DE10318724B4

DE10318724B4 - Mess-Vorrichtung und ein Verfahren zur Qualitätssicherung von mehrschichtigen textilen Halbzeugen für die Herstellung von Kunststoffbauteilen

Info

Publication number: DE10318724B4
Application number: DE2003118724
Authority: DE
Inventors: Thomas KÖRWIEN
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2023-04-26
Also published as: DE10318724A1

Abstract

Verfahren zur Prüfung der Qualität eines textilen Halbzeuges (1), das aus mindestens einer Schicht oder Lage von Kunststoff-Fäden oder Rovings aufgebaut ist, mit folgenden Schritten:
– Eingabe der Orientierung der zumindest einen Schicht oder Lage von Kunststoff-Fäden oder Rovings in eine Mess-Vorrichtung (40, 60),
– mittels einer Stell-Einrichtung Ausführung einer Stell-Bewegung (Richtung 46) zur Positionierung einer Anordnung zur Messung von Drücken (27) an einer vorbestimmten Stelle des zu prüfenden textilen Halbzeugs (1), wobei die Anordnung zur Messung von Drücken (27) um einen Winkel (α) zur Stell-Bewegung versetzt ist und die Stell-Einrichtung die Anordnung zur Messung von Drücken (27) optional auch in ihrer Winkelstellung verstellen kann,
– Drücken der Anordnung zur Messung von Drücken (27) mit einer vorbestimmten Kraft auf das zu prüfende textile Halbzeug (1),
– Vornahme der Messung und Prüfen des Vorhandenseins von Fehlstellen im textilen Halbzeug (1) durch Vergleich der gemessenen Drücke mit einem...

Description

Die Erfindung betrifft eine Mess-Vorrichtung und ein Verfahren zur Qualitätssicherung von mehrschichtigen textilen Halbzeugen für die Herstellung von Kunststoffbauteilen.
Zur Beurteilung der inneren Struktur von mehrschichtigen Gelegen und insbesondere von Multiaxialgelegen hinsichtlich Fehlerstellen bzw. deren Qualität ist aus dem allgemeinen Stand der Technik ein Verfahren zur Flächengewichtsermittlung bekannt, das jedoch zur Ermittlung und Lokalisierung von Fehlern in Multiaxialgelegen wegen seiner geringen Genauigkeit wenig geeignet ist.
Um die Qualität von mehrschichtigen Gelegen und insbesondere von Multiaxialgelegen nach deren Herstellung zu beurteilen, werden üblicherweise auch optische Verfahren zur Überwachung des Herstellungsprozesses eingesetzt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass aus diesem sehr große Datensätze resultieren, die wegen ihrer Größe aufwendig zu handhaben und auch auszuwerten sind. Nachteilig ist auch, dass die Zuordnung der Fehler im Gelege schwierig ist.

Aus der WO 96/25288 A1 ist eine Vorrichtung mit einer Anordnung von Drucksensoren für die Papierherstellung bekannt. Dabei wird eine Stelleinrichtung zum Aufbringen einer Kraft der Anordnung auf ein textiles Halbzeug und eine Auswertungs-Einheit verwendet.

Aus der DE 691 22 972 T2 ist ein für die Papierherstellung vorgesehenes Verfahren zum Prüfen der Qualität von Papierbögen bekannt, bei dem eine Anordnung von Drucksensoren verwendet wird, um die physikalischen Eigenschaften eines Papierbogens durch Berechnung des Elastizitätsmoduls zu ermitteln.

Aus der DE 42 90 030 C2 ist eine Vorrichtung zum Detektieren von Defekten in einer Materialbahn aus einem laminierten, nicht gewebten textilen Material bekannt. Dabei werden Detektionseinrichtungen verwendet, die in Abhängigkeit von der Drehbewegung eines Messfühlers ein Ausgabesignal erzeugen.

Aus der US 5 233 727 A und der DE 42 16 458 A1 sind weitere Anordnungen von Drucksensoren und Verfahren zum Feststellen von Unregelmäßigkeiten in Textilmaterialbahnen bekannt.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereit zu stellen, mit dem zuverlässig und mit möglichst geringem Aufwand und mit ausreichender Genauigkeit Schäden oder Fehlstellen an Multiaxialgelegen ermittelt werden können.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die erfindungsgemäße Mess-Vorrichtung einfach gebaut ist und daher günstig herzustellen ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die dabei verwendeten Sensoren funktional mit einer Stell-Einrichtung und auch einer Auswerte-Einheit in Verbindung stehen können, so dass die Ermittlung von Fehlstellen auch für jeden üblichen Anwendungsfall, d.h. die üblichen zu prüfenden Gelege automatisch erfolgen kann. Dadurch ist das erfindungsgemäße Messverfahren mit geringem Aufwand und effizient durchführbar.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine hohe Auflösung erzielbar ist. Die Mess-Vorrichtung ist hinsichtlich einer zu erreichenden Auflösung oder Mess-Genauigkeit durch eine entsprechende Anzahl von Mess-Sensoren und eine entsprechende Anordnung derselben an die vorzusehenden Anwendungsfälle anpassbar.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die 1, 2a, 2b, 3, 4a, 4b, 5 und 6 der Zeichnung Bezug genommen, die zeigen:
1 eine schematische und beispielhafte Darstellung verschiedener Lagen eines Multiaxialgeleges,
2a einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Messvorrichtung mit einem darin eingelegten Multiaxialgelege, das eine Fehlstelle aufweist,
2b ein Messdiagramm, das aus der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf das in der 2a darstellte Multiaxialgelege resultiert,
3 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung,
4a eine Draufsicht auf ein Multiaxialgelege, in die schematisch ein fehlerhafter Bereich eingezeichnet ist,
4b drei Mess-Diagramme, die aus der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf drei Messbahnen des in der 2a darstellten Multiaxialgeleges resultiert,
5 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mess-Vorrichtung,
6 eine Draufsicht auf die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung nach der 3, wobei die Mess-Vorrichtung in einer bestimmten Orientierung relativ zu einer Orientierung von Rovings oder Fasern des Multiaxialgelege ausgerichtet ist.
Erfindungsgemäß wird ein Multiaxialgelege oder ein anderes insbesondere mehrschichtiges textiles Halbzeug 1 verwendet, das aus mehreren Schichten oder Lagen von Kunststoff-Fäden oder Rovings aufgebaut ist, die zueinander bereichsweise und/oder lagenweise unterschiedlich orientiert sein können. In der folgenden Beschreibung wird auf Rovings Bezug genommen, wobei jedoch alternativ oder zusätzlich auch Kunststoff-Fäden oder Lagen derselben gemeint sein können.
In einer Ebene eines mehrschichtigen textilen Halbzeugs kann sich beispielsweise eine Orientierung der Fäden oder Rovings ergeben, wie sie in der 1 dargestellt ist. Das in der 1 dargestellte mehrschichtige textile Halbzeug weist drei in der Zeichenebene gelegene Lagen oder Schichten 11, 12, 13 auf, die aus Rovings 10 gebildet sind. In Bezug auf ein Koordinatensystem 5 ergeben sich aufgrund der Längserstreckung der Rovings 10 die Orientierungen der Lagen. Eine erste Lage 11 hat die Orientierung 45°, eine zweite Lage 12 die Orientierung 90° und eine dritte Lage 13 die Orientierung 135°.
In der 2a ist ein textiles Halbzeug mit drei in Dickenrichtung des Halbzeugs aufeinander angeordneten Lagen oder Schichten 21, 22, 23 sowie ein zugehöriges Koordinatensystem 25 dargestellt. Dabei sind eine untere 21 und eine obere 23 Deckschicht sowie eine in Dickenrichtung oder Z-Richtung zwischen diesen angeordnete Mittelschicht 22 angeordnet. In der 2a ist an der Stelle 24 eine Fehlstelle eingezeichnet, das heißt ein Bereich, in dem ein Roving verlaufen soll, in dem jedoch aufgrund beispielsweise eines Fertigungsfehlers ein solcher Roving fehlt.
Nach der Erfindung wird auf das zu prüfende Gelege oder textile Halbzeug 1 zwischen einer Unterlage 26 und einer Anordnung 27 von Druck-Sensoren eingelegt und gegebenenfalls zwischen diese hindurchgeführt. Die Drucksensoren bzw. die Anordnung 27 aus Drucksensoren wird mit einer vorbestimmten Mess-Kraft auf das Gelege 1 gegen die Oberseite der Unterlage 26 aufgedrückt. Ein Bereich mit einer Fehlstelle ergibt eine geringere Reaktionskraft auf die von der Drucksensoren bzw. die Anordnung 27 ausgeübten Mess-Kraft. Mittels einer Auswerte-Einheit (nicht dargestellt) werden die mittels der Druck-Sensoren gemessenen Drücke P oder Kräfte F in Bezug auf eine Verarbeitungsrichtung bzw. Vorschubrichtung Y des Halbzeugs ermittelt. Zur Veranschaulichung der Ergebnisse und zu deren Auswertung kann ein Diagramm in der Form 29 oder in anderer Form dienen. In jedem Mess-Schritt in Y-Richtung wird eine Mess-Schiene winklig zur Y-Richtung abgesenkt, um Drücke P oder Kräfte F zu ermitteln. Bei jedem Mess-Schritt ergibt sich ein Datensatz für ein Druck- oder Kraft-Profil, wobei sich pro Drucksensor der Mess-Schiene ein Messbalken 29a in einem entsprechenden Diagramm ergibt (2b). Aus einer Anzahl von Mess-Größen kann ein Schwellwert 29b oder eine zu erwartende oder tatsächliche Größe ermittelt werden. Dieser Wert 29b kann auch aufgrund von Annahmen oder vorangegangenen Messungen vorgegeben sein. Gegenüber diesem Wert 29b ergibt sich bei einem Bereich mit einer Fehlstelle ein Bereich 29c geringerer Kraft F oder geringeren Druckes P. Erfindungsgemäß wird als Fehlstelle vorzugsweise ein fehlender oder überschüssiger Roving angesehen. Im Zusammenhang mit den bekannten Orientierungen der Lagen in dem zu prüfenden Gelege 1 kann weiterhin auf die Lage geschlossen werden, die bei der lokalisierten Fehlstelle betroffen ist.
Zusammenfassend ist erfindungsgemäß also eine Mess-Vorrichtung zur Prüfung einer vorgegebenen Roving-Anordnung von textilen Halbzeugen 1 vorgesehen, die zur Herstellung von Kunststoff-Bauteilen verwendet werden. Die Mess-Vorrichtung umfasst eine Anordnung 27 von Druck-Sensoren, eine Stell-Einrichtung zur Ausführung einer Stell-Bewegung in einer vorgegebenen Stell-Richtung 46 und zur Ausübung eines vorbestimmten Kraft der Anordnung 27 auf das zu prüfende textile Halbzeug 1, gegebenenfalls eine Vorschubeinrichtung zur Bewegung des Halbzeugs, eine Auswerte-Einheit zur Ermittlung der mittels der Druck-Sensoren gemessenen Drücke P oder Kräfte F. Die in jeweils einem Mess-Schritt, der auch ein Mess-Vorgang sein kann, ermittelten Drücke P oder Kräfte F können mit einer Vergleichsgröße verglichen werden, um eine Fehlstelle in dem zu prüfenden textile Halbzeug 1 zu identifizieren. Ferner kann in der Auswerte-Einheit eine Eingabe-Einrichtung zur Eingabe von Orientierungen der Roving-Lagen in dem zu prüfenden textile Halbzeug 1 vorgesehen sein und in der Auswerte-Einheit Funktionen implementiert sein, mit denen die Lage identifiziert und angezeigt wird, die bei einer Fehlstelle betroffen ist.
Die Mess-Richtung (X-Richtung) verläuft allgemein in einem Winkel zur Verarbeitungsrichtung des textilen Halbzeugs 1, der ungleich 0 Grad ist (6).
Ferner ist erfindungsgemäß ein zur Implementierung in eine Steuerungs-Einheit vorgesehenes Verfahren zur Prüfung einer vorgegebenen Roving-Anordnung von textilen Halbzeugen 1, die zur Herstellung von Kunststoff-Bauteilen verwendet werden, mit folgenden Schritten vorgesehen:

– Mittels einer Stell-Einrichtung Ausführung einer Stell-Bewegung (Richtung 46) zu Positionierung der Mess-Anordnung oder Anordnung von Drucksensoren 27 an einer vorbestimmten Stelle des zu prüfenden textile Halbzeugs 1, wobei die Stell-Einrichtung die Mess-Anordnung 27 optional auch in ihrer Winkelstellung verstellen kann, sowie Drücken der Anordnung 27 von Druck-Sensoren mit einer vorbestimmten Kraft auf das zu prüfende textile Halbzeug 1,
– Vornahme der Messung und Prüfen des Vorhandenseins von Fehlstellen im textilen Halbzeug 1 durch Vergleich der gemessenen Drücke mit einem Schwellwert, gegebenenfalls unter Einbezug der Orientierung der Lagen der Rovings im textilen Halbzeug 1,
– gegebenenfalls, d.h. abhängig von Mess-Vorgaben Wiederholung der vorangegangenen Schritte.

Die Wiederholung der genannten Schritte hängt vom Anwendungsfall und dem angestrebten Auswerte-Ergebnis ab.
Zusätzlich kann in dem erfindungsgemäßen Mess-verfahren eine Funktionseinheit vorgesehen sein, in die die Orientierung der zumindest einen Lage von Fasern oder Rovings in die Mess-Vorrichtung eingegeben wird und aufgrund der ermittelten Fehlstelle in dem zu prüfenden Gelege 1 mittels der Orientierung der zumindest einen Lage die fehlerhaft Lage identifiziert wird.
In der 3 ist eine Ausführungsform 40 der erfindungsgemäßen Mess-Vorrichtung zur Ermittlung von Fehlerstellen in einem mehrschichtigen Gelege 1 oder Halbzeug dargestellt. Die erfindungsgemäße Mess-Vorrichtung verwendet eine Mess-Schiene 41 mit nicht dargestellten Drucksensoren. Die Mess-Schiene 41 der Mess-Vorrichtung 40 nach der 3 ist an einer entsprechenden Halterung oder Führungs-Einrichtung (nicht gezeigt) gehalten und wird an dieser mittels einer Stell-Einrichtung geführt. Vorzugsweise sind in der Längsrichtung 42 der Mess-Schiene 41 diskrete Drucksensoren (nicht dargestellt) angeordnet. Es können zusätzlich auch quer zur Längsrichtung 42 mehrere Drucksensoren oder Reihen von Drucksensoren angeordnet sein. Der Abstand zwischen den Drucksensoren und deren Anzahl insgesamt hängt von der Art des zu prüfenden Halbzeugs und der bei der Prüfung zu erreichenden Genauigkeit ab. Die Genauigkeit hängt ferner von der Größe der Drucksensoren ab. Je kleiner die Sensoren, umso genauer bzw. mit einer umso größeren Auflösung kann der Druck- oder Kraftverlauf 29 ermittelt werden.
Weiterhin umfasst die Mess-Vorrichtung 40 vorzugsweise auch eine Unterlage 43, auf der das Gelege 1 oder das Halbzeug positioniert werden kann. Es kann dazu jedoch auch eine bereits vorhandene Unterlage auf einer Prüf-Vorrichtung verwendet werden.
Bei der Anwendung der Mess-Vorrichtung 40 ist die Messschiene 41 ortsfest (bezüglich der Y-Richtung) angeordnet und wird das Halbzeug 1 in einer vorbestimmten Vorschub-Richtung Y schrittweise oder kontinuierlich bewegt. In vorbestimmten Zeitabständen wird die Mess-Anordnung 40 auf das zwischen Unterlage 43 und Messschiene 41 eingelegte Halbzeug oder Gelege 1 abgesenkt (Stellbewegung 46) und mit einer vorbestimmten Stell-Kraft auf das zu prüfende Gelege 1 gedrückt, die Messung vorgenommen und die Mess-Anordnung 40 vom Halbzeug 1 aus hochgefahren. Dann wird das Halbzeug 1 in einer Vorschub-Richtung Y bzw. 45 weitergefahren. Anschließend kann dieser Mess-Schritt wiederholt werden. Weitere Wiederholungen sind je nach Anwendungsfall vorgesehen. Durch das Herunterfahren und Drücken der Mess-Schiene mit einer vorbestimmten Kraft auf das zu prüfende Halbzeug 1 wird ein Druck entlang der Mess-Schiene 41 messbar und ermittelt, der durch den Widerstand des zu prüfenden Halbzeugs gegen die Mess-Schiene entsteht. Bei Stellen geringeren Druckes kann auf eine Fehlstelle oder fehlerhafte Stelle in dem zu prüfenden Halbzeug geschlossen werden, da bei einer einwandfreien Qualität des Halbzeugs von einem homogenen Verhalten des Halbzeugs bei Anwendung der Drucksensoren über die zu prüfende Fläche des Halbzeugs ausgegangen wird.
Diese periodische Abfolge der Mess-Schritte kann manuell oder teilweise oder vollständig automatisch vorgenommen werden. Für eine automatische Durchführung der Mess-Schritte kann eine Stellvorrichtung und eine Steuerungs-Einheit mit der Mess-Vorrichtung 41 in Verbindung stehen. Die Anzahl der Mess-Schritte oder der Abstand der Mess-Orte auf dem Halbzeug kann bei einer Steuer-Einheit für die Mess-Vorrichtung 40 einstellbar oder auch regelbar sein. Als Rückführung für die Regelung dient eine aus einem oder mehreren vorangegangenen Mess-Schritten ermittelter Druckverlauf. Beispielsweise kann bei einer ermittelten Stelle geringeren Druckes bzw. einer ermittelten Fehlerstelle des Halbzeugs der Mess-Schritt-Abstand verringert werden.
Die Abtastfrequenz und die Dichte der Drucksensoren bestimmen die Auflösung des Mess-Ergebnisses bzw. des Mess-Systems aus Mess-Vorrichtung und – Auswertungseinheit. Die Auflösung ist kleiner als die Breite eines Rovings.
Weiterhin ist mit der Mess-Vorrichtung 41 eine Auswerte-Einheit (nicht dargestellt) in Verbindung, mit der aus den von den Drucksensoren gemessenen Drücken ein Druckverlauf über die Längsrichtung 42 der Mess-Schiene 41 ermittelt und zur Darstellung gebracht wird.
Die Auswerte-Einheit kann auch aus den Druckverläufen je Mess-Schritt ein Druckmess-Feld ermitteln und zur Darstellung bringen, in der die Druckverteilung über die gesamte Oberfläche des geprüften Halbzeugs dargestellt wird.
Ein Beispiel einer Messung mit der Mess-Vorrichtung nach der 3 ist in den 4a und 4b dargestellt, wobei davon ausgegangen wird, dass die Verarbeitungs-Richtung in Y-Richtung verläuft. Das dabei geprüfte Halbzeug 1, dessen Oberseite sich in XY-Richtung erstreckt, weist einen fehlerhaften Bereich 50 aufgrund z.B. eines fehlenden Rovings auf. Dieser fehlerhafte Bereich erstreckt sich im dargestellten Beispiel z.B. diagonal über die Oberseite des Halbzeugs. Jeder Mess-Schritt in Vorschub-Richtung Y ergibt eine Messung, die in der beispielhaften Darstellung der Mess-Ergebnisse in Form jeweils eines Druckprofils in einem Kraft F-Längskoordinate X-Diagramm darstellbar ist. In dem dargestellten Mess-Beispiel entspricht die X-Richtung der Längsrichtung 42 des Mess-Schiene 41. In dem dargestellten Beispiel verlief die Vorschub-Bewegung senkrecht zur Längs-Richtung 42. Alternativ kann die Längs-Richtung 42 auch in einem Winkel ungleich 90° zur Vorschub-Bewegung erfolgen, wie dies in der 6 veranschaulicht ist. Eine solche Maßgabe hat den Vorteil, dass die Sicherheit, mit der fehlerhafte oder überschüssige Rovings, die in etwa genau senkrecht zur Vorschub-Bewegung verlaufen, erhöht wird.
Die in der 4b beispielsweise dargestellten F-X-Diagramme 52a, 52b, 52c sind die Diagramme, die an den Stellen 51a, 51b, 51c mit der Mess-Vorrichtung 40 ermittelt worden sind. An den X-Koordinaten oder X-Bereichen 53a, 53b, bzw. 53c sind Bereiche geringerer Kraft oder geringeren Druckes aufgrund geringerer von dem Halbzeug ausgeübten Reaktionskraft ermittelt worden. Diese Bereiche geringeren Druckes lassen auf fehlende oder überschüssige Rovings schließen. Durch den Vergleich der Mess-Ergebnisse verschiedener Mess-Stellen und der Identifikation von Bereichen geringeren Druckes kann dann auf eine bestimmte Lage von Rovings geschlossen werden, die bei dem ermittelten Fehler identifiziert werden kann. Im dargestellten Beispiel weist das geprüfte Halbzeug Rovings auf, die 45° zur X-Richtung des gewählten Koordinatensystems verlaufen. Diese Rovings sind in der 4a mittels der Linien 55 vereinfacht dargestellt. Zusammen mit dem Mess-Ergebnis bzw. den Mess-Diagrammen 52a, 52b, 52c kann über eine Mess-Auswertung auf die bei dem fehlenden oder überschüssigen Roving betroffene Lage von Rovings – in diesem Fall die 45°-Lage – geschlossen werden. Eine derartige Identifikation einer durch einen fehlenden oder überschüssigen Roving betroffene Lage kann auch automatisch mittels einer entsprechenden Mess-Auswertung erfolgen.
In der 5 ist eine weitere Ausführungsform 60 der erfindungsgemäßen Mess-Vorrichtung dargestellt. Dabei wird zumindest eine Mess-Walze 61 verwendet, an deren Umfang 61a Drucksensoren (nicht gezeigt), z.B. in Form druckempfindlicher Matten, integriert sind. Diese Drucksensoren sind mechanisch in die Mess-Walze 61 integriert und auch elektronisch mit einer Auswerte-Einheit und optional auch mit einer Steuerungs-Einheit integriert. Die Mess-Walze 61 wirkt zusammen mit einer Unterlage 63. Das Halbzeug 1 wird mittels einer Vorschub-Einrichtung (nicht dargestellt) in einer Vorschub-Richtung Y unter der Messwalze 61 hindurchbewegt, wobei eine vorbestimmte Kraft auf die Oberfläche des Halbzeugs 1 ausgeübt wird. Die Messwalze 61 kann zumindest während der Vorschub-Bewegung in Rotation versetzt sein, um eine Schubbelastung auf der Oberseite des Halbzeugs zu vermeiden. Die Ducksensoren messen den Druck, der durch die Reaktionskraft des Geleges auf die von der Walze ausgeübten Stell-Kraft an der jeweiligen Stelle am Umfang der Walze entsteht. Die Stell-Kraft ist in der 5 mit einem mit dem Bezugszeichen 64 versehenen Pfeil symbolisch dargestellt. Durch das Drücken der Mess-Walze 61 mit einer vorbestimmten Kraft auf das zu prüfende Gelege 1 wird ein Druck entlang der Mess-Walze 61 messbar und ermittelt, der durch den Widerstand des zu prüfenden Halbzeugs gegen die Mess-Walze entsteht. Bei Stellen geringeren Druckes kann auf eine Fehlstelle oder fehlerhafte Stelle in dem zu prüfenden Halbzeug geschlossen werden, da bei einer einwandfreien Qualität des Halbzeugs von einem homogenen Verhalten des Halbzeugs bei Anwendung der Drucksensoren über die zu prüfende Fläche des Halbzeugs ausgegangen wird.
Die Unterlage 63 dient dabei zur Lagerung des Halbzeugs 1 während des Messvorganges relativ zur Stell-Kraft 64. Alternativ kann diese Funktion auch durch eine weitere Walze 62 erfüllt werden, die auf einer Seite des zu prüfenden Geleges gelegen ist, die entgegengesetzt zu der Seite des Geleges gelegen ist, auf der die erste Walze angeordnet ist. Die weitere Walze 62 bewirkt also die Gegenkraft, aufgrund der die durch das Aufdrücken der Mess-Walze zu messenden Drücke entstehen.
Die weitere Walze 62 kann auch als Mess-Walze ausgebildet sein, d.h. in ihr können wie auch in der ersten Mess-Walze 61 Drucksensoren integriert sein. Das Walzenpaar oder eine der beiden Walzen können bzw. kann angetrieben sein, um einen Verzug des Halbzeugs 1 zu vermeiden. Die Drucksensoren können derart angeordnet sein, dass diese an derselben Stelle in der Y-Richtung gesehen, d.h. übereinander zur Anlage an das zu prüfende Gelege 1 kommt wie die Drucksensoren der ersten Walze 61. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Walzen 61, 62 derart angeordnet auf das Gelege 1 aufgesetzt und abgerollt werden, dass die Drucksensoren der ersten 61 und zweiten 62 Walze in Vorschub-Richtung Y gesehen abwechselnd auf dem Gelege 1 zur Anlage kommen. Dadurch kann die Auflösung des Mess-Verfahrens erhöht werden.
In den an Hand der 5 beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mess-Vorrichtung 60 mittels Druck-Sensoren sind die Druck-Sensoren funktional mit der Vorschub-Einrichtung zur Führung des Halbzeugs 1 verbunden. Weiterhin ist eine funktionale Verbindung mit einer Auswerte-Einheit vorgesehen. Diese ermittelt aus den verschiedenen Druckprofilen zusammen mit verschiedenen Vorschub- und Stell-Größen die Lage von fehlenden oder überschüssigen Rovings im zu prüfenden Halbzeug 1. Vorzugsweise wird dabei die Position des zu prüfenden Halbzeugs 1 relativ zur Position der zumindest einen Mess-Walze ermittelt. Vorzugsweise wird auch die Dreh-Position der zumindest einen Mess-Walze ermittelt. Diese Größen werden der Auswerte-Einheit zugeführt. Zusammen mit den ermittelten Drücken ermittelt die Auswerte-Einheit aus diesen Werten mögliche Fehlstellen der zu prüfenden Halbzeugs. Zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Orientierung der in dem zu prüfenden Halbzeug 1 vorhandenen Lagen in die Auswerte-Einheit eingegeben und bei der Auswertung berücksichtigt wird.
Vorzugsweise ist in der Stell-Einrichtung der Mess-Vorrichtung 60 eine Anzeige eingerichtet, die zur Kontrolle die Positionierung des Halbzeugs 1 relativ zur zumindest einen Mess-Walze anzeigt.
Zusammenfassend ist erfindungsgemäß also eine Mess-Vorrichtung zur Prüfung der Qualität von Gelegen 1 vorgesehen, die zur Herstellung von Kunststoff-Bauteilen verwendet werden, wobei die Mess-Vorrichtung 60 aufweist:

– zumindest eine Mess-Walze 61, in die Druck-Sensoren (in X-Richtung) integriert sind;
– eine Vorschub-Einrichtung zur Ausführung einer Abroll-Bewegung für die zumindest eine Mess-Walze 61 zum Vorschub des Halbzeugs 1 in einer vorgegebenen Vorschub-Richtung Y und eine Stell-Einrichtung zur Ausübung einer vorbestimmten Kraft der zumindest einen Mess-Walze 61 auf das zu prüfende Halbzeug 1;
– eine Auswerte-Einheit mit Funktionen zur Ermittlung der mittels der Druck-Sensoren gemessenen Drücke P oder Kräfte F in Bezug auf die Mess-Richtung Y sowie zum Messung und Prüfen des Vorhandenseins von Fehlstellen im textilen Halbzeug 1 durch Vergleich der gemessenen Drücke mit einem Schwellwert, gegebenenfalls unter Einbezug der Orientierung der Lagen der Rovings im textilen Halbzeug 1;
– gegebenenfalls Funktionen, mittels denen abhängig von Mess-Vorgaben eine Wiederholung der vorangegangenen Schritte erfolgt.

Erfindungsgemäß ergeben sich also folgende Verfahrensschritte:

– mittels einer Stell-Einrichtung Ausführung einer Stell-Bewegung zumindest einer Mess-Walze, in die Druck-Sensoren integriert sind, auf eine vorbestimmte Stelle in der Mess-Richtung des zu prüfenden Geleges mit Drücken der Mess-Walze mit einer vorbestimmten Kraft auf das zu prüfende Gelege,
– mittels einer Vorschub-Einrichtung (nicht dargestellt) Hindurchbewegen des Halbzeugs in einer Vorschub-Richtung unter der Mess-Walze hindurch,
– mittels einer Auswerte-Einheit Ermittlung der mittels der Druck-Sensoren gemessenen Drücke oder Kräfte in Bezug auf zumindest eine Mess-Richtung Y und Ermittlung einer Fehlstelle in dem zu prüfenden Halbzeug.

Die in jeweils einem Mess-Schritt ermittelten Drücke P oder Kräfte F können in einer Auswerte-Einheit oder einer anderen funktionalen Einheit mit einer Vergleichsgröße verglichen werden, um eine Fehlstelle in dem zu prüfenden Gelege zu identifizieren.
In der Auswerte-Einheit kann eine Eingabe-Einrichtung zur Eingabe von Orientierungen der Lagen in dem zu prüfenden Gelege 1 vorgesehen sein und in der Auswerte-Einheit können Funktionen implementiert sein, mit denen die Lage identifiziert und angezeigt wird, die bei einer Fehlstelle betroffen ist. In der Stell-Einrichtung kann eine weitere ortsfeste Walze 62 integriert sein, die relativ zur Lage der ersten Walze 61 auf der entgegengesetzten Seite des Halbzeugs 1 positionierbar ist, so dass das Halbzeug 1 zwischen die Walzen durchführbar ist.
Weiterhin ist ein zur Implementierung in eine Steuerungs-Einheit vorgesehenes Verfahren zur Prüfung der Qualität von Gelegen 1 vorgesehen, die zur Herstellung von Kunststoff-Bauteilen verwendet werden, mit folgenden Schritten:

– mittels einer Stell-Einrichtung Absenken und Andrücken zumindest einer Mess-Walze 61, in die Druck-Sensoren integriert sind, zu einer vorbestimmten Stelle in der Mess-Richtung X des zu prüfenden Halbzeugs 1 mit Drücken der Mess-Schiene 1 mit einer vorbestimmten Kraft auf das zu prüfende Gelege 1,
– eine Vorschub-Einrichtung zur Ausführung einer Abroll-Bewegung für die zumindest eine Mess-Walze 61 zum Vorschub des Halbzeugs 1 in einer vorgegebenen Vorschub-Richtung Y und eine Stell-Einrichtung zur Ausübung einer vorbestimmten Kraft der zumindest einen Mess-Walze 61 auf das zu prüfende Halbzeug 1;
– mittels einer Auswerte-Einheit Ermittlung der mittels der Druck-Sensoren gemessenen Drücke P oder Kräfte F in Bezug auf zumindest eine Mess-Richtung Y und Ermittlung einer Fehlstelle im textilen Halbzeug 1 durch Vergleich der gemessenen Drücke mit einem Schwellwert, gegebenenfalls unter Einbezug der Orientierung der Lagen der Rovings im textilen Halbzeug 1;
– gegebenenfalls, d.h. abhängig von Mess-Vorgaben Wiederholung der vorangegangenen Schritte.

Claims

Verfahren zur Prüfung der Qualität eines textilen Halbzeuges (1), das aus mindestens einer Schicht oder Lage von Kunststoff-Fäden oder Rovings aufgebaut ist, mit folgenden Schritten: – Eingabe der Orientierung der zumindest einen Schicht oder Lage von Kunststoff-Fäden oder Rovings in eine Mess-Vorrichtung (40, 60), – mittels einer Stell-Einrichtung Ausführung einer Stell-Bewegung (Richtung 46) zur Positionierung einer Anordnung zur Messung von Drücken (27) an einer vorbestimmten Stelle des zu prüfenden textilen Halbzeugs (1), wobei die Anordnung zur Messung von Drücken (27) um einen Winkel (α) zur Stell-Bewegung versetzt ist und die Stell-Einrichtung die Anordnung zur Messung von Drücken (27) optional auch in ihrer Winkelstellung verstellen kann, – Drücken der Anordnung zur Messung von Drücken (27) mit einer vorbestimmten Kraft auf das zu prüfende textile Halbzeug (1), – Vornahme der Messung und Prüfen des Vorhandenseins von Fehlstellen im textilen Halbzeug (1) durch Vergleich der gemessenen Drücke mit einem Schwellwert unter Einbezug der Orientierung der zumindest einen Schicht oder Lage von Kunststoff-Fäden oder Rovings im textilen Halbzeug (1), – abhängig von Mess-Vorgaben Wiederholung der vorangegangenen Schritte, – Identifizieren einer fehlerhaften Schicht oder Lage aufgrund einer ermittelten Fehlstelle in dem zu prüfenden textilen Halbzeug (1) mittels der Orientierung der zumindest einen Schicht oder Lage.
Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Implementierung in eine Steuerungs-Einheit.
Mess-Vorrichtung (40, 60) zur Prüfung der Qualität eines textilen Halbzeugs (1), das aus mindestens einer Schicht oder Lage von Kunststoff-Fäden oder Rovings aufgebaut ist, – mit einer Anordnung zur Messung von Drücken (27), – mit einer Stell-Einrichtung zur Ausführung einer Stell-Bewegung in einer vorgegebenen Stell-Richtung (46) und zur Ausübung einer vorbestimmten Kraft der Anordnung zur Messung von Drücken (27) auf das zu prüfende textile Halbzeug (1), – mit einer Auswerte-Einheit zur Ermittlung der mittels der Anordnung zur Messung von Drücken (27) gemessenen Drücke (P) oder Kräfte (F) in Bezug auf zumindest eine Mess-Richtung (X), wobei – eine Vorschub-Einrichtung vorgesehen ist, um die Anordnung zur Messung von Drücken (27) in einer Vorschub-Richtung (45) zu einer weiteren Mess-Position zu bewegen, und – die Anordnung zur Messung von Drücken (27) um einen Winkel (α) zur Vorschub-Richtung (45) versetzbar ist.