppelt ist.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Kompaktiereinheit zeichnet sich dadurch aus, dass diese mindestens einen mit der Ansaugöffnung fluidisch koppelbaren oder gekoppelten Evakuierungskanal umfasst, der angeordnet und ausgebildet ist, um mit einer einen Unterdruck und/oder ein Vakuum erzeugenden Evakuierungseinheit gekoppelt zu werden.
Mittels des Evakuierungskanals kann beispielsweise ein Fluid, insbesondere Luft, aus der Ansaugöffnung gesaugt werden, sodass der Unterdruck an der Umfangsfläche bewirkt wird. Sobald ein entsprechender Unterdruck oder ein Vakuum eingestellt ist, kann dieser Zustand mit der Evakuierungseinheit gehalten werden.
Die Ansaugöffnung kann ständig mit dem Evakuierungskanal gekoppelt sein. Alternativ kann die Ansaugöffnung in Abhängigkeit einer Drehstellung des Rollkörpers mit dem Evakuierungskanal gekoppelt sein oder nicht gekoppelt sein, sodass dieser koppelbar mit der Ansaugöffnung ist. Somit kann beispielsweise ein Fluid, insbesondere Luft, aus der Ansaugöffnung lediglich dann gesaugt werden, wenn an der Ansaugöffnung eine Faserverbundschicht angeordnet ist. Falls an der Ansaugöffnung keine Faserverbundschicht angeordnet ist und dennoch Fluid gesaugt wird, ist ein Unterdruck lediglich schwierig zu erzeugen und insbesondere ist die Effizienz eines solchen Verfahrens vermindert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Kompaktiereinheit ist vorgesehen, dass die Umfangsfläche in einer Umfangsrichtung einen ersten Umfangsabschnitt und einen zweiten Umfangsabschnitt aufweist, die Kompaktiereinheit umfassend zwei oder mehr Ansaugöffnungen und zwei oder mehr Evakuierungskanäle, die derart angeordnet und ausgebildet sind, dass eine Faserverbundschicht ausschließlich an den ersten Umfangsabschnitt ansaugbar ist.
Mit einer derart ausgebildeten Kompaktiereinheit können mit einer besonders hohen Effizienz Faserverbundschichten kompaktiert werden, da an dem zweiten Umfangsabschnitt nicht unnötigerweise Luft angesaugt wird, sondern lediglich an dem ersten Umfangsabschnitt, an dem im bestimmungsgemäßen Betrieb die Faserverbundschicht angeordnet ist. Der erste Umfangsabschnitt und/oder der zweite Umfangsabschnitt können sich beispielsweise über jeweils 180° entlang der Umfangsfläche erstrecken. Alternativ kann sich der erste Umfangsabschnitt auch zwischen 150° und 210° entlang der Umfangsfläche erstrecken.
Eine bevorzugte Fortbildung der Kompaktiereinheit zeichnet sich dadurch aus, dass diese einen innerhalb des Rollkörpers angeordneten Rollenkern umfasst, an dem der Rollkörper rotatorisch gelagert angeordnet ist, wobei der Rollenkern den Evakuierungskanal aufweist und sich die Ansaugöffnung derart durch den Rollkörper erstreckt, dass diese in Abhängigkeit einer Drehstellung zwischen dem Rollkörper und dem Rollenkern in dem Evakuierungskanal mündet.
Der Rollenkern steht im bestimmungsgemäßen Betrieb in der Regel still, insbesondere rotiert dieser nicht. Der Rollenkern kann beispielsweise als Koppeleinheit zu einer Handhabungseinheit für die Kompaktiereinheit wirken. Der Rollkörper ist auf dem Rollenkern rotatorisch gelagert, sodass insbesondere ein mit der Kompaktiereinheit in Verbindung stehender Ablegetisch, der sich hin und her bewegt, den Rollkörper rotatorisch bewegt, jedoch der Rollenkern still stehen bleibt. Alternativ oder ergänzend steht der Ablegetisch still und/oder wird die Kompaktiereinheit translatorisch bewegt. Dadurch wird eine Relativbewegung zwischen der Ansaugöffnung und dem Evakuierungskanal bewirkt. Bei jeder Umdrehung wird die Ansaugöffnung somit einmal über den Evakuierungskanal des Rollenkerns geführt. Die Ansaugöffnung mündet in zumindest einer Drehstellung des Rollkörpers relativ zu dem Rollenkern in dem Evakuierungskanal.
Ein Unterdruck wird von der Ansaugöffnung an der Umfangsfläche im Wesentlichen lediglich dann bewirkt, wenn die Ansaugöffnung in dem Evakuierungskanal mündet. Somit kann anhand der Position des Evakuierungskanals oder mehrerer Evakuierungskanäle am Rollenkern definiert werden, an welchem Umfangsabschnitt der Umfangsfläche des Rollkörpers ein Unterdruck erzeugt werden soll und an welchem nicht. Dies kann einerseits zur verbesserten Führung der Faserverbundschicht zum Ablegen und Kompaktieren genutzt werden und andererseits zu einer höheren Effizienz führen.
Der Rollkörper kann beispielsweise mittels eines Gleitlagers oder eines Wälzlagers an dem Rollenkern gelagert sein.
In einer weiteren bevorzugten Fortbildung der Kompaktiereinheit ist vorgesehen, dass sich der Evakuierungskanal von der Ansaugöffnung zu einer Entsorgungsöffnung erstreckt, wobei die Entsorgungsöffnung an einem Umfangsabschnitt des Rollenkerns angeordnet ist.
Es ist bevorzugt, dass sich der Rollenkern seitlich von dem Rollkörper herauserstreckt, sodass an einem herausstehenden Abschnitt des Rollenkerns ein freier Umfangsabschnitt ausgebildet wird, an dem vorzugsweise die Ansaugöffnung vorgesehen ist. Somit kann die Ansaugöffnung an dem freien Umfangsabschnitt beispielsweise mit einer Evakuierungseinheit gekoppelt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Kompaktiereinheit ist vorgesehen, dass der Evakuierungskanal einen dem Rollkörper zugewandten nutenförmigen Abschnitt und einen an den nutenförmigen Abschnitt angrenzenden geschlossenen Abschnitt aufweist, wobei der geschlossene Abschnitt mit der Entsorgungsöffnung fluidisch gekoppelt ist. Die Ansaugöffnung ist vorzugsweise mit dem nutenförmigen Abschnitt fluidisch koppelbar.
Dass der nutenförmige Abschnitt dem Rollkörper zugewandt ist, bedeutet insbesondere, dass die offene Seite des nutenförmigen Abschnitts dem Rollkörper zugewandt ist. Somit kann gewährleistet werden, dass, wenn die Ansaugöffnung den Evakuierungskanal passiert, eine sichere Absaugung in den Evakuierungskanal aus der Ansaugöffnung ermöglicht wird. Der an den nutenförmigen Abschnitt angrenzende geschlossene Abschnitt erstreckt sich vorzugsweise bis zu der Entsorgungsöffnung, sodass die abgesaugte Luft im Wesentlichen verlustfrei zu der Entsorgungsöffnung geführt werden kann, an der die Luft absaugbar ist. Der Evakuierungskanal mündet insbesondere in der Entsorgungsöffnung.
Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Kompaktiereinheit zeichnet sich dadurch aus, dass diese eine Ansaugeinheit mit einem Ansaugkanal umfasst, die an einer Stirnseite des Rollkörpers drehbar angeordnet ist, wobei sich der Evakuierungskanal von der Ansaugöffnung zu der Stirnseite des Rollkörpers erstreckt, wobei der Ansaugkanal mit dem Evakuierungskanal fluidisch in Abhängigkeit der Drehstellung zwischen dem Rollkörper und der Ansaugeinheit koppelbar ist, sodass die Faserverbundschicht an einen ersten Umfangsabschnitt des Rollkörpers angesogen wird.
Die Ansaugeinheit ist vorzugsweise mit einem bzw. dem rotatorisch stillstehenden Rollenkern drehfest verbunden. Der Evakuierungskanal erstreckt sich insbesondere durch den Rollkörper, beispielsweise durch eine Rollkörperwandung. Der Evakuierungskanal weist vorzugsweise eine Durchtrittsrichtung auf, die im Wesentlichen parallel zu einer Rotationsachse des Rollkörpers ausgerichtet ist.
Es ist bevorzugt, dass die Ansaugeinheit an der Stirnseite des Rollkörpers fluiddicht angeordnet ist. Dies kann mit einer entsprechend ausgebildeten Dichtung erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Kompaktiereinheit ist vorgesehen, dass sich der Ansaugkanal teilkreisringförmig erstreckt und zwei oder mehr Evakuierungskanäle in dem Ansaugkanal münden. Es ist insbesondere bevorzugt, dass sich der Ansaugkanal parallel zu dem ersten Umfangsabschnitt erstreckt. Durch zwei oder mehr Evakuierungskanäle mit entsprechenden Ansaugöffnungen kann eine sichere Führung der Faserverbundschicht, beispielsweise über einen 90° oder einen 180° Abschnitt der Kompaktiereinheit, ermöglicht werden. Durch den teilkreisringförmigen Ansaugkanal ist jedoch lediglich ein einzelner Ansaugkanal erforderlich, um die zwei oder mehr Evakuierungskanäle anzusteuern.
Eine weitere bevorzugte Fortbildung der Kompaktiereinheit zeichnet sich dadurch aus, dass diese eine Vielzahl von Ansaugöffnungen, die an der Umfangsfläche angeordnet sind, umfasst, wobei eine erste Ansaugöffnung und eine zweite Ansaugöffnung in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind und die erste Ansaugöffnung mit einem ersten Evakuierungskanal die zweite Ansaugöffnung mit einem zweiten Evakuierungskanal fluidisch gekoppelt ist, wobei der erste Evakuierungskanal und der zweite Evakuierungskanal in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Der erste Evakuierungskanal und der zweite Evakuierungskanal münden vorzugsweise in dem Ansaugkanal, wenn eine entsprechende Drehstellung zwischen der Ansaugeinheit und dem Rollkörper sich eingestellt hat. Mit einer derartigen Anordnung der Ansaugöffnungen und der Evakuierungskanäle kann eine sichere Ansaugung der Faserverbundschicht ermöglicht werden, wobei gezielt ein Ansaugbereich an dem Rollkörper definierbar ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Kompaktiereinheit zeichnet sich dadurch aus, dass diese einen Entlastungskanal umfasst, der angeordnet und ausgebildet ist, dass ein Überdruck in mindestens einem der Evakuierungskanäle erzeugbar ist, sodass die Faserverbundschicht an einem von dem ersten Umfangsabschnitt verschiedenen zweiten Umfangsabschnitt entfernbar ist, wobei vorzugsweise der Entlastungskanal in einem dem Ansaugkanal diametral gegenüberliegenden Abschnitt der Ansaugeinheit angeordnet ist.
Mit dem Überdruck in einem oder mehreren der Entlastungskanäle, die mit Ansaugöffnungen des zweiten Umfangsabschnittes gekoppelt sind, wird ermöglicht, dass die Faserverbundschicht an den ersten Umfangsabschnitt angesaugt und von dem zweiten Umfangsabschnitt abgeblasen wird. Mit dieser Ausführung wird gewährleistet, dass die Faserverbundschicht nach dem Andrücken im Wesentlichen nicht wieder von dem Rollkörper angehoben wird. Infolgedessen kann eine weitere Erhöhung der mit der Kompaktiereinheit erzeugten Bauteilqualität erzielt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante der Kompaktiereinheit zeichnet sich dadurch aus, dass der Rollkörper einen Absorptionsgrad im Wellenlängenbereich von Infrarot- und/oder Laserstrahlung von größer 0,5 und eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 0,2 W/ m*K, vorzugsweise mehr als 0,5 W/ m*K, aufweist. Dass der Absorptionsgrad größer 0,5 beträgt, bedeutet insbesondere, dass ein Anteil von mehr als 50 % der auf den Rollkörper auftreffenden Infrarot- und/oder Laserstrahlung absorbiert und der übrige Anteil transmittiert wird. Somit kann die von einer Belichtungseinheit, beispielsweise eine Lasereinheit, bereitgestellte und absorbierte Wärme in vorteilhafter Weise für eine Erwärmung von Faserverbundschichten verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Ablegeeinheit zum Ablegen von Faserverbundschichten zur Herstellung von Faserverbundbauteilen, umfassend eine Kompaktiereinheit nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten und eine Materialbereitstellungseinheit, mit der mindestens eine Faserverbundschicht derart bereitstellbar ist, dass diese mit der Kompaktiereinheit auf einem Ablegetisch kompaktierbar und insbesondere ablegbar ist.
Es ist bevorzugt, dass die Materialbereitstellungseinheit ein, zwei oder mehr Materialspulen mit Faserverbundschichten aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Ablegeeinheit ist vorgesehen, dass die Kompaktiereinheit und die Materialbereitstellungseinheit derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die Faserverbundschicht der Kompaktiereinheit in einer vertikalen Richtung bereitstellbar ist.
Unter einer vertikalen Richtung wird insbesondere verstanden, dass diese weniger als 30°, weniger als 20°, weniger als 15° oder weniger als 10° von einer Vertikalen abweicht. Durch die Kompaktiereinheit mit der Ansaugöffnung wird ermöglicht, dass die Faserverbundschicht über einen großen Teil der Umfangsfläche, beispielsweise in einem 180° Abschnitt, geführt werden kann. Somit kann die Faserverbundschicht von oben der Kompaktiereinheit zugeführt werden, ohne dass beim Durchtrennen der Faserverbundschicht ein zu langes freies Ende entsteht, dass die bereits genannten Qualitätsmängel verursachen kann.
Ferner ergeben sich durch diese Anordnung weitere Freiheitsgrade, beispielsweise bei der Anordnung weiterer Vorrichtungen. Darüber hinaus kann die Faserverbundschicht über eine größere Strecke belichtet werden, sodass sich der Energieverbrauch verringert und eine bessere thermische Einwirkung auf die Faserverbundschichten möglich ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Ablegeeinheit ist vorgesehen, dass diese eine Schneideeinheit zur Durchtrennung der Faserverbundschicht in einem benachbart zu der Kompaktiereinheit angeordneten Trennabschnitt umfasst, wobei der Trennabschnitt vertikal über der Kompaktiereinheit angeordnet ist.
Die Faserverbundschicht wird streifenweise abgelegt und kompaktiert, sodass eine vordefinierte Geometrie des Faserverbundbauteils erzeugbar ist. Hierfür wird die Faserverbundschicht regelmäßig durchtrennt, sodass die entsprechende Geometrie ausbildbar ist.
Eine vertikal über der Kompaktiereinheit angeordnete Schneideeinheit ist lediglich dann möglich, wenn die Faserverbundschicht geführt wird, sodass das freie Ende nicht unkontrolliert herunterklappt. Dass der Trennabschnitt vertikal über der Kompaktiereinheit angeordnet ist, bedeutet insbesondere, dass eine Position der Durchtrennung der Faserverbundschicht vertikal über der Kompaktiereinheit ist. Der Trennabschnitt kann insbesondere durch einen Durchmesser des Rollkörpers definiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Herstellungssystem zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Faserverbundschichten, umfassend eine Ablegeeinheit nach einer der im Vorherigen beschriebenen Ausführungsvarianten, einen Ablegetisch, auf dem Faserverbundschichten mit der Ablegeeinheit ablegbar und kompaktierbar sind, und eine Belichtungseinheit, insbesondere eine Lasereinheit, zur Belichtung der abzulegenden und/oder der abgelegten Faserverbundschicht.
Es kann bevorzugt sein, dass der Ablegetisch relativ zu der Kompaktiereinheit bewegbar angeordnet ist. Alternativ oder ergänzend kann die Kompaktiereinheit relativ zu dem Ablegetisch bewegbar angeordnet sein.
Es ist bevorzugt, dass das Herstellungssystem eine Evakuierungseinheit aufweist, die mit der Ansaugöffnung der Kompaktiereinheit derart fluidisch gekoppelt ist, dass ein Unterdruck an der Umfangsfläche bewirkbar ist, sodass im bestimmungsgemäßen Betrieb eine an der Umfangsfläche anliegende Faserverbundschicht ansaugbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante des Herstellungssystems ist vorgesehen, dass die Belichtungseinheit angeordnet und ausgebildet ist, eine Faserverbundschicht angrenzend an eine erste Seite der Kompaktiereinheit und angrenzend an eine der ersten Seite gegenüberliegend angeordneten zweiten Seite zu belichten, sodass Faserverbundschichten auf dem Tisch mit einer ersten Vorschubrichtung und einer der ersten Vorschubrichtung entgegengesetzt ausgerichteten zweiten Vorschubrichtung ablegbar und kompaktierbar sind. Die Belichtungseinheit kann beispielsweise hierfür zwei oder mehr Spiegel aufweisen, mit der eine entsprechende Umlenkung ermöglicht wird. Die erste Seite ist vorzugsweise horizontal von der zweiten Seite beabstandet.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Faserverbundschichten, umfassend die Schritte: Ansaugen einer Faserverbundschicht an einen Rollkörper, sodass die Faserverbundschicht an dem Rollkörper in einem Ansaugabschnitt geführt wird, Belichten der Faserverbundschicht in dem Ansaugabschnitt und Ablegen und Kompaktieren der Faserverbundschicht auf einem Ablegetisch mit dem Rollkörper.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens umfasst dieses den Schritt: Durchtrennen der Faserverbundschicht an einer Schnittstelle, wobei ein an die Schnittstelle angrenzender Endabschnitt der Faserverbundschicht bis zum Ablegen an dem Rollkörper verbleibt. Dies verhindert insbesondere ein Herunterklappen des Endabschnitts, sodass die Randbereiche des herzustellenden Faserverbundbauteils eine hohe Qualität aufweisen.
Für weitere Vorteile, Ausführungsvarianten und Ausführungsdetails der einzelnen Aspekte und ihrer möglichen Fortbildungen wird auch auf die erfolgte Beschreibung zu den weiteren Aspekten, den entsprechenden Merkmalen und Fortbildungen verwiesen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden exemplarisch anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:

1: eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Kompaktiereinheit;
2: eine schematische, zweidimensionale Schnittansicht der in 1 gezeigten Kompaktiereinheit;
3: eine schematische, zweidimensionale Schnittansicht der in 1 gezeigten Kompaktiereinheit;
4: eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform einer Kompaktiereinheit;
5: eine schematische, zweidimensionale Seitenansicht der in 4 gezeigten Kompaktiereinheit;
6: eine schematische, dreidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Rollenkerns;
7: eine schematische, zweidimensionale Schnittansicht der in 4 gezeigten Kompaktiereinheit;
8: eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Herstellungssystems zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Faserverbundschichten;
9: eine schematische, zweidimensionale Ansicht einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines Herstellungssystems zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Faserverbundschichten; und
10: eine schematische Darstellung eines Verfahrens.

In den Figuren sind gleiche oder im Wesentlichen funktionsgleiche beziehungsweise -ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
1 zeigt eine Kompaktiereinheit 100 zum Kompaktieren von übereinander angeordneten und zumindest abschnittsweise erwärmten Faserverbundschichten 16. Die Kompaktiereinheit 100 erstreckt sich von einem ersten Ende 102 zu einem zweiten Ende 104. Angrenzend an das zweite Ende 104 weist die Kompaktiereinheit 100 einen Rollkörper 106 mit einer Umfangsfläche 108 auf. Im bestimmungsgemäßen Betrieb rotiert der Rollkörper 106 in Umfangsrichtung 110.
Der Rollkörper 106 umfasst ein erstes Rollkörperelement 112, das beispielsweise ein Aluminiumzylinder sein kann, und ein zweites Rollkörperelement 114, das als Ummantelung des ersten Rollkörperelements 112 wirkt und beispielsweise ein Silikonmaterial aufweisen kann. Der Rollkörper 106 weist eine Vielzahl an Ansaugöffnungen 130, 132 auf.
Angrenzend an das erste Rollkörperelement 112 ist eine Ansaugeinheit 116 vorgesehen. Die Ansaugeinheit 116 weist im Wesentlichen den gleichen Durchmesser auf wie das erste Rollkörperelement 112. Die Ansaugeinheit 116 weist einen in 2 gezeigten Ansaugkanal 126 auf. Die Ansaugeinheit 116 ist an der dem Betrachter zugewandten Stirnseite des Rollkörpers 106 drehbar angeordnet.
Ferner umfasst die Kompaktiereinheit einen Rollenkern 120. Der Rollenkern 120 erstreckt sich vom ersten Ende 102 zu dem zweiten Ende 104. Der Rollkörper 106 ist rotatorisch auf dem Rollenkern 120 gelagert. Die Ansaugeinheit 116 ist drehfest mit dem Rollenkern 120 verbunden.
In 2 ist der innere Aufbau der Kompaktiereinheit 100 gezeigt. Die Ansaugöffnungen 130, 132 sind radial und somit quer zur Umfangsrichtung 110 angeordnet. Ferner sind die Ansaugöffnungen 130, 142 in Paaren von jeweils fünf Ansaugöffnungen 130, 132 in Umfangsrichtung 110 homogen entlang der Umfangsfläche 108 verteilt. Die Ansaugöffnungen 130, 132 erstrecken sich durch das erste Rollkörperelement 112 und das zweite Rollkörperelement 114 hindurch hin zu einem ersten Evakuierungskanal 122, der innerhalb einer Wandung des ersten Rollkörperelements 112 angeordnet ist.
Angrenzend an das zweite Ende 104 ist der erste Evakuierungskanal 122 geschlossen ausgebildet. In einer alternativen Ausführungsvariante kann sich der erste Evakuierungskanal 122 von dem ersten Ende 102 zu dem zweiten Ende 104 erstrecken, sodass ein Fluid von beiden Enden 102, 104 ausgehend evakuierbar ist. Der erste Evakuierungskanal 122 erstreckt sich hin zu einer Stirnseite 107 des Rollkörpers 106 beziehungsweise des ersten Rollkörperelements 112 und mündet dort in einen Ansaugkanal 126 der Ansaugeinheit 116. Der Ansaugkanal 126 mündet in einem Entsorgungskanal 128 des Ansaugzapfens 118. Im bestimmungsgemäßen Betrieb der Kompaktiereinheit 100 wirkt eine Evakuierungseinheit an dem Ansaugzapfen 118 und erzeugt einen Unterdruck in dem ersten Evakuierungskanal 122 und somit in den Ansaugöffnungen 130, sodass ein Unterdruck an der Umfangsfläche 108 bewirkt wird, sodass eine Faserverbundschicht an den ersten Umfangsabschnitt 136 des Rollkörpers 106 angesogen wird.
Ferner umfasst der Rollkörper 106 den zweiten Evakuierungskanal 124, in dem die Ansaugöffnungen 132 münden. Es ist gezeigt, dass der zweite Evakuierungskanal 124 in der gezeigten Drehstellung nicht in den Ansaugkanal 126 mündet. Somit wird in dieser Drehstellung an den Ansaugöffnungen 132 kein Unterdruck an der Umfangsfläche erzeugt. Wenn sich der Rollkörper 106 bestimmungsgemäß um den Kern 120 und somit um die Ansaugeinheit 116 dreht, wird der zweite Evakuierungskanal 124 und die korrespondierenden Ansaugöffnungen 132 so positioniert, dass diese zeitweise in dem Ansaugkanal 126 münden. Somit kann sichergestellt werden, dass lediglich die oben in der 2 dargestellte Seite beziehungsweise der dort dargestellte Umfangsabschnitt der Umfangsfläche 108 einen Unterdruck auf eine Faserverbundschicht 16 bewirkt.
In einem dem Ansaugkanal 126 diametral gegenüberliegenden Abschnitt der Ansaugeinheit 116 ist ein Entlastungskanal 134 angeordnet ist. Der Entlastungskanal 134 ist derart angeordnet und ausgebildet, dass ein Überdruck in mindestens einem der Evakuierungskanäle erzeugbar ist, sodass die Faserverbundschicht 16 an einem von dem ersten Umfangsabschnitt 136 verschiedenen zweiten Umfangsabschnitt 138 entfernbar, insbesondere abblasbar, ist. Mit dem Entlastungskanal wird gewährleistet, dass der erzeugte Unterdruck in dem zweiten Umfangsabschnitt 138 aufgelöst wird, sodass die Faserverbundschicht ablösbar ist und vorzugsweise abgeblasen wird. Hierfür kann beispielsweise eine nicht gezeigte Fluideinheit zur Erzeugung eines Überdrucks mit dem Entlastungskanal 134 fluidisch gekoppelt werden.
In der 3 ist gezeigt, dass sich der Ansaugkanal 126 etwas weniger als 180° teilkreisförmig parallel zur Umfangsrichtung 110 erstreckt. Ferner ist gezeigt, dass neben dem ersten Evakuierungskanal 122 fünf weitere Evakuierungskanäle in dem Ansaugkanal 126 münden. Diese zusätzlichen Evakuierungskanäle sind jeweils mit Ansaugöffnungen fluidisch gekoppelt, wie sie in 1 gezeigt sind. Die Anzahl der Evakuierungskanäle kann im Wesentlichen beliebig gewählt werden, sodass auch weniger als oder mehr als fünf Evakuierungskanäle vorgesehen werden können.
In den 4 bis 7 ist eine anderweitige Ausführungsvariante einer Kompaktiereinheit 200 gezeigt. Die Kompaktiereinheit 200 erstreckt sich ebenfalls von einem ersten Ende 202 zu einem zweiten Ende 204, wobei angrenzend an das zweite Ende 204 der Rollkörper 206 mit einem ersten Rollkörperelement 212 und einem zweiten Rollkörperelement 214 angeordnet ist. Der Rollkörper 206 weist eine Umfangsfläche 208 und eine Umfangsrichtung 210 auf. Der Rollkörper 206 ist rotatorisch auf dem Rollenkern 220 gelagert.
In dieser Ausführungsvariante sind die Evakuierungskanäle 222 am Rollenkern 220 vorgesehen. Die Evakuierungskanäle 222 sind lediglich auf einem Umfangsabschnitt des Rollenkerns 220 vorgesehen, wie es insbesondere in der 6 gezeigt ist. Dadurch wird lediglich auf einer Seite der Kompaktiereinheit 200 der Unterdruck bewirkt. Beispielsweise können die Evakuierungskanäle 222 in der 5 dem Betrachter zugewandt angeordnet sein. Der Rollenkern 220 steht still. Infolgedessen kann zwar der Rollkörper 206 auf dem Rollenkern 220 rotieren, jedoch wird lediglich die dem Betrachter zugewandte Seite des Rollenkörpers 206 beziehungsweise die dort dem Betrachter zugewandte Umfangsfläche 208 durch die Ansaugöffnungen 230 mit einem Unterdruck beaufschlagt.
Der Unterdruck wird durch eine Evakuierungseinheit bewirkt, die mit den Entsorgungsöffnungen 232 gekoppelt wird. Die Entsorgungsöffnungen 232 sind wie in 6 gezeigt, mit den Evakuierungskanälen 222 fluidisch verbunden. Der erste Evakuierungskanal 222 weist einen nutenförmigen Abschnitt 234 und einen geschlossenen Abschnitt 236 auf, um in vorteilhafter Weise einen Unterdruck an der Umfangsfläche 208 mit den Ansaugöffnungen 230 zu bewirkten.
In 7 ist die einseitige Bewirkung des Unterdrucks auf der Umfangsfläche 208 gezeigt, da die Evakuierungskanäle 222 lediglich auf einer Seite des Rollenkerns 220 vorgesehen sind.
In 8 ist ein Herstellungssystem 1 zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Faserverbundschichten 16 gezeigt. Das Herstellungssystem 1 umfasst eine Ablegeeinheit 2, die eine Kompaktiereinheit 100, 200 und eine Materialbereitstellungseinheit 4, 6, 8, mit der mindestens eine Faserverbundschicht 16 derart bereitstellbar ist, dass diese mit der Kompaktiereinheit 100, 200 auf dem Ablegetisch 20 ablegbar und kompaktierbar ist.
Im ausführbaren Stand der Technik wird die Faserverbundschicht der Kompaktiereinheit in einem flachen Winkel von circa 30-45°, vergleichbar mit dem untersten Strahl der Lasereinheit 18, zugeführt, um ein qualitativ akzeptables Faserverbundbauteil herstellen zu können. Durch die Kompaktiereinheit 100, 200 kann die Faserverbundschicht 16 in einer vertikalen Richtung der Kompaktiereinheit 100, 200 bereitgestellt werden.
Durch die Ansaugöffnungen 130, 132, 230 wird die Faserverbundschicht 16 an die Umfangsfläche 108, 208 der Kompaktiereinheit 100, 200 angesaugt. Somit legt sich die Faserverbundschicht 16 an die Kompaktiereinheit 100, 200 an und kann in vorteilhafter Weise abgelegt werden, in besonders vorteilhafter Weise großflächig mit der Belichtungseinheit 18 erwärmt werden und anschließend kompaktiert werden.
Insbesondere kann bei dieser Anordnung die Schneideinheit 10 zur Durchtrennung der Faserverbundschicht 16 in einem benachbart zu der Kompaktiereinheit 100, 200 angeordneten Trennabschnitt 11 vorgesehen werden, wobei der Trennabschnitt 11 vertikal über der Kompaktiereinheit 100, 200 angeordnet ist. Im bestimmungsgemäßen Betrieb bewegt sich der Ablegetisch 20 mit der Vorschubrichtung 22.
In 9 ist gezeigt, dass die Belichtungseinheit 18, 18' derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die Faserverbundschicht angrenzend an eine erste Seite der Kompaktiereinheit, beispielsweise rechts der Kompaktiereinheit, und angrenzend an eine der ersten Seite gegenüberliegend angeordneten zweiten Seite, beispielsweise links der Kompaktiereinheit, belichtet werden kann, sodass Faserverbundschichten 16, 16` auf dem Ablegetisch 20 mit einer ersten Vorschubrichtung 22 und einer der ersten Vorschubrichtung 22 entgegengesetzt ausgerichteten zweiten Vorschubrichtung 22` ablegbar und kompaktierbar sind.
Ein Ablegen von Faserverbundschichten 16, 16` in zwei entgegengesetzt ausgerichteten Richtungen wird mit der Kompaktiereinheit 100, 200 ermöglicht, da dies eine vertikal von oben zugeführte Faserverbundschicht 16, 16' erfordert. Ohne eine solche Kompaktiereinheit 100, 200 müssten zusätzliche Materialbereitstellungseinheiten 4, 6, 8 für die zweite Vorschubrichtung vorgesehen werden müssen.
10 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Faserverbundschichten 16 umfassend die Schritte: Ansaugen 300 einer Faserverbundschicht 16 an einen Rollkörper 106, 206, sodass die Faserverbundschicht 16 an dem Rollkörper 106, 206 in einem Ansaugabschnitt anliegt. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt: Belichten 302 der Faserverbundschicht 16 in dem Ansaugabschnitt. Ferner umfasst das Verfahren die Schritte: Ablegen 304 und Kompaktieren 306 der Faserverbundschicht 16 auf dem Ablegetisch 20 mit dem Rollkörper 106, 206.
Ferner umfasst das Verfahren den Schritt: Durchtrennen 308 der Faserverbundschicht 16, wobei ein Ende der Faserverbundschicht 16 bis zum Ablegen an dem Rollkörper 106, 206 verbleibt. Mit einem Entlastungskanal 134 kann die Faserverbundschicht von dem Rollkörper 106, 206 abgeblasen werden.
Die im Vorherigen beschriebene Kompaktiereinheit 100, 200, die Ablegeeinheit 2, das Herstellungssystem 1 und das Verfahren ermöglichen die Herstellung eines qualitativ hochwertigen Faserverbundbauteils, das insbesondere auch in Randbereichen eine hohe Materialqualität aufweist. Dies begründet sich insbesondere daher, dass die Faserverbundschicht 16 an der Kompaktiereinheit 100, 200 angesaugt wird und somit auch bei einem freien Ende der Faserverbundschicht 16 dieses bis zum finalen Ablegen und Kompaktieren geführt ist. Ferner kann die Faserverbundschicht 16 in vorteilhafter Weise belichtet werden. Darüber hinaus ermöglicht die Kompaktiereinheit 100, 200 ein zweiseitiges Verfahren und Ablegen der Faserverbundschicht 16.
BEZUGSZEICHEN

1: Herstellungssystem
2: Ablegeeinheit
4: erste Materialrolle
6: zweite Materialrolle
8: dritte Materialrolle
10: Schneideinheit
11: Trennabschnitt
12: Drehachse
14: Drehrichtung
16: Faserverbundschicht
18: Belichtungseinheit
20: Ablegetisch
22, 22`: Vorschubrichtung
100, 200: Kompaktiereinheit
102, 202: erstes Ende
104, 204: zweites Ende
106, 206: Rollkörper
107: Stirnseite
108, 208: Umfangsfläche
110,210: Umfangsrichtung
112, 212: erstes Rollkörperelement
114, 214: zweites Rollkörperelement
116: Ansaugeinheit
118: Ansaugzapfen
120,220: Rollenkern
122, 222: erster Evakuierungskanal
124: zweiter Evakuierungskanal
126: Ansaugkanal
128: Entsorgungskanal
130,230: Ansaugöffnung
132: Ansaugöffnung
134: Entlastungskanal
136: erster Umfangsabschnitt
138: zweiter Umfangsabschnitt
232: Entsorgungsöffnung
234: nutenförmiger Abschnitt
236: geschlossener Abschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2337670 A1 [0003]
EP 2454081 A1 [0004]

Claims

Kompaktiereinheit (100, 200) zum Kompaktieren von übereinander angeordneten und zumindest abschnittsweise erwärmten Faserverbundschichten (16, 16`), insbesondere von Faserverbundtapes, umfassend - einen Rollkörper (106, 206) mit einer Umfangsfläche (108, 208) und mindestens einer Ansaugöffnung (130, 132, 230), - wobei die Ansaugöffnung (130, 132, 230) angeordnet und ausgebildet ist, dass ein Unterdruck an der Umfangsfläche (108, 208) bewirkbar ist, sodass im bestimmungsgemäßen Betrieb eine an der Umfangsfläche (108, 208) anliegende Faserverbundschicht (16, 16') ansaugbar ist.
Kompaktiereinheit (100, 200) nach Anspruch 1, umfassend - mindestens einen mit der Ansaugöffnung (130, 132, 230) fluidisch koppelbaren oder gekoppelten Evakuierungskanal (122, 124, 222), der angeordnet und ausgebildet ist, um mit einer einen Unterdruck und/oder ein Vakuum erzeugenden Evakuierungseinheit gekoppelt zu werden.
Kompaktiereinheit (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, - wobei die Umfangsfläche (108, 208) in einer Umfangsrichtung (110, 210) einen ersten Umfangsabschnitt und einen zweiten Umfangsabschnitt aufweist, - die Kompaktiereinheit (100, 200) umfassend zwei oder mehr Ansaugöffnungen (130, 132, 230) und zwei oder mehr Evakuierungskanäle (122, 124, 222), die derart angeordnet und ausgebildet sind, dass eine Faserverbundschicht (16, 16') ausschließlich an den ersten Umfangsabschnitt ansaugbar ist.
Kompaktiereinheit (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend - einen innerhalb des Rollkörpers (106, 206) angeordneten Rollenkern (120, 220), an dem der Rollkörper (106, 206) rotatorisch gelagert angeordnet ist, - wobei der Rollenkern (120, 220) den Evakuierungskanal (130, 132, 230) aufweist und sich die Ansaugöffnung (130, 132, 230) derart durch den Rollkörper (106, 206) erstreckt, dass diese in Abhängigkeit einer Drehstellung zwischen dem Rollkörper (106, 206) und dem Rollenkern (120, 220) in dem Evakuierungskanal (130, 132, 230) mündet.
Kompaktiereinheit (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei - sich der Evakuierungskanal (130, 132, 230) von der Ansaugöffnung (130, 132, 230) zu einer Entsorgungsöffnung (232) erstreckt, wobei die Entsorgungsöffnung (232) an einem Umfangsabschnitt des Rollenkerns (120, 220) angeordnet ist.
Kompaktiereinheit (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei - der Evakuierungskanal (130, 132, 230) einen dem Rollkörper (106, 206) zugewandten nutenförmigen Abschnitt (234) und einen an den nutenförmigen Abschnitt (234) angrenzenden geschlossenen Abschnitt (236) aufweist, wobei der geschlossene Abschnitt (236) mit der Entsorgungsöffnung (232) fluidisch gekoppelt ist.
Kompaktiereinheit (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend - eine Ansaugeinheit (116) mit einem Ansaugkanal (126), die an einer Stirnseite (107) des Rollkörpers (106, 206) drehbar angeordnet ist, - wobei sich der Evakuierungskanal (130, 132, 230) von der Ansaugöffnung (130, 132, 230) zu der Stirnseite (107) des Rollkörpers (106, 206) erstreckt, - wobei der Ansaugkanal (126) mit dem Evakuierungskanal (130, 132, 230) fluidisch in Abhängigkeit der Drehstellung zwischen dem Rollkörper (106, 206) und der Ansaugeinheit (116) koppelbar ist, sodass die Faserverbundschicht an einen ersten Umfangsabschnitt (136) des Rollkörpers angesogen wird.
Kompaktiereinheit (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei - sich der Ansaugkanal (126) teilkreisringförmig erstreckt, und - zwei oder mehr Evakuierungskanäle (130, 132, 230) in dem Ansaugkanal (126) münden.
Kompaktiereinheit (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend - eine Vielzahl von Ansaugöffnungen (130, 132, 230), die an der Umgangsfläche (108, 208) angeordnet sind, - wobei eine erste Ansaugöffnung (130, 132, 230) und eine zweite Ansaugöffnung (130, 132, 230) in Umfangsrichtung (110, 210) benachbart zueinander angeordnet sind und die erste Ansaugöffnung (130, 132, 230) mit einem ersten Evakuierungskanal (130, 132, 230) und die zweite Ansaugöffnung (130, 132, 230) mit einem zweiten Evakuierungskanal (130, 132, 230) fluidisch gekoppelt ist, wobei der erste Evakuierungskanal (130, 132, 230) und der zweite Evakuierungskanal (130, 132, 230) in Umfangsrichtung (110, 210) voneinander beabstandet sind.
Kompaktiereinheit (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend - einen Entlastungskanal (134), der angeordnet und ausgebildet ist, dass ein Überdruck in mindestens einem der Evakuierungskanäle (130, 132) erzeugbar ist, sodass die Faserverbundschicht (16) an einem von dem ersten Umfangsabschnitt (136) verschiedenen zweiten Umfangsabschnitt (138) entfernbar ist, - wobei vorzugsweise der Entlastungskanal (134) in einem dem Ansaugkanal (126) diametral gegenüberliegenden Abschnitt der Ansaugeinheit (116) angeordnet ist.
Kompaktiereinheit (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei - der Rollkörper (106, 206) einen Absorptionsgrad im Wellenlängenbereich von Infrarot- und/oder Laserstrahlung von größer 0,5 und eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 0,2 W/ m*K aufweist.
Ablegeeinheit (2) zum Ablegen von Faserverbundschichten (16, 16') zur Herstellung von Faserverbundbauteilen, umfassend - eine Kompaktiereinheit (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche 1-11, und - eine Materialbereitstellungseinheit (4, 6, 8), mit der mindestens eine Faserverbundschicht derart bereitstellbar ist, dass diese mit der Kompaktiereinheit (100, 200) auf einem Ablegetisch kompaktierbar ist.
Ablegeeinheit (2) nach dem vorherigen Anspruch 12, wobei - die Kompaktiereinheit (100, 200) und die Materialbereitstellungseinheit (4, 6, 8) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die Faserverbundschicht der Kompaktiereinheit (100, 200) in einer vertikalen Richtung bereitstellbar ist.
Ablegeeinheit (2) nach einem der vorherigen Ansprüche 12-13, umfassend - eine Schneideinheit (10) zur Durchtrennung der Faserverbundschicht in einem benachbart zu der Kompaktiereinheit (100, 200) angeordneten Trennabschnitt (11), wobei der Trennabschnitt (11) vertikal über der Kompaktiereinheit (100, 200) angeordnet ist.
Herstellungssystem (1) zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Faserverbundschichten (16, 16`), umfassend - eine Ablegeeinheit (2) nach einem der vorherigen Ansprüche 12-14, - einen Ablegetisch (20), auf dem Faserverbundschichten (16, 16`) mit der Ablegeeinheit (2) ablegbar und kompaktierbar sind, und - eine Belichtungseinheit (18) zur Belichtung der abzulegenden und/oder der abgelegten Faserverbundschicht.
Herstellungssystem (1) nach dem vorherigen Anspruch 15, wobei - die Belichtungseinheit (18) angeordnet und ausgebildet ist, eine Faserverbundschicht angrenzend an eine erste Seite der Kompaktiereinheit (100, 200) und angrenzend an eine der ersten Seite gegenüberliegend angeordneten zweiten Seite zu belichten, sodass Faserverbundschichten (16, 16') auf dem Ablegetisch (20) mit einer ersten Vorschubrichtung (22) und einer der ersten Vorschubrichtung entgegengesetzt ausgerichteten zweiten Vorschubrichtung (22) ablegbar und kompaktierbar sind.
Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Faserverbundschichten (16, 16'), umfassend die Schritte: - Ansaugen einer Faserverbundschicht (16, 16') an einen Rollkörper (106, 206), sodass die Faserverbundschicht an dem Rollkörper (106, 206) in einem Ansaugabschnitt geführt wird, - Belichten der Faserverbundschicht in dem Ansaugabschnitt, und - Ablegen und Kompaktieren der Faserverbundschicht auf einem Ablegetisch mit dem Rollkörper (106, 206).
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch 17, umfassend den Schritt: - Durchtrennen der Faserverbundschicht an einer Schnittstelle, wobei ein an die Schnittstelle angrenzender Endabschnitt der Faserverbundschicht bis zum Ablegen an dem Rollkörper (106, 206) verbleibt.