DE4026969A1 - Zuschneidevorrichtung fuer vorimpraegniertes fasermaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuschneiden eines in Rollenform bereitgestellten, vorzugsweise vorimprägnierten Fasergewebes, bestehend aus einem Zuschneidetisch, einer Halterung für die Rollen sowie einer Schneidvorrichtung.

Vorrichtung dieser Art werden bei der Herstellung von Werkstücken aus faserverstärktem Kunststoff eingesetzt. Im Zuge dieses Herstellungsprozesses wird vielfach zuerst eine Gelege aus mehreren Schichten vorim­ prägnierten Fasermaterials, sogenannten Prepregs, erzeugt, indem einzelne Bahnen des Fasermaterials zugeschnitten und übereinandergelegt werden. Häufig werden dabei auch Prepregs unterschiedlicher Beschaffenheit verwendet, die sandwich-artig aufeinan­ dergelegt werden. Anschließend werden die so entstan­ denen Gelege laminiert.

Das Zuschneiden der einzelnen Bahnen geschieht in der Regel in der Weise, daß das zu verarbeitende Faser­ material in Rollenform auf einem Beistellwagen bereit­ gestellt wird, der an der Kopfseite des Zuschneide­ tisches angeordnet ist und von dem die einzelnen Lagen durch Abrollen entnommen, zunächst grob abgeschnitten und von Hand auf dem Zuschneidetisch abgelegt werden, wo sie dann exakt auf die vorgegebene Länge geschnitten werden.

Dabei ergibt sich das Problem, daß ein vergleichsweise großer Verschnitt entsteht, der in der Regel als Sondermüll entsorgt werden muß. Hinzu kommt, daß die Handhabung der von der Rolle abgeschnittenen Bahnen aus Fasermaterial relativ umständlich ist, wodurch es einerseits geschehen kann, daß sich die auf dem Zuschneidetisch abgelegten Bahnen verziehen und wodurch andererseits praktisch ausgeschlossen ist, daß von vornherein möglichst lange Bahnen von der Rolle abge­ schnitten und auf dem Zuschneidetisch abgelegt werden, die ein Mehrfaches der zur Herstellung eines Bauteils benötigten Länge aufweisen und die anschließend in die exakt bemessenen Abschnitte unterteilt werden könnten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß beim Zu­ schneiden möglichst wenig Verschnitt auftritt und daß der Arbeitsgang des Zuschneidens von exakt bemessenen bahnförmigen Abschnitten aus vorimprägniertem Faser­ material weitestgehend vereinfacht wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent­ anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen, die insbesondere einen möglichst einfachen und funktionsgerechten Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Gegenstand haben, sind in den weiteren Ansprüchen angegeben. Dadurch, daß gemäß der Erfindung die Rollen mit den übereinander zu legenden Faserbahnen in Längsrichtung oberhalb des Zuschneidetisches verfahrbar gehaltert sind, ist es einerseits möglich, die Bahnen exakt ausgerichtet aufeinander zu legen, andererseits können dadurch Zuschneidetische von praktisch beliebiger Länge benutzt werden, so daß die Möglichkeit gegeben ist, die Bahn­ abschnitte für mehrere zu fertigende Bauteile durch einmaliges Abrollen auf dem Tisch hintereinander aus­ zulegen, wodurch der Verschnitt noch weiter verringert und die Materialersparnis noch größer wird.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine seitliche Ansicht einer Schneidevor­ richtung für Fasermaterial,

Fig. 2 und 3 jeweils Einzelheiten der in Fig. 1 darge­ stellten Anordnung,

Fig. 4 die in Fig. 1 dargestellte Anordnung in einer um 90° gedrehten Ansicht,

Fig. 5 und 6 weitere Einzelheiten der Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 7 eine alternative Führungsanordnung für eine Zuschneidevorrichtung und

Fig. 8 eine zweite Zuschneidevorrichtung.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in Fig. 1 abgebildete Zuschneidevorrichtung besteht aus einem in diesem Fall etwa 11 m langen und 1,5 m breiten Zuschneidetisch 1, über dem eine Halterung 2 in Längsrichtung verfahrbar gehaltert ist. Die Halterung 2, die auch als Verlegewagen bezeichnet werden kann, besteht aus einem Grundrahmen 7, in dem eine Trommel 8 um eine Achse A drehbar gehaltert ist. Letztere trägt in einer Art Revolveranordnung die vier Vorratsrollen 3 bis 6, die jeweils vorimprägniertes Fasermaterial von unterschiedlicher Beschaffenheit enthalten. Der Grund­ rahmen 7 wird von Rädern 9 bis 11 getragen und über seitliche Rollen 12 bis 14 an der Platte 15 des Zuschneidetisches 1 geführt. Er besteht dabei, wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich, aus zwei Seiten­ teilen 16, 17, die über eine Grundplatte 18 miteinander verbunden sind und die die Achse A für die Trommel tragen.

Die Trommel 8 ist aus zwei Scheiben 19 bzw. 20 aufge­ baut, die über Querverstrebungen 21 bis 23 verbunden sind und die, gleichmäßig über den Umfang verteilt, Ausnehmungen zur Aufnahme von Lagerzapfen 24 bis 27 für die Rollen 3 bis 6 aufweisen. Jeder dieser Lagerzapfen besteht dabei, wie in Fig. 2 am Beispiel des Lager­ zapfens 24 für die Rolle 6 gezeigt ist, aus einer Hülse 28 mit einem Flansch 29, einem Stauchkörper 30 sowie einem mit einem Innengewinde versehenen Endstück 31, durch die ein Gewindebolzen 32 derart gesteckt ist, daß sein Kopf am Flansch 29 anliegt und das Gewinde in Eingriff mit dem Endstück 31 gelangt. Die Außendurch­ messer der Hülse 28 sowie des Stauchkörpers 30 sind dabei so bemessen, daß sie geringfügig kleiner als der Innendurchmesser von Pappkernen 33 sind, auf denen das Fasermaterial jeweils aufgerollt ist.

Auf der Außenfläche der Scheibe 19 sind vier Loch­ leisten 34 bis 36 angeordnet, die in der in Fig. 3 dargestellt Weise mit einem Feststellhebel 37 in der Weise zusammenwirken, daß die Trommel 8 in einer vorgegebenen Position arretierbar ist. Der Feststell­ hebel 37 ist am Seitenteil 16 angelenkt und mit einem in der Langlochbohrung geführten Stift 38 versehen, der in eine der Bohrungen der Lochleiste 36 abgesenkt werden kann. Über eine in der Zeichnung nicht darge­ stellte Rasteinrichtung ist der Feststellhebel 37 dann in der Feststellposition fixierbar.

Unterhalb der Trommel 8 ist am Grundrahmen 7 ein Schneidtisch 39 befestigt, der mit einer verschwenk­ baren Schneidvorrichtung 40 zusammenwirkt. Letztere besteht im wesentlichen aus einem quer zum Schneidtisch 39 verlaufenden Balken 41, an dem ein Messer 42 geführt ist und der über Halterungen 43 und 44 schwenkbar an der Achse A der Trommel 8 angelenkt ist. Das Messer 42 wird mittels einer Zugstange 45 am Balken 41 entlang bewegt.

An dem in der Zeichnung in Fig. 1 rechten Ende des Zuschneidetisches 1 ist eine Klemmvorrichtung 46 vor­ gesehen, an der der Anfang der abzulegenden Gewebebahn 47 festgesetzt werden kann. Die Verlegerichtung der Bahn 47 ist dabei in der Zeichnung von rechts nach links. Das linke Ende des Zuschneidetisches stellt zugleich diejenige Position für die gesamte verfahrbare Halterung 2 dar, in der die leeren Pappkerne entnommen und neue Rollen mit Fasermaterial in die Trommel 8 eingelegt werden. Eine oberhalb des Zuschneidetisches am Grundrahmen 7 gehalterte Platte 48 dient dabei als Ablage für die entnommenen Pappkerne bzw. die einzu­ setzenden neuen Rollen.

Weitere Einzelheiten zur Arretierung der einzelnen Rollen in der Trommel 8 sind der Darstellung gemäß den Fig. 5 und 6 zu entnehmen. Danach ist zunächst auf der Scheibe 19 im Bereich der Ausnehmungen für die Lagerzapfen 24 bis 27 jeweils in einem Gehäuse 49 bis 51 ein Arretierstift 52 längsverschieblich gehaltert, der in seiner in Fig. 5 dargestellten ausgeschobenen Position über den Flansch 29 des Lagerzapfens 24 greift und diesen in axialer Richtung in seiner Einbaulage fixiert. Das andere Ende der Rolle wird dabei durch eine ebenfalls mit einem Lagerzapfen versehene Aufnahme 53 bis 55 gehalten.

Fig. 6 zeigt einen Teil der Scheibe 19 im Bereich der Ausnehmung für den Lagerzapfen 24. Nach dem Einsetzen des Lagerzapfens bei Einlegen einer neuen Rolle wird diese Ausnehmung durch einen Einsatz 56 verschlossen. Dieser ist in axialer Richtung auf der Scheibe 19 durch eine aufgesetzte Platte 57 fixiert, die, wie in der Figur erkennbar, einen seitlichen Überstand aufweist, sowie durch eine auf der Innenseite der Scheibe im Abstand zum Einsatz 56 an diesem angeordnete zweite Platte 58, hinter die ein schwenkbarer Riegel 59 greift. Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung ist ein solcher Riegel 60 in geöffnetem Zustand dargestellt.

In Fig. 7 ist eine alternative Möglichkeit für die seitliche Führung der gesamten, in dieser Figur nur angedeuteten Halterung 102 am Zuschneidetisch 101 dargestellt. In einem U-förmigen Profilelement 103 angeordnete Führungsrollen 104 bis 106 laufen in diesem Fall auf Führungsstangen 107, die in seitlichem Abstand am Gestell 108 des Zuschneidetisches 101 angebracht sind.

Die in Fig. 8 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 1 dahingehend, daß zur Positionierung und Arretierung der Trommel 8 ein Elektromotor 261 vorgesehen ist, der oberhalb der Trommel 8 am Grundrahmen 207 der Halterung für die Trommel 8 angebracht ist und der über einen Riemen 262 auf eine auf der Achse A angeordnete Scheibe 263 wirkt. In Abwandlung der in Fig. 1 gezeigten Anordnung sind im Fall des hier gezeigten Ausführungsbeispiels die Seitenteile 216 des Grundrahmens 207 bis über die Trommel 8 hochgezogen. Eine Feststelleinrichtung für die Trommel 8 kann in diesem Fall entfallen.

Zum Herstellen eines Geleges aus mehreren aufeinander liegenden Bahnen vorimprägnierten Fasermaterials wird die gesamte Halterung 2 für die Trommel 8 mit den Rollen 3 bis 6, d. h. der Verlegewagen, mit Hilfe eines Handgriffes 64 an das in der Zeichnung rechte Ende des Zuschneidetisches 1 bewegt. Dort wird der Anfang der auszulegenden Gewebebahn 47 in die Klemmvorrichtung 46 eingelegt und fixiert. Durch Bewegen des Verlegewagens in Richtung auf das andere Ende des Zuschneidetisches wird die Bahn abgerollt und dabei zugleich auf dem Tisch ausgelegt und bei Erreichen der Markierung für die gewünschte Bahnlänge mit Hilfe des Messers 42 von der Rolle abgetrennt. Anschließend kann, nach dem Drehen der Trommel 8 in eine andere Position und Zurückfahren des Legewagens in seine Ausgangsstellung, eine zweite Bahn aus einem anderen Fasermaterial auf der ersten positioniert werden. Aufgrund der stufenlos in den Pappkernen klemmbaren Lagerzapfen 24 bis 27 können dabei auch unterschiedlich breite Rollen verwendet und so in der Trommel 8 positioniert werden, daß sie sich trotz unterschiedlicher Kernüberstände exakt über der Mitte des Zuschneidetisches 1 befinden. Die endgültige Fixierung der Lagerzapfen durch Anziehen der Bolzen 32 erfolgt dabei erst, nachdem die neue Rolle in die Trommel eingelegt und exakt ausgerichtet wurde.

Abschließend sei angemerkt, daß es im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch möglich ist, die Halterung 2 nicht direkt am Zuschneidetisch 1 zu haltern, sondern sie an einer über diesem, beispiels­ weise unmittelbar an der Hallendecke oder an einem separaten Rahmen angebrachten Linearführung anzuordnen, so daß sie gleichsam über dem Tisch schwebt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Zuschneiden eines in Rollenform bereitgestellten, vorzugsweise vorimprägnierten Fasergewebes, bestehend aus einem Zuschneidetisch, einer Halterung für die Rollen sowie einer Schneidvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (2) in Längsrichtung der Gewebebahnen (47) oberhalb des Zuschneidetisches (1) verfahrbar gehaltert ist und daß die Schneidvorrichtung (40) in die Halterung (2) integriert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Halterung (2) unmittelbar am Zuschneidetisch (1) längsverschieblich gehaltert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halterung (2) eine um eine horizontale Achse (A) drehbar gehalterte Trommel (8) aufweist, in die mehrere Rollen (3-6) des Fasergewebes einlegbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß an der Trommel (8) Lagerzapfen (24-27) zur Aufnahme der Rollen (3-6) vorgesehen sind, die eine Positionierung und Fixierung der Rollen (3-6) in axialer Richtung ermöglichen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lagerzapfen (24-27) äquidistant über den Umfang der Trommel (8) verteilt angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommel (8) ein Elektromotor (61) zu deren Verstellung zugeordnet ist.