DE4130269A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen laminierter prepreg-teile - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum herstellen laminierter prepreg-teileInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Herstellen eines laminierten Prepreg-Teils
oder Prepreg-Erzeugnisses durch Laminieren von Prepreg-Lagen,
die dadurch hergestellt werden, daß härtbares oder thermo
plastisches Harz in als Verstärkung dienende Fasern
imprägniert wird. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit
einem Verfahren und einer Vorrichtung zum effizienten und
automatischen Herstellen eines laminierten Prepreg-Teils unter
Verwendung desselben Arbeitstisches.
Ein Prepreg ist eine Art formbarer Werkstoff, der zum
Herstellen von verstärkten Kunststofferzeugnissen benutzt wird
und dadurch hergestellt wird, daß ein wärmehärtbares Harz, das
durch Vermischen eines Härtemittels, eines Farbmittels und
eines Füllstoffes in einem geeigneten Verhältnis gewonnen
worden ist, zum gleichförmigen Imprägnieren einer Verstärkung
verwendet wird, bei der es sich vorzugsweise um eine Glasmatte
oder ein Glasgewebe handelt. Nach der Imprägnierung wird das
Prepreg getrocknet, und zwar bis zu einem halbgehärteten
Zustand, so daß das resultierende Prepreg-Teil biegsam ist.
Wenn das Prepreg-Teil zum Herstellen von Bauteilen von
Kraftfahrzeugen, Flugzeugen, Motorbooten usw. verwendet wird,
wird das Prepreg-Teil mit einem Formentrennmittel beschichtet,
zumindest an denjenigen Stellen, die mit dem Formgebungswerkzeug
in Berührung kommen. Nachdem das Prepreg-Teil vollkommen unter
Anwendung von Druck und Wärme ausgehärtet worden ist, erhält
man ein Fertigprodukt, das hart und leicht ist und eine Stärke
hat, die größer als diejenige eines Stahlbleches ist. Aus
diesem Grunde hat man in den letzten Jahren Prepreg-Produkte
immer häufiger bei der Herstellung verschiedenartigster Fahr
zeuge eingesetzt.
Davor war es bereits bekannt, Sport- und Freizeitwaren sowie
Bauteile von verschiedenen Maschinen aus Verbundwerkstoffen
wie kohlenstoffaserverstärktem Kunststoff oder dergleichen
herzustellen. Solche Verbundwerkstoffe wurden dadurch
hergestellt, daß Kohlenstoffasern, Aramidfasern, Borfasern,
Glasfasern oder andere verstärkende Fasern mit einem wärme
aushärtbaren oder thermoplastischen Harz imprägniert wurden,
um eine Prepreg-Lage herzustellen. Es wurden dann Prepreg-
Lagen unter unterschiedlichen Winkeln laminiert, um ein
laminiertes, flächenförmiges Prepreg-Erzeugnis oder Prepreg-
Flächengebilde zu erhalten. Das laminierte Prepreg-Flächen
gebilde wird durch Schneiden in eine Gestalt gebracht, die für
die herzustellenden Bauteile geeignet ist. Ein geschnittenes
Stück eines laminierten Prepreg-Flächengebildes wird auf einer
Formgebungsvorrichtung angebracht und dann unter Anwendung von
Wärme und Druck in ein Erzeugnis geformt, das eine gewünschte
Gestalt und Stärke hat.
Ein laminiertes Prepreg-Teil hat man bisher dadurch
hergestellt, daß man ein laminiertes Prepreg-Flächengebilde
unter Verwendung eines Prepreg-Laminiergeräts gewonnen hat und
dann den gewonnenen Schichtwerkstoff oder das gewonnene
Flächengebilde zu einer Trimm- oder Schneidemaschine befördert
hat, mit der dann das Flächengebilde in eine gewünschte
Gestalt geschnitten wird. Zum effizienten Laminieren der
Prepreg-Flächengebilde wird ein flexibles Band (nachstehend
Trägerpapier genannt) auf seiner einen Seite mit Silikon
imprägniert, und anschließend wird das Prepreg-Flächengebilde
auf die andere Seite oder Oberfläche geklebt oder gebonded, um
ein Prepreg-Band zu erhalten. In dem Prepreg-Laminiergerät
wird die Prepreg-Lage von dem Prepreg-Band abgeschält und
kontinuierlich in einer vorbestimmten Richtung orientiert und
anschließend laminiert, und zwar unter Anwendung eines
Druckes, um ein Prepreg-Flächengebilde zu erhalten. Zum
Identifizieren der einzelnen laminierten Prepreg-Teile wird
ein Markiergerät benutzt, das auf einem Abschnitt jedes
laminierten Prepreg-Teils eine Identifiziermarke vorsieht.
Bei dem Verfahren und der Vorrichtung der oben beschriebenen
Art zum Herstellen laminierter Prepreg-Teile müssen die
jeweiligen Herstellungsschritte diskontinuierlich an
verschiedenen Plätzen vorgenommen werden. Darüber hinaus ist es
erforderlich, die laminierten Prepreg-Flächengebilde an
verschiedene Plätze zu bringen, bei denen die jeweiligen
Schritte ausgeführt werden. Aus diesem Grunde treten die
nachstehenden Schwierigkeiten auf:
- a) Wenn man ein wärmeaushärtbares Prepreg-Band und ein laminiertes Prepreg-Teil bei Raum- oder Zimmertemperatur aufbewahrt, schreitet die chemische Reaktion zum Aushärten des Werkstoffes voran. Aus diesem Grunde ist es notwendig, wenn der Formgebungsvorgang bei einem Zwischenpunkt aufeinander folgender Schritte zeitweise unterbrochen werden muß, das Prepreg-Teil in einem Gefrierschrank vorübergehend bei einer Temperatur unterhalb von etwa -18°C zu lagern. Diese Lagerung ist an sich ein unnützer Vorgang, der zudem Arbeitszeit benötigt.
- b) Da ein nichtgehärtetes Prepreg und laminierte Prepreg-Teile weich und flexibel sind, sind ihre Handhabung und ihr Transport schwierig. Aus diesem Grunde ist es erforder lich, eine spezielle Vorrichtung zum Transport der laminierten Prepreg-Teile zu verwenden. Der Transportvorgang ist somit nicht nur mühsam, sondern erfordert auch viel Arbeitszeit.
- c) Da die Behandlungszeiten bei den verschiedenen Schritten unterschiedlich sind, selbst wenn man die Schritte automatisiert, ist es unmöglich, die jeweiligen Schritte zeitgemäß aneinander anzugleichen und auf diese Weise die tatsächliche Arbeitszeit des Geräts insgesamt zu vermindern.
- d) Wo eine Maschinenbearbeitung oder eine manuelle Bearbeitung bei den jeweiligen Schritten erforderlich ist, besteht die Notwendigkeit, für jeden Schritt ein Herstellungsprogramm aufzustellen und auch ein Arbeitsprogramm vorzusehen. Die Überwachung der Herstellung ist daher mühsam und nicht effizient.
- e) Wo der Laminiervorgang des Prepreg-Stücks und der Schneidevorgang des laminierten Prepreg-Flächengebildes auf verschiedenen Arbeitstischen vorgenommen werden, muß man wenigstens zwei Arbeitstische vorsehen, so daß man einen großen Installationsraum für die Herstellungsvorrichtung benötigt.
- f) Wo ein Prepreg-Flächengebilde dadurch gewonnen wird, daß ein gewünschter Abschnitt von einem Prepreg-Band abgeschält wird, wird das Flächengebilde während des Schneidens des Prepreg-Bandes ausgebildet. Folglich ist es unmöglich, das Prepreg-Band während des Schneidens zu laminieren, so daß eine lange Zeit benötigt wird, um die Prepreg-Flächengebilde zu laminieren.
Ein Ziel der Erfindung ist es, zum Herstellen eines
laminierten Prepreg-Teils ein Verfahren und eine Vorrichtung
anzugeben, mit denen es möglich ist, das laminierte Prepreg-
Teil automatisch und effizient herzustellen.
Hierbei soll es vorzugsweise möglich sein, die laminierten
Prepreg-Teile in verschiedenartigen Formen oder Gestalten
herzustellen.
Vorzugsweise soll der Herstellungsvorgang einfach sein, und
die Herstellungsvorrichtung soll relativ wenig Installations
raum beanspruchen.
Vorzugsweise soll die Vorrichtung derart ausgestaltet sein,
daß gemäß einem vorbestimmten Programm unnötige Teile von
einem Prepreg-Band entfernt werden.
Schließlich soll nach der Erfindung vorzugsweise eine Prepreg-
Segment-Zusammensetzvorrichtung mit einem einfachen Aufbau und
relativ geringem Installationsraum geschaffen werden, wobei
eine bessere Kontrollmöglichkeit geschaffen werden soll, so
daß die Prepreg-Segmente genau und effizient zusammengefügt
werden können.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist zum Herstellen eines
laminierten Prepreg-Teils ein Verfahren vorgesehen, das die
folgenden Schritte enthält: Herstellen eines Prepreg-Bandes
aus einer Prepreg-Lage, die mit einem Trägerpapier verbunden
ist; Schneiden des Prepreg-Bandes zum Gewinnen einer
vorbestimmten Konfiguration bis zu einer Tiefe, die
hinreichend ist, um das Prepreg-Band zu schneiden, jedoch
nicht das Trägerpapier zu schneiden; Entfernen eines unnötigen
Abschnitts des Prepreg-Bandes von dem Trägerpapier, um ein
geschnittenes Prepreg-Band zu erhalten; Bewegen einer Laminier
anbringung in einer vorbestimmten Richtung während das
geschnittene Prepreg-Band, von dem der unnötige
Prepreg-Abschnitt entfernt worden ist, gegen die Oberfläche
eines Arbeitstisches gedrückt wird; Abschälen des
Prepreg-Bandes von dem Trägerpapier; Verbinden des
abgeschälten Prepreg-Bandes mit der Oberfläche des Arbeits
tisches in Aufeinanderfolge; Orientieren der geschnittenen
Prepreg-Bänder in einer bestimmten Richtung zum Bilden eines
Prepreg-Flächengebildes; Drücken des geschnittenen
Prepreg-Bandes, während es in einer vorbestimmten Richtung
bewegt wird, gegen das Prepreg-Flächengebilde;
kontinuierliches Laminieren der geschnittenen Prepreg-Bänder
und Orientieren der geschnittenen Prepreg-Bänder in eine
vorbestimmte Richtung, um ein laminiertes Flächengebilde
einschließlich einer Vielzahl von Prepreg-Lagen zu erhalten;
Trimmen des laminierten Prepreg-Flächengebildes auf dem
Arbeitstisch; Trennen und Herausnehmen des getrimmten und
laminierten Teils von dem laminierten Prepreg-Flächengebilde.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist zum Herstellen
eines laminierten Prepreg-Teiles eine Vorrichtung vorgesehen,
die enthält: eine Prepreg-Schneideeinrichtung mit einer
Prepreg-Bandschneideeinrichtung, die lediglich zum
Durchtrennen einer Prepreg-Lage eines Prepreg-Bandes dient;
eine Einrichtung zum Entfernen eines unnötigen Abschnitts von
dem Prepreg-Band; einen Arbeitstisch, auf dem ein laminiertes
Prepreg-Flächengebilde ausgebildet wird; einen entfernbaren
Kopf zum Bewegen oberhalb des Arbeitstisches parallel zur
Oberfläche des Arbeitstisches; eine Laminieranbringung, die an
dem bewegbaren Kopf angebracht ist; eine zum Herausnehmen des
laminierten Prepreg-Bandes dienende Herausnahmeeinrichtung,
die auf der stromab liegenden Seite des Arbeitstisches
vorgesehen ist; eine Vielzahl von Laminieranbringungen und
Trimmanbringungen, die erstellt sind, wobei eine ausgewählte
der Laminieranbringungen und der Trimmanbringungen an dem
entfernbaren Kopf angebracht ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist zum Herstellen
eines Prepreg-Flächengebildes eine Vorrichtung vorgesehen, die
enthält: einen Arbeitstisch; geradlinige Führungen, die zu
einer Seite des Arbeitstisches parallel dazu installiert sind;
ein Ständergrundteil, das längs der Führungen verschiebbar ist;
ein Ritzel und eine in das Ritzel eingreifende Zahnstange,
wobei das Ritzel und die Zahnstange zusammenarbeiten, um das
Ständergrundteil parallel zum Arbeitstisch zu verschieben;
einen von dem Ständergrundteil getragenen Arm, der sich über
den Arbeitstisch erstreckt; eine in dem Arm vorgesehene
Vorschubspindel, die von einer Antriebsmutter gedreht wird;
einen vom Außenende des Armes getragenen Sattel, der in der
Vertikalrichtung bewegbar ist; einen von einer drehbaren Welle
getragenen Laminierkopf mit einer Abgaberolle zur Abgabe eines
laminierten Prepreg-Bandes, einer Trägerpapier-Aufnahmerolle
und einer Verbindungs- oder Kleberolle.
Es zeigt
Fig. 1 eine Teilansicht, die zur Erläuterung der Herstellungs
schritte eines laminierten Prepreg-Teils nach der
Erfindung nützlich ist,
Fig. 2 eine Ansicht eines Beispiels eines geschnittenen
Prepreg-Bandes, das gemäß der Erfindung verwendet wird,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht bestimmter Hauptteile
eines Herstellungsgeräts, das von der Erfindung
Gebrauch macht,
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines Geräts zur Herstellung eines Prepreg-Teils nach
der Erfindung,
Fig. 5A eine Seitenansicht eines Beispiels einer Laminier
anbringung,
Fig. 5B eine Schnittansicht der Laminieranbringung nach Fig. 5A
längs der Linien 5B-5B in Fig. 5A,
Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht einer Laminierrolle der
Laminieranbringung und zugeordnete Teile,
Fig. 7 eine vertikale Schnittansicht eines Beispiels eines
entfernbaren Kopfes,
Fig. 8 eine Vorderansicht eines Beispiels einer Trimmanbringung,
Fig. 9 eine Seitenansicht der Trimmanbringung nach Fig. 8,
Fig. 10 verschiedene Beispiele von Schneidmessern, die zum
Trimmen benutzt werden,
Fig. 11 eine geschnittene Seitenansicht eines Beispiels eines
Trenntisches,
Fig. 12 eine geschnittene Ansicht eines Abschnitts des Trenn
tisches längs der Linie XII-XII in Fig. 11,
Fig. 13 ein Blockdiagramm einer Steuerung, die bei der
Erfindung verwendet wird,
Fig. 14 eine Vorderansicht eines modifizierten Prepreg-
Schneidgeräts,
Fig. 15 eine teilweise geschnittene Vorderansicht mit Einzel
heiten des Prepreg-Schneidgeräts nach Fig. 14 längs
der Linie XV-XV in Fig. 14,
Fig. 16 eine Seitenansicht eines Geräts zum Entfernen eines
unnötigen Abschnitts des Prepreg-Bandes,
Fig. 17 eine Draufsicht auf das Entfernungsgerät nach Fig. 16,
Fig. 18 und Fig. 19 teilweise Seitenansichten anderer Beispiele
eines Geräts zum Entfernen eines unnötigen Abschnitts
des Prepreg-Bandes,
Fig. 20 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
einer Legeeinrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 21 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Lege
einrichtung nach Fig. 20, und
Fig. 22 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des modifi
zierten Ausführungsbeispiels.
Ein Verfahren zum Herstellen eines laminierten Prepreg-Teils
nach der Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 und dort
dargestellte Schritte (i)-(iv) erläutert.
Als erstes wird eine Lage eines Prepreg 12 mit einem flexiblen
bandförmigen Trägerpapier 11 verbunden oder verklebt (bonded),
um ein Prepreg-Band 10 herzustellen. Unter Verwendung einer
geeigneten Schneideeinrichtung, beispielsweise eines Ultra
schallschneiders, werden nuten- oder rillenförmige Einstiche
13, im folgenden Nuten genannt, durch das Prepreg 12
geschnitten, an das das Trägerpapier 11 geklebt worden ist
bzw. mit dem das Trägerpapier verbunden worden ist. Die Tiefe
der Nuten 13 ist derart, daß sie vollkommen das Prepreg 12
durchschneiden, jedoch nicht das Trägerpapier 11
durchschneiden. Die Rillen 13 begrenzen eine Vielzahl
Prepreg-Segmente 14. Die Lage und Orientierung der Rillen 13
sind bestimmt durch die Orientierung der Prepreg-Segmente 14
und die Größe des Prepreg-Flächengebildes, das im
anschließenden Prepreg-Formgebungsschritt verwendet werden soll.
Wenn ein quadratisches Prepreg-Flächengebilde 20 hergestellt
werden soll, geschieht dies durch fortlaufende Anordnung einer
Vielzahl Prepreg-Segmente 14 unter einem Winkel von 45°, wie
es in Fig. 1(ii) gezeigt ist. In diesem Fall sind die Stellen
oder Positionen der Nuten 13 in einer solchen Weise festgelegt,
daß eine Vielzahl Prepreg-Segmente 14 ausgebildet
wird, von denen jedes eine gewünschte Gestalt oder
Konfiguration und auch eine gewünschte Dimension oder
Abmessung hat, die notwendig sind, um eine gewünschtes
Prepreg-Flächengebilde 20 herzustellen. Zum Entfernen der
Abschnitte, die nicht zur Herstellung des
Prepreg-Flächengebildes erforderlich sind, wird ein Prepreg-
Entfernungsgerät benutzt, das unerwünschte Prepreg-Abschnitte
zwischen benachbarten Prepreg-Segmenten 14 entfernt, jedoch
das Trägerpapier 11 zurückläßt, so wie es ist. Die Stellen,
bei denen unnötige Teile oder Abschnitte entfernt worden sind,
sind mit einem Bezugszeichen 15 gekennzeichnet. In der
beschriebenen Weise erhält man ein geschnittenes Prepreg-Band
10, wie es in Fig. 1(i) gezeigt ist, bei dem jeweils nur noch
einzelne Prepreg-Segmente 14, die beim nächsten Herstellungs
schritt verwendet werden, mit dem Trägerpapier 11 verbunden
sind und unnötige Abschnitte vom Trägerpapier 11 entfernt
worden sind.
Das geschnittene Prepreg-Band 10 wird jetzt unter Verwendung
des Trägerpapiers 11 auf ein Bandaufnahmeteil aufgewickelt.
Das ausgewickelte geschnittene Prepreg-Band 10 wird dann zu
einem flachen Arbeitstisch transportiert und dort
kontinuierlich in einer vorbestimmten Richtung (45° bei dem
betrachteten Beispiel) bewegt, wobei die Prepreg-Segmente 14
gegen die Oberfläche des Arbeitstischs gedrängt bzw. gedrückt
werden. Das geschnittene Prepreg-Band 10 wird kontinuierlich
abgewickelt, und die Prepreg-Segmente 14 werden von dem
Trägerpapier 11 abgeschält, und zwar unter Anwendung einer
Adhäsions- oder Haftkraft der Oberfläche des Arbeitstisches,
der fortwährend in einer vorbestimmten Richtung (das sind 45°)
orientiert ist. In den Richtungen der in Fig. 1(ii) einge
zeichnteten Pfeile werden die geschnittenen Prepreg-Bänder 10
kontinuierlich unter einem Winkel von 45° bewegt, wobei die
Seitenkanten der geschnittenen Prepreg-Bänder 10 miteinander
in Berührung gebracht werden. Auf diese Weise erhält man ein
Prepreg-Flächengebilde 20 einer vorbestimmten Gestalt (in
diesem Fall quadratisch).
Nachdem in der oben beschriebenen Weise die erste Lage des
Prepreg-Flächengebildes 20 ausgebildet worden ist, wird in
gleicher Weise eine zweite Lage des Prepreg-Flächengebildes
auf die erste Lage des Prepreg-Flächengebildes 20 laminiert.
Das bedeutet, daß die zweite Lage des Prepreg-Flächengebildes
dadurch gewonnen wird, daß zunächst wieder ein geschnittenes
Prepreg-Band 10 hergestellt wird, bei dem unnötige Abschnitte
entfernt worden sind, dann das geschnittene Prepreg-Band in
einer vorbestimmten Richtung bewegt wird (beispielsweise unter
Drehung des Orientierungswinkels des Bandes um 90° bezüglich
des Winkels des Bandes für die erste Lage) und fortwährend die
Prepreg-Segmente 14 mit vorbestimmter Konfiguration orientiert
werden. Durch mehrmalige Wiederholung dieser Vorgänge wird ein
laminiertes Prepreg-Flächengebilde 30, das eine Laminierung
oder Schichtung aus einer vorbestimmten Anzahl flächiger
Prepreg-Lagen darstellt, gebildet.
Wenn Prepreg-Flächengebilde auf einem Formentrennblatt
laminiert werden, das auf der Oberfläche des Arbeitstisches
plaziert worden ist, wird die Oberfläche des Arbeitstisches
geschützt. Weiterhin wird dadurch die Entfernung des Produkts
vom Arbeitstisch erleichtert.
Das auf dem Arbeitstisch ausgebildete laminierte
Prepreg-Flächengebilde 30 wird mit Hilfe eines Schneiders bis
zu einer Tiefe geschnitten, daß die laminierten
Prepreg-Flächengebilde vollkommen durchschnitten, jedoch das
Formentrennblatt nicht durchtrennt ist. Das teilweise
geschnittene laminierte Prepreg-Flächengebilde wird in laminierte
Prepreg-Stücke 40a und 40b getrimmt (vgl. Fig. 1(iii)). Die
betreffenden laminierten Prepreg-Stücke 40a und 40b werden von
einer Förder- oder Transporteinrichtung herausgenommen (vgl.
Fig. 1(IV)). Die betreffenden laminierten Prepreg-Stücke 40a
und 40b werden mit Hilfe einer Markiereinrichtung mit
Identifikationsmarkierungen 41 versehen. Es ist von Vorteil,
diese Identifikationsmarkierungen anzubringen, bevor die
Stücke als Erzeugnisse herausgenommen werden.
Nachdem die laminierten Prepreg-Stücke 40a und 40b
herausgenommen worden sind, wird das restliche Teil 45 des
laminierten Prepreg-Flächengebildes von der Oberseite des
Arbeitstisches weggenommen. Die Oberfläche des Arbeitstisches
kann jetzt zum Herstellen des nächsten laminierten Prepreg-
Teils benutzt werden.
Die vorstehende Beschreibung erläutert ein Verfahren zum
Herstellen eines quadratförmigen laminierten Prepreg-Flächen
gebildes 30 durch aufeinanderfolgendes Anordnen von Prepreg-
Segmenten 14 in einer Richtung von 45°. Ein quadratisches
laminiertes Prepreg-Flächengebilde kann man auch aus einem in
Fig. 2 dargestellten Prepreg-Band 10′ herstellen, bei dem sich
die Rillen 13′ senkrecht zur Längsrichtung des Bandes
erstrecken. Auch hier werden Abschnitte 15′ zwischen den
Rillen 13′ unter Vorwegnahme eines zulässigen Fehlers für die
laminierten Prepreg-Lagen entfernt.
Fig. 3 und 4 zeigen ein Bespiel eines Geräts zum Herstellen
eines laminierten Prepreg-Teils, wie es oben beschrieben
worden ist.
Dieses Gerät enthält ein Prepreg-Schneidgerät 50 mit einer
Prepreg-Schneideinrichtung 120 zum Schneiden eines
Prepreg-Bandes 10 für ein Prepreg-Flächengebilde in eine
gewünschte Form sowie eine Entfernungseinrichtung 150 zum
Entfernen unnötiger Prepreg-Abschnitte aus dem Prepreg-Band
10. Die Prepreg-Schneideinrichtung kann beispielsweise von
einem Ultraschallwellenschneider Gebrauch machen. Eine
Steuereinrichtung, die in dem Prepreg-Schneidgerät 50
enthalten ist, steuert die Schneidposition und die Schneid
tiefe. Die Schneidposition wird bestimmt in Übereinstimmung
mit der Form oder Gestalt des zu bildenden Prepreg-Flächen
gebildes und der Orientierung des Prepreg-Stücks. Die Prepreg-
Schneidtiefe wird in einer solchen Weise festgelegt, daß der
Schneider lediglich das Prepreg, jedoch nicht das Träger
papier durchtrennt.
Der Schneidvorgang des Prepregs wird in einer solchen Weise
ausgeführt, daß das Prepreg-Band 10 von einer Abgaberolle 111
abgegeben und dann von der Schneideinrichtung 120 bis zu einer
vorbestimmten Tiefe eingeschnitten wird. Das eingeschnittene
Prepreg-Band 10 gelangt dann zu der Entfernungseinrichtung 150,
die aus dem Prepreg-Band Abschnitte oder Teile entfernt, die
zur Bildung des Prepreg-Flächengebildes nicht erforderlich
sind. Die Entfernung der unnötigen Abschnitte kann dadurch
erfolgen, daß ein Adhäsions-, Haft- oder Klebeband gegen die
unnötigen Abschnitte gedrängt oder gedrückt wird, um diese
Abschnitte durch ein Adhäsionsteil zu entfernen oder aber auch
unter Verwendung eines Stifts oder eine Nadel, die in die
unnötigen Abschnitte eindringt und sie entfernt.
Ein Prepreg-Band (eingeschnittenes Prepreg-Band), von dem
unnütze Abschnitte entfernt worden sind, wird von einer
Aufnahmerolle 171 aufgenommen bzw. dort aufgewickelt. Wenn
das Prepreg-Band einer Rolle von dem Schneidgerät 50
geschnitten worden ist, wird eine Rolle mit einem neuen
Prepreg-Band bei der Stelle für die Ausgabe- und Abgaberolle
111 montiert.
Einzelheiten des Schneidgeräts werden nachstehend unter
Bezugnahme auf Fig. 14 bis 19 erläutert.
Wie es aus Fig. 14 hervorgeht, ist auf einer Seite eines
Rahmens 100 eine Abgaberolle 111 montiert, die ein Prepreg-
Band 110 abgibt. Das Prepreg-Band wird von Vorschubrollen 112
angetrieben. Diese Vorschubrollen werden intermittierend von
einem nicht dargestellten Servomotor gedreht.
Auf der stromab gelegenen Seite der Vorschubrollen 112 ist
eine Prepreg-Schneideinrichtung 120 installiert. Wie es im
einzelnen aus Fig. 15 hervorgeht, enthält die Schneideinrichtung
120 ein Schneidmesser 121, das austauschbar oder entfernbar an
einem Ultraschalloszillatorhalter 122 montiert ist, der eine
Ultraschallschwingung erzeugt, die dem Schneidmesser 121
mitgeteilt wird. Elektrische Energie zum Antrieb des
Ultraschalloszillators wird über Leitungsdrähte zugeführt. Der
Ultraschalloszillatorhalter 122 ist mit Hilfe einer Halterung
124 an einem verschiebbaren oder bewegbaren Block 125
befestigt. Eine Seitenoberfläche des bewegbaren Blocks ist in
einem Führungsteil 126 verschiebbar gehaltert, das eine
vertikale Führung bildet. Der bewegbare Block 125 hat eine
vertikale Gewindeöffnung 125a zur Aufnahme einer Gewindestange
127, die von einem kleinen Servomotor oder Schrittmotor 128
angetrieben wird.
Das Führungsteil 126 ist an einem verschiebbaren Teil 132
eines vertikal verschiebbaren Teils 131 so befestigt, daß
das Führungsteil 126 in der Vertikalrichtung zusammen mit dem
verschiebbaren Teil 132 verschoben werden kann. Ein pneumati
scher oder hydraulischer Zylinder, beispielsweise ein Luft-
oder Öldruckzylinder, kann zum Verschieben des vertikal ver
schiebbaren Teils 131 verwendet werden, das am vertikalen Arm
einer L-förmigen Halterung 133 befestigt ist.
Eine vertikale Welle 134 ist am horizontalen Arm der Halterung
133 angebracht. Die vertikale Welle 134 wird von einem
Servomotor 136 angetrieben, der an einem horizontalen Arm 135
montiert ist. Dieser horizontale Arm kann in der Horizontal
richtung längs des Rahmens 100 und in einer Richtung senkrecht
zum Rahmen 100 hin- und herbewegt werden.
Unterhalb des Schneidmessers 121 befindet sich ein
horizontaler Tisch 141. Ein Ende des horizontalen Tisches 141
ist am Rahmen 100 befestigt. Ein Amboß 142 ist auf dem
horizontalen Tisch 141 montiert. Eine Vielzahl Luftöffnungen
143 sind in einem Oberteil des Ambosses 142 vorgesehen. Diese
Luftöffnungen 143 stehen in Verbindung mit einem horizontalen
Luftkanal 144, der im Amboß ausgebildet ist. Der Luftkanal 144
ist über ein Rohr 145 mit einer nicht dargestellten Luft
absaugeinrichtung verbunden.
Ein Meßgerät 146 zum Messen des Überstehgrads des Schneid
messers 121 ist bei der gezeigten Darstellung am rechten Ende
in den Amboß 142 eingebettet. Das Meßgerät 146 hat einen
vertikal verschiebbaren Vorsprung 146a, der dazu dient, an dem
unteren Ende des Schneidmessers 121 anzugreifen. Ein Detektor
147 ist am unteren Ende des verschiebbaren Blocks 125
befestigt, um die Ebenheit der oberen Oberfläche des Ambosses
142 zu messen.
Auf der stromabwärts gelegenen Seite der Prepreg-Schneidein
richtung 120 ist ein in Fig. 16 im einzelnen dargestelltes
Entfernungsgerät zum Entfernen unnötiger Prepreg-Abschnitte
aus einem Prepreg-Band 110′ vorgesehen, das in einer
vorbestimmten Weise eingeschnitten worden ist. Das Entfernungs
gerät 150 ist ausgerüstet mit einem Entfernungsarm 151, um
durch eine Schwenkbewegung, wie sie anhand von Fig. 16 und 17
erläutert wird, nicht benötigte Prepreg-Abschnitte von dem
Trägerpapier zu entfernen. Ein Ende des Armes 151 ist an einer
Drehwelle 152 befestigt, die in einem Halter 153 drehbar
gelagert ist. Der Arm 151 kann zwischen zwei Stellungen, die
mit ausgezogenen Linien (151) und gestrichelten Linien (151′)
in Fig. 16 eingezeichnet sind, verschwenkt werden. Ein
Schwenkmotor 154 ist am unteren Ende des Halters 153 zum
Verschwenken der Drehwelle 152 angebracht.
Am freien Ende des Armes 151, mit dem er am Prepreg angreift,
ist ein Bogen mit einem Krümmungsradius (R) von etwa 5 mm
ausgebildet. Der Halter 53 wird von einer Stütze 155 getragen,
deren oberes Ende 155a mit Hilfe einer Gewindestange 157 in
horizontaler Richtung verschoben werden kann. Die
Gewindestange 157 ist drehbar in einem horizontalen Führungsarm
156 gelagert. Als Gewindestange 157 kann eine Kugelumlaufspindel
verwendet werden, die von einem nicht dargestellten Servo
motor oder einem nicht dargestellten Öldruckzylinder
angetrieben werden kann.
Ein horizontaler Tisch 161 ist unterhalb des Entfernungsarmes
151 vorgesehen. Ein Ende des Tisches 161 ist am Rahmen 100
befestigt und auf dem horizontalen Tisch 161 ist ein Amboß 162
montiert. Eine Vielzahl Luftdurchlässe 163 ist in einer oberen
Wand des Ambosses 162 vorgesehen. Die Luftdurchlässe 163
stehen mit einem Luftkanal 164 in Verbindung, der über ein
Rohr 165 mit einer Luftabsaugeinrichtung verbunden ist.
Auf der stromab gelegenen Seite der Entfernungseinrichtung 150
ist eine Bandaufnahmeeinrichtung 170 zum Aufnehmen eines
geschnittenen Prepreg-Bandes 110′′ (Fig. 17) vorgesehen, von
dem unnötige Teile des Prepreg vom Trägerpapier entfernt
worden sind. Wie es aus Fig. 14 hervorgeht, hat die Aufnahme
einrichtung 170 eine Rolle 171 zur Aufnahme des geschnittenen
Prepreg-Bands 110′′. Die Aufnahmerolle 171 wird von einem nicht
dargestellten Antriebsmechanismus angetrieben, der im Rahmen
100 vorgesehen ist.
Zwischen dem Prepreg-Entfernungsgerät 150 und der
Aufnahmeeinrichtung 170 ist eine Führung 173 angeordnet, die
eine seitliche Bewegung des geschnittenen Prepreg-Bandes 110′′
verhindern soll.
Längs der Bahn des Prepreg-Bandes sind verschiedene Detektoren
vorgesehen. So ist beispielsweise ein Ultraschallschwingungs
sensor 181 nahe bei der Aufnahmeeinrichtung 170 installiert,
um den Durchmesser des auf der Aufnahmerolle 171
aufgewickelten geschnittenen Prepreg-Bandes 110′ zu messen.
Die Ausgangsgröße des Schwingungssensors 181 wird zu einer
Steuereinrichtung für einen nicht dargestellten Drehmoment
motor zurückgeführt, der die Aufnahmeeinrichtung 171 antreibt,
und zwar in einer solchen Weise, daß im geschnittenen Prepreg-
Band 110 ein konstanter Wert für die Aufnahmespannung
aufrechterhalten wird. Kantendetektoren 182 und 183 sind in
der Nähe der Abgaberolle 111 und der Aufnahmerolle 171
vorgesehen.
Das in Fig. 14 bis 19 dargestellte Ausführungsbeispiel
arbeitet wie folgt:
Zunächst wird eine Rolle A des Prepreg-Bandes 110 auf der
Abgaberolle 111 montiert, und das vordere Ende des Prepreg-
Bandes 110 wird in die beiden Vorschubrollen 112 eingeführt.
Die Vorschubrollen 112 werden intermittierend angetrieben, um
das Prepreg-Band 110 bei der in Fig. 15 gezeigten Darstellung
um eine vorbestimmte Strecke nach rechts zu bewegen. Zum
Aufrechterhalten einer gewünschten Spannung im Prepreg-Band
wird ein nicht dargestellter Drehmomentmotor, der
antriebsmäßig mit der Ausgaberolle 111 verbunden ist, mit
einem Drehmoment beaufschlagt, das dem normalen Ausgabedreh
moment entgegenwirkt.
Das Prepreg-Band 110 wird zu der Schneideinrichtung 120
bewegt. Dort wird das Trägerpapier 110b (vgl. Fig. 15) des
Prepreg-Bandes 110 gegen die obere Oberfläche des Ambosses 142
gesaugt, und zwar durch die Anziehungskraft der Luft im
Luftkanal 144.
Das Prepreg-Band 110 wird jetzt vom Schneidmesser 121
eingeschnitten. Zu diesem Zweck werden der horizontale Arm 135
und die Halterung 133 in einer solchen Weise bewegt, daß das
Schneidmesser 121 in eine gewünschte horizontale Position
gebracht wird. Gleichzeitig wird das vertikal bewegbare Teil
131 zum vertikalen Bewegen des verschiebbaren Teils 132
zusammen mit dem Führungsteils 126, dem verschiebbaren Block
125 und dem Ultraschallwellenoszillatorhalter 122 betätigt, um
eine approximierte Positionierung des vertikalen
Schneidmessers 121 zu bewirken. Danach wird der Detektor 147
betätigt, um die Ebenheit der oberen Oberfläche des Ambosses
142 zu erfassen. Die Ausgangsgröße des Detektors 147 wird
zurückgeführt zu der nicht dargestellten Steuereinrichtung des
Servomotors 128, um die Gewindestange 127 um einen
vorbestimmten Betrag und damit um ein wenig den bewegbaren
Block 125 und das Schneidmesser 121 zu verschieben. Aufgrund
dieser kleinen Bewegung oder Verschiebung wird das Schneid
messer 121 in eine Position abgesenkt, die der Dicke des
Prepreg-Flächengebildes 110a entspricht.
Nach der Einstellung der vertikalen Position des Schneidmessers
121 werden der horizontale Arm 135 und die Halterung 133 gemäß
einem vorbestimmten Programm zum Bewegen des Schneidmessers
121 längs eines vorbestimmten Ortes bewegt, wobei das Prepreg-
Flächengebilde 110a durchschnitten wird. Gleichzeitig wird die
Ultraschallschwingung dem Schneidmesser 121 vom Ultraschall
oszillator 122 zugeführt. Obgleich das Schneiden des Prepreg-
Flächengebildes 110a möglich ist, wenn die Ultraschall
schwingung nicht angelegt ist, stellt die Anlegung der
Ultraschallschwingung ein glattes Schneiden und eine längere
Lebensdauer des Schneidmessers 121 sicher.
Nicht nur während des Schneidvorgangs, sondern auch beim
Austausch wird das Schneidmesser 121 periodisch gegen den
Vorsprung 146a des Meßgeräts 146 gedrückt, um eine Änderung
der Befestigungsposition des Schneidmessers 121 und das Ausmaß
der Abnutzung, die während des Schneidvorganges auftritt, zu
erfassen. Die erfaßten Werte werden zur Steuereinrichtung des
Servomotors 128 zurückgeführt. Auf dieser Weise wird eine
Feinregelung in einer solchen Weise durchgeführt, daß das
Schneidmesser 121 stets in einer derart geeigneten Position
gehalten wird, daß es das Trägerpapier 110b nicht durchtrennt.
Wenn das Prepreg 110a von der Schneideinrichtung 120
geschnitten wird und eine vorbestimmte Anzahl von Einschnitten
oder Nuten ausgebildet ist, wird das Prepreg-Band 110′ zur
Entfernungseinrichtung 150 transportiert, die in Fig. 16
dargestellt ist, um unnötige Abschnitte zu entfernen.
Wie es aus Fig. 16 hervorgeht, wird das Trägerpapier 110b,
nachdem es auf den horizontalen Tisch 161 transportiert worden
ist, gegen die obere Oberfläche eines Ambosses 162 gesaugt,
und zwar unter der Einwirkung der Saugwirkungen der Luftdurch
lässe 163. Anschließend wird der Schwingmotor 154 betätigt, um
den Arm 151 so zu verschwenken, daß sein freies Ende an einem
Ende des nicht erforderlichen Prepreg-Abschnitts 110c zwischen
den Einschnitten angreift, die vom Schneidmesser 121 gebildet
worden sind. Unter diesen Bedingungen wird die Gewindestange
157 gedreht, um den Träger und die Stütze 155 in einer
Richtung quer zum Prepreg-Band 110′ zu bewegen. Auf diese
Weise wird der unnötige Prepreg-Abschnitt 110c vom Trägerpapier
110b aufgrund der Schwenkbewegung des Schwenkmotors 151 abge
schält. Der abgeschälte Abschnitt fällt in einer der Abschäl
startstellung entgegengesetzten Endstellung vom Prepreg-Band
110′ ab.
Ein geschnittenes Prepreg-Band 110′, das man durch Entfernen
des unnötigen Prepreg-Abschnitts 110c vom Trägerpapier 110b
erhält, wird von einer Abwickel- oder Aufnahmeeinrichtung 170
zu einer Rolle aufgewickelt. Die auf diese Weise gebildete
Rolle wird auf einer in dieser Zeichnung nicht dargestellten
Prepreg-Laminiermaschine montiert, die zum Laminieren der
Prepreg-Lagen dient.
Wie es oben beschrieben ist, wird das Prepreg-Band 110 fort
während von der Abgaberolle 111 über die Prepreg-Schneidvor
richtung 120 und die Entfernungseinrichtung 150 der Aufnahme
rolle 171 zugeführt. Hierbei werden die Positionen der Kanten
des Prepreg-Bandes 110 von den in Fig. 14 gezeigten Kanten
detektoren 182 und 183 erfaßt. Aufgrund der Ausgangsgrößen
dieser Kantendetektoren 182 und 183 werden die Abgabehaspel
oder Abgaberolle 111 sowie die Aufnahmehaspel oder Aufnahme
rolle 171 quer zur Laufrichtung des Prepreg-Bandes verschoben,
so daß die Kanten des Prepreg-Bandes ausgerichtet sind. Auf
diese Weise erhält man einen ordentlich aussehenden Wickel des
Prepreg-Bandes.
Gemäß dem in Fig. 14 bis 19 dargestellten Ausführungs
beispiel ist es möglich, erforderliche Teile des
Prepreg-Bandes in eine vorbestimmte Gestalt und das Entfernen
unnützer Teile vom Prepreg-Band automatisch vorzunehmen.
Fig. 18 und 19 sind Teilansichten, die weitere Ausführungs
formen von Einrichtungen zum Schneiden des Prepreg-Bandes und
zum Entfernen unnützer Abschnitte von dem Prepreg-Band
erstellen.
Bei einer in Fig. 18 gezeigten Modifikation wird ein Prepreg-
Band, das mit Rillen oder Einschnitten versehen ist, einem
Biegevorgang unterzogen, um die unnötigen Prepreg-Band
abschnitte von dem Trägerpapier abzuschälen. Insbesondere ist
auf der Auslaufseite des Prepreg-Band-Schneidgerätes eine
Kanteinrichtung 175 vorgesehen, die von einem vertikalen
Bauteil gebildet wird, welches, senkrecht zur Laufrichtung des
Prepreg-Bandes 110 angeordnet ist. Wie man der Zeichnung
entnehmen kann, weist die Kantvorrichtung 175 auf ihrer einen
Seite einen gekrümmten Abschnitt 175a mit einem relativ großen
Krümmungsradius auf. Vorzugsweise ist der Krümmungsradius so
gewählt, daß man bezüglich der normalen Lauffläche einen
Abbiegewinkel 8 von etwa 5 bis 10° erhält, wenn das Prepreg-
Band 110′ längs des gekrümmten Abschnitts 175a abgekantet bzw.
abgebogen wird.
Hinter der Kanteinrichtung 175 ist eine Führungsrolle 172
angeordnet, die quer zur Laufoberläche des Prepreg-Bandes 110′
vorgesehen ist und in senkrechter Richtung verschoben werden
kann.
Zwischen der Kanteinrichtung 175 und der Führungsrolle 172
befindet sich eine Einspanneinrichtung 176, die eine obere
Platte 176a und eine untere Platte 176b mit dazwischen
befindlichem laufendem Prepreg-Band 110′ aufweist. Die
Einspanneinrichtung 176 kann zwischen der Lauffläche des
Prepreg-Bandes 110′ und einem Behälter 174 hin- und herbewegt
werden, der dazu dient, die nicht notwendigen
Prepreg-Abschnitte aufzunehmen.
Bei der modifizierten Ausführungsform läuft das eingeschnittene
Prepreg-Band 110′ in die Entfernungseinrichtung 150, wobei das
einlaufende Band auf der oberen Oberfläche der Kanteinrichtung
175 gleitet. Unmittelbar bevor ein unnützer Prepreg-Abschnitt
110c, der entfernt werden soll, den gekrümmten Abschnitt 175a
der Kanteinrichtung 175 erreicht, wird die Führungsrolle 172
aus ihrer in voll ausgezogenen Linien eingezeichneten oberen
Position in eine gestrichelt eingezeichnete untere Position
verschoben. Die abgesenkte Führungsrolle 172 biegt das
Prepreg-Band 110′ um die Oberfläche des gekrümmten Abschnitts
175a der Kanteinrichtung 175.
Aufgrund dieses Biegevorganges wird der mit Einschnitten
umrahmte Abschnitt des Prepreg-Bandes 110′ vom Trägerpapier
110b, das nicht durchschnitten ist, unter der Einwirkung der
Oberfläche des gekrümmten Abschnittes 175a abgelöst. Unnütze
Abschnitte des Prepreg-Bandes 110c bewegen sich daher in
Horizontalrichtung weiter, wohingegen das Trägerpapier, das
durch die Wirkung der Führungsrolle 172 nach unten gebogen
ist, weiterhin zur Aufnahmeeinrichtung läuft.
Das vordere Ende des unnützen Prepreg-Abschnitts 110c, das
sich in horizontaler Richtung bewegt, wird mit der unteren
Platte 176b der Einspannvorrichtung 176 verbunden, wobei sich
die untere Platte 176 in einer Stellung befindet, die gering
fügig unterhalb der Lauffläche des Prepreg-Bandes 110 ist. Die
obere Platte 176a wird dann abgesenkt, um das vordere Ende des
unnützen Prepreg-Abschnitts 110c einzuklemmen und zum Behälter
174 zu bewegen, wo der unnütze Prepreg-Abschnitt 110c
vollständig vom Trägerpapier getrennt ist. Die obere Platte
176a und die untere Platte 176b der Einspanneinrichtung 176
werden dann getrennt, um den unnützen Prepreg-Abschnitt 110c
freizugeben, der dann in den Behälter 174 fällt. Nach
Beendigung der Entfernung des unnützen Prepreg-Abschnitts 110c
wird die Führungsrolle 172 wieder in eine Stellung oberhalb
der Lauffläche Prepreg-Bandes gebracht, so daß alle Vorbe
reitungen getroffen sind, um den nächsten unnützen Prepreg-
Abschnitt in Empfang zu nehmen. Die Entfernungseinrichtung 150
gestattet es, den unnützen Prepreg-Abschnitt während der
Förderbewegung des Prepreg-Bandes zu entfernen, so daß die
Bearbeitungszeit herabgesetzt wird.
Bei einer anderen in Fig. 19 dargestellten Modifikation wird
der nicht erforderliche Abschnitt des Prepreg-Bandes mit Hilfe
einer Adhäsions- oder Haftkraft vom Trägerpapier entfernt. Bei
dieser modifizierten Ausführungsform sind zwei vertikal
beabstandete Rollen 186 und 187 vorgesehen, die dazu dienen,
das Prepreg-Band 110′ im Bedarfsfall zwischen sich
einzuklemmen. Ein Adhäsions- oder Haftband 185 ist um eine
obere Rolle 188 der hier dargestellten Entfernungseinrichtung
180 gewickelt. Hierbei ist die Adhäsions- oder Haftoberfläche
des Bandes 185 nach außen (unten) gerichtet, wenn das Band 185
um die Rolle 187 läuft. Das von der Rolle 180 abgegebene Band
wird von einer Rolle 184 aufgenommen. Der Welle der Abgabe
rolle 188 kann eine Bremskraft mitgeteilt werden, wohingegen
die Aufnahmerolle 184 von einem Motor, beispielsweise einem
Drehmomentmotor, angetrieben wird. Die Anordnung ist folglich
so getroffen, daß das Adhäsionsband 185 von der Abgaberolle
188 ohne Durchhang um die obere Rolle 187 zur Aufnahmerolle
184 laufen kann.
Beim Vorschub des Prepreg-Bandes 110′, bei dem lediglich das
Prepreg-Band 110a von der Prepreg-Schneideinrichtung
durchtrennt ist, gelangt schließlich ein unnützer Abschnitt
des Prepreg-Bandes 110a unter die obere Rolle 187. In diesem
Moment wird die obere Rolle 187 abgesenkt, um das Prepreg-Band
110′ zwischen der oberen und unteren Rolle 187 und 186
einzuklemmen. Die Folge davon ist, daß der unnütze
Prepreg-Abschnitt am Band 185 anhaftet oder anklebt. Wenn
jetzt die obere Rolle 187 angehoben wird, wird der am Band 185
anhaftende unnütze Prepreg-Abschnitt zusammen mit dem Band 185
angehoben und der Aufnahmerolle 184 zugeführt.
Bei dieser modifizierten Ausführungsform können somit unnütze
Prepreg-Abschnitte mit einem relativ einfachen Gerät entfernt
werden.
Als Einrichtung zum Entfernen unnützer Prepreg-Abschnitte vom
Prepreg-Band kann man auch eine Einrichtung verwenden, bei der
ein Adhäsions- oder Haftblock gegen das Prepreg-Band gedrückt
wird, der mit einer Vakuumsaugeinrichtung versehen ist, um die
unnützen Prepreg-Abschnitte zu entfernen. Unter Bezugnahme auf
die obigen modifizierten Ausführungsformen ist es somit
möglich, lediglich die unnützen Prepreg-Abschnitte des
Prepreg-Bandes zu entfernen, und zwar in Übereinstimmung mit
einem vorbestimmten Programm.
Es soll jetzt wieder auf Fig. 3 Bezug genommen werden. Wie es
daraus hervorgeht, ist angrenzend an das Schneidgerät 50 ein
Prepreg-Band-Austauschgerät 55 vorgesehen. Das Austauschgerät
55 erhält vom Schneidgerät 50 ein Prepreg-Band, aus dem
unnütze Abschnitte entfernt worden sind. Der Zweck des
Austauschgerätes ist es, ein solches Prepreg-Band, das zu
einem Wickel aufgerollt ist, zu montieren, so daß es in einem
anschließenden Prepreg-Flächengebilde-Herstellungsschritt auf
einer Prepreg-Laminiereinrichtung 61 verwendet werden kann.
Diese Laminiereinrichtung kann auch Laminierausrüstung,
Laminieranbringung, Laminierzubehör oder Laminieranbau genannt
werden. Ferner wird das Austauschgerät 55 verwendet, das
Trägerpapier des geschnittenen Prepreg-Bandes, das benutzt
worden ist, herauszunehmen.
Das Einsetzen des Prepreg-Bandes in die Laminierausrüstung
kann derart vorgenommen werden, daß gleichzeitig eine Rolle
des geschnittenen Prepreg-Bandes auf einer Abgabehaspel und
einer Aufnahmehaspel für das Trägerpapier montiert werden. Die
Entfernung des Prepreg-Bandes, das benutzt worden ist, von der
Laminierausrüstung 61 kann dadurch bewirkt werden, daß
gleichzeitig eine leere Haspel und eine Haspel herausgenommen
werden, die das Trägerpapier aufgenommen hat.
Angrenzend an das Austauschgerät 55 ist ein Ausrüstungsmagazin
65 vorgesehen, das Laminierausrüstungen 61 und eine Schneid
einrichtung 63 für ein laminiertes Prepreg-Flächengebilde
speichert. Diese Schneideinrichtung für das laminierte
Prepreg-Flächengebilde wird auch Trimmausrüstung,
Trimmanbringung, Trimmzubehör oder Trimmanbau genannt. Das
Ausrüstungsmagazin 65 hat die Gestalt eines Kastens mit
offener Oberseite und in mehrere Kammern unterteilte
Innenseite zur Aufnahme der Laminier- und Trimmausrüstungen 61
und 63.
Wie es aus Fig. 3 und 4 hervorgeht, weist ein Arbeitstisch 80
eine Tischoberfläche 81 auf, auf der das laminierte
Prepreg-Flächengebilde ausgebildet wird. Der Arbeitstisch 80
ist an einer Stelle vorgesehen, die dem Magazin 65 zur
Aufbewahrung der Ausrüstungen oder des Zubehörs benachbart
ist. Die Tischoberfläche 81 ist eine horizontale ebene Fläche
und besteht aus einem Werkstoff hoher Festigkeit und
Steifigkeit, so daß keine Deformation auftritt, wenn ein zum
Laminieren erforderlicher Druck auf die Tischoberfläche 81
ausgeübt wird. Auf dem Tisch 80 ist ein Formentrennblatt oder
eine Formentrennbahn 82 vorgesehen, die von einer Aufnahme
rolle 83 aufgenommen werden kann. Die Aufnahmerolle 83 ist am
rechten Ende des Arbeitstisches 80 vorgesehen und kann mit
Hilfe eines Elektromotors 84 gedreht werden.
Eine Führungsschiene 85 erstreckt sich in der Längsrichtung
des Arbeitstisches 80 und dient zum Tragen und Führen eines
verschiebbaren Ständers 71. Ein Auslegerarm 72 mit einem
geradlinigen Führungsteil ist mit dem Ständer 71 verbunden und
kann die obere Oberfläche 81 des Arbeitstisches 80 überqueren.
Der Auslegeram 72 trägt einen entfernbaren oder austauschbaren
Kopf 70, der einen Halterungsmechanismus zum Haltern einer
Laminierausrüstung 61 oder einer Trimmausrüstung und einen
Schwing- oder Schwenkmechanismus hat.
Wie es aus Fig. 7 hervorgeht, enthält der Kopf 70 eine
Hohlwelle 702, die in einem hohlzylindrischen Gehäuse 701 mit
Hilfe von Lagern 701a und 701b drehbar gelagert ist. In der
Hohlwelle 702 ist ein Halterungsmechanismus vorgesehen, der
eine ähnliche Konstruktion wie ein Werkzeughalter
herkömmlicher Werkzeugmaschinen hat. Der Halterungsmechanismus
ist somit in einer solchen Weise konstruiert, daß er einen
Zugzapfen 623, der vom oberen Ende der Laminierausrüstung 61
oder Trimmausrüstung 63 nach oben ragt, mit Hilfe eines
Aufnehmers 703 erfaßt. Dieser Aufnehmer ist am unteren Ende
einer Zugstange 704 befestigt, die durch eine Feder 705,
beispielsweise eine Tellerfeder, in Richtung nach oben
vorgespannt ist. Die Feder 705 umgibt den oberen Teil der
Zugstange 704. Wie es aus Fig. 7 hervorgeht, wird die
Zugstange 704 von einem Öldruckkolben 706, der am oberen Ende
der Zugstange 704 angreift, gegen die Vorspannkraft der Feder
705 nach unten verschoben. Wenn die Zugstange 704 nach unten
bewegt ist, wird die Kupplungsverbindung zwischen dem
Aufnehmer 703 und dem Zugzapfen 623 mit dem Ergebnis
freigegeben, daß die Laminierausrüstung 61 oder die
Trimmausrüstung 63 vom Kopf 70 entfernt werden kann. Ein
Schneckenrad 707 ist am Außenumfang der Hohlwelle 702
befestigt und steht mit einer Schnecke 708 in Eingriff. Die
Schnecke 708 ist im Gehäuse 701 drehbar gelagert. Die Schnecke
708 wird von einem nicht dargestellten Elektromotor
angetrieben.
Der austauschbare Kopf ist mit nicht dargestellten
Verbindungsmitteln ausgerüstet, die zum Übertragen von Stell-
und Steuerenergie dienen, beispielsweise Öldruck, Spannung
oder elektrische Energie sowie Steuersignale für die
Laminierausrüstung 61 und die Trimmausrüstung 63.
Der Kopf 70 kann in der Horizontalrichtung entlang eines
geradlinigen Führungsbauteil 709 (s. Fig. 7) des Auslegerarms
72 verschoben werden, und zwar mit Hilfe einer
Vorschubeinrichtung 73, bei der es sich beispielsweise um eine
Kugelumlaufspindel handeln kann. Der Auslegerarm 72 ist in der
Längsrichtung des Arbeitstisches 80 zusammen mit dem Ständer
71 verschiebbar. Als Ständerverschiebebauteil kann man eine
Zahnstange 86 (s. Fig. 3) verwenden, die auf der Oberseite
der Führungsschiene 85 ausgebildet ist, und zwar zusammen mit
einem nicht dargestellten Ritzel, das in die Zahnstange
eingreift, und einem Ritzelantriebsmotor. Wie es aus Fig. 7
hervorgeht, ist eine Laminierausrüstung 61 am unteren Ende des
Kopfes 70 angebracht.
Die Laminierausrüstung 61 ist in einer solchen Weise
konstruiert, daß sie ein geschnittenes Prepreg-Band 10, von
dem die unerwünschten Prepreg-Abschnitte mit Hilfe des Prepreg-
Schneidgeräts 50 entfernt worden sind, zum aufeinanderfolgen
den Ausgeben des Prepreg-Bandes 10 trägt und die Preppreg-
Segmente 14 laminiert, wobei diese Segmente unter einem
vorbestimmten Winkel orientiert und lagemäßig verschoben
werden. Fig. 5A und 5B zeigen Seitenansichten der Laminier
ausrüstung.
Die Laminierausrüstung 61 enthält ein Tragteil 611, das eine
Abgaberolle oder Abgabehaspel haltert, die einen Wickel des
geschnittenen Prepreg-Bandes trägt. Ferner enthält die
Laminierausrüstung 61 ein weiteres Tragteil 612, das eine
Spule oder Haspel 102 drehbar trägt, die zur Aufnahme des
Trägerpapiers dient, das nach dem Abschälen der Prepreg-Bandes
zurückbleibt. Zwischen den Tragteilen 611 und 612 ist eine
Laminierrolle 613 angebracht. Die Laminierrolle 613 greift an
der Rückseite des Trägerpapiers 11 des geschnittenen Prepreg-
Bandes 10 an und drückt das geschnittene Prepreg-Band 10 gegen
die Oberfläche 81 des Arbeitstisches 80, auf dem der
Laminiervorgang ausgeführt wird. Die Laminierrolle 613 besteht
aus elastischem Gummi oder Metall. Die Laminierrolle 613 wird
von einem druckanlegenden Mechanismus 614 getragen und wird in
der Vertikalrichtung bezüglich der Laminieroberfläche mit
Hilfe eines Luftdruckzylinders 615 bewegt, der mit dem
druckanlegenden Mechanismus verbunden ist.
Das geschnittene Prepreg-Band 10 wird von einer Vorratsrolle
101A ausgegeben und um eine Aufnahmerolle 102A gewickelt,
nachdem es die Laminierrolle 613 passiert hat. Zur Steuerung
oder Regelung der Position des geschnittenen Prepreg-Bandes in
eine geeignete Lage während der Bewegung des Bandes sind
verschiedenartige Bandpositionsdetektoren vorgesehen, die
nachstehend beschrieben werden. Insbesondere sind Kanten
positionsdetektoren 616 (Fig. 5A) so angeordnet, daß sie die
beiden Kantenpositionen des geschnittenen Prepreg-Bandes 10
erfassen, und nahe bei der Abgabespule 101 (Fig. 5A) ist eine
Bandpositionskorrektureinrichtung 617 vorgesehen, die die
Spule in einer Richtung senkrecht zu ihrer Drehebene, d. h. in
ihrer Axialrichtung, hin- und herverstellen kann. Die
Mittenposition des abgegebenen geschnittenen Prepreg-Bandes 10
wird daher von den Kantenpositionsdetektoren 616 festgestellt.
Die von diesen Detektoren ausgegebenen Signale werden benutzt,
um die Bandpositionskorrektureinrichtung 617 zu betätigen, und
zwar in einer solchen Weise, daß die Mittenposition des
geschnittenen Prepreg-Bandes mit derjenigen der Laminierrolle
613 stets übereinstimmt.
Ein mechanischer oder optischer Prepreg-Ende-Detektor 618 ist
unmittelbar unterhalb der Laminierrolle 613 zum Erfassen des
Endes des Prepreg-Bandes angeordnet. Wie es aus Fig. 6
hervorgeht, wird für den Zweck der Herstellung eines Prepreg-
Flächengebildes 20 das Prepreg-Segment 14 vom Trägerpapier 11
vollkommen abgeschält. Zur Zeit des Beginns der Laminierung
eines neuen oder des nächsten Prepreg-Segments 14 auf dem
bereits gebildeten Prepreg-Flächengebilde 20 arbeitet der
Detektor 618 in einer solchen Weise, daß das Ende des neuen
Prepreg-Segments 14 mit dem Ende des bereits gebildeten
Prepreg-Flächengebildes 20 zusammenfällt. Wenn ein Prepreg-
Segment 14 vom geschnittenen Prepreg-Band 10 abgeschält und
der Laminierungsschritt des Prepreg-Segments vollkommen
beendet worden ist, wird die Laminierrolle 613 vom Luftdruck
zylinder 615 geringfügig angehoben und die Ausgabegeschwindig
keit des geschnittenen Prepreg-Bandes 10 wird mittels einer
Quetschwalze 619 vermindert, und der Prepreg-End-Detektor 618
überprüft, ob das Ende des nächsten Prepreg-Segments die
geeignete Position (Übereinstimmungspunkt für den nächsten
Laminierschritt) der Laminierrolle 613 erreicht hat. Wenn das
Ende des neuen Prepreg-Segments 14 eine vorbestimmte Position
erreicht, wird die Abgabe des geschnittenen Prepreg-Bandes 10
angehalten, und die Laminierrolle 613 wird auf das Niveau für
die nächste Laminierposition abgesenkt. Die Quetschwalze 617
ist auf der Stromabseite der Laminierrolle 613 angeordnet, um
eine Fehlausrichtung des geschnittenen Prepreg-Bandes 10 zu
vermeiden. Die Quetschwalze 619 dient auch zum Quetschen des
Trägerpapiers. Nachdem das Ende des neuen Prepreg-Segments mit
dem Ende des bereits laminierten Prepreg-Flächengebildes 20
übereinstimmt, wird ein nächster Laminierschritt ausgeführt.
Zwischen dem Spulen- oder Rollentragteil 611 und der
Laminierrolle 613 sind ein Fremdkörperdetektor 621, der
Fremdkörper auf der Oberfläche des zu laminierenden Prepreg-
Bandes erfaßt, eine Prepreg-Heizeinrichtung 622 zum Erhöhen
der Klebrigkeit des Prepreg-Segments vor seiner Laminierung
und eine Korrektureinrichtung 622a vorgesehen, die ein vom
Trägerpapier abgeschältes Prepreg in den ursprünglichen
Zustand bringt (Fig. 5A).
Der Zweck der Trimmausrüstung ist es, ein gewünschtes
laminiertes Prepreg-Teil aus einem bereits gebildeten
laminierten Prepreg-Flächengebilde zu schneiden. Die Trimm
ausrüstung wird in derselben Weise wie die Laminierausrüstung
61 an dem entfernbaren Kopf 70 angebracht.
Fig. 8 bis 10 zeigen ein Beispiel für die Trimmausrüstung 63,
die bei dieser Ausführungsform der Erfindung benutzt wird. Die
Trimmausrüstung 63 enthält einen Hauptrahmen 631 mit einem am
Kopf 70 befestigten Oberteil. Ein Trimmschneidmesser 632 ist
am Hauptrahmen 631 angebracht. Wie es aus Fig. 10 hervorgeht,
können verschiedene Arten von Trimmschneidmessern benutzt
werden. Einzelne Schneidmesser 632a, 632b und 632c mit
unterschiedlicher Gestalt der Messerschneide sind an einem
Messerschneide-Austauschkopf oder drehbaren Messerhalter 633
jeweils mit einer Spindel gehaltert. Der drehbare Messerhalter
633 kann von einem Elektromotor 634 angetrieben werden, der an
einem Stützteil 638 des Messerhalters befestigt ist. Das
Stützteil 638 haltert auch drehbar den Messerhalter 633. Durch
schrittweises Drehen des Messerhalters 633 kann ein
vorbestimmtes Schneidmesser in Gebrauch genommen werden. Jede
der Spindeln 635, die jeweils mit einem Schneidmesser 632a,
632b und 632c verbunden ist, weist ein Zahnrad 635a auf, das
in Eingriff mit einem Ritzel 636 steht, welches von einem
Servomotor 637 antreibbar ist, der am Messerhalter 633
befestigt ist. Aus Gründen der Einfachheit sind in Fig. 8 nur
für eine einzige Spindel 635 das Ritzel 636, das Zahnrad 635a
und der Servomotor 637 dargestellt. Es ist augenscheinlich,
daß die anderen Spindeln in gleicher Weise konstruiert sind.
Das Messerhaltertragteil 638 (Fig. 9) ist am einen Ende eines
Armes 639 befestigt, dessen anderes Ende an einem Schlitten
641 angebracht ist, der längs einer vertikalen Schiene 642
verschiebbar ist. Die Schiene 642 ist am Hauptrahmen 631
vorgesehen. Ein in horizontaler Richtung umgebogenes Motor
tragteil 642a ist mit dem oberen Ende der Schiene 642
verbunden. Ein Schrittmotor 643 ist am Tragteil 642a
angebracht und dient dazu, das Schneidmesser in senkrechter
Richtung zu verschieben. Wie es aus Fig. 9 hervorgeht, ist die
Ausgangswelle des
Schrittmotors 643 als Vorschubspindel 643a ausgebildet, die
mit einer Spindelmutter 654 zusammenarbeitet, welche am
Schlitten 641 fest angebracht ist.
Ein Niveau-Detektor 646 zum Erfassen des Niveaus der Tisch
oberfläche 81 ist bei einer Position unterhalb des
Hauptrahmens 631 der Ausrüstung vorgesehen. Die Ausgangsgröße
des Niveaudetektors 646 wird über einen Verstärker 647 einer
Schrittmotorsteuerung 648 zugeführt.
Wie es aus Fig. 8 hervorgeht, ist ein Detektor 651 am Haupt
rahmen 631 angebracht und dient dazu, das Ausmaß des
Überstandes des Schneidmessers zu erfassen. Der Detektor 651
ist am unteren Ende eines Haltearmes 652 befestigt, der
seinerseits am Hauptrahmen 631 angebracht ist, und zwar in
solcher Weise, daß das freie Ende des Detektors 651 gegen die
Spitze des am Messerhalter angebrachten Schneidmessers drücken
kann. Der Detektor 651 kann von einem Elektromotor 653, der
ebenfalls um unteren Ende des Haltearmes 652 angebracht ist,
in Richtung auf die Spitze des Schneidmessers und von dieser
Spitze wegbewegt werden.
Weiterhin ist eine Klemmeinrichtung 654, die mit ausgestoßener
Druckluft arbeitet und zum Andrücken des laminierten Prepreg-
Flächengebildet dient, unterhalb der Hauptrahmens 631
vorgesehen.
Die Spitzen der verwendeten Schneidmesser 632a, 632b und 632c
können unterschiedlich ausgebildet sein, wie es aus Fig. 10
hervorgeht. Das in Fig. 10(a) gezeigte Schneidmesser hat eine
Messerschneide 655a, deren unteres Ende abgeschrägt ist und
die auf einer Seite spitz zuläuft. Dieses Schneidmesser ist
zum Schneiden in einer Richtung geeignet. Das in Fig. 10(b)
gezeigte Schneidmesser hat ein dünnes Blatt mit einer
bogenförmigen Schneide 655b am unteren Ende und dient dazu,
hin- und herzuschneiden. Das in Fig. 10(c) dargestellte
Schneidmesser hat die Form eines langgestreckten feinen Stabes
mit einer Messerschneide 655c am unteren Ende. Diese Messer
schneide ist zur Bildung von kreisförmigen Öffnungen geeignet.
Das in Fig. 10(d) dargestellte Schneidmesser weist ein hohles
Rohr mit einer Messerschneide 655d am unteren Ende auf und
dient dazu, ein Loch mit einem kleinen Durchmesser zu
schneiden. Das in Fig. 10(e) dargestellte Schneidmesser hat
die Form einer Nadel und wird dazu verwendet, um Abfallteile
eines getrimmten laminierten Prepreg-Flächengebildes zu
erfassen und zu entfernen.
Der Auslegerarm 72 wird auch herangezogen, um eine Markier
einrichtung 75 zu tragen, die die laminierten Prepreg-Stücke
mit Identifikationsmarken (Zahlen oder Buchstaben) versieht.
Die Markiereinrichtung hat einen Mechanismus, der mit hoher
Geschwindigkeit eine Mischung aus einer Tinte, die die
Qualität der laminierten Prepreg-Stücke nicht beeinträchtigt,
und aus einem Lösungsmittel auf die Oberfläche der laminierten
Prepreg-Stücke spritzt.
Auf der stromab gelegenen Seite (der dem Magazin 65
gegenüberliegenden Seite) ist ein Trenntisch 105 vorgesehen,
wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Beim Trenntisch 105 werden
die geschnittenen Prepreg-Teile 40a und 40b (Fig. 1(iv)) und
ein in Fig. 1(v) dargestelltes Abfallteil 45 von der Formen
trennbahn 82 getrennt.
Wie es aus Fig. 3 hervorgeht, ist auf der der Führungsschiene
85 gegenüberliegenden Seite des Arbeitstisches eine Transfer
schiene 91 vorgesehen, die zum gleitenden Verschieben eines
Transfergeräts 90 dient. Das Transfergerät enthält eine
Herausnahmeeinrichtung 92 zum Herausnehmen der laminierten
Prepreg-Teile 40a und 40b von der oberen Oberfläche des
Trenntisches 105. Die Teile 40a und 40b sind durch Schneiden.
des laminierten Prepreg-Flächengebildes 30 entstanden, wobei
die in Fig. 1(iv) dargestellten Formen beispielshalber
gewonnen wurden. Man kann beispielsweise eine Saugscheibe als
Herausnahmeeinrichtung 92 verwenden, die von einem Schwenkarm
93 getragen ist, der zwischen dem Trenntisch 105 und einer
Formgebungseinrichtung 101A bewegbar ist.
Wie es aus Fig. 11 hervorgeht, ist der Trenntisch 105 mit
zahlreichen Perforationen 111A ausgerüstet, die durch die
Oberseite des Tisches 105 gehen. Vertikal verschiebbare Stifte
112A sind in die jeweiligen Perforationen 111A eingesetzt. Die
Stifte 112A können in der Vertikalrichtung von Luftzylindern
113A bewegt werden, die über Rohre 115A und nicht gezeigte
elektromagnetische Ventile mit einer Druckluftquelle 114A
verbunden sind.
Mehrere Klemmrollen 116A zum Klemmen des laminierten Prepreg-
Flächengebildes 30 sind oberhalb des Tisches 80 vorgesehen.
Die Klemmrollen 116A sind um eine vorbestimmte Strecke
voneinander beabstandet und unabhängig drehbar. Die Rollen
116A werden über Riemen 117A angetrieben, wie es in Fig. 4
gezeigt ist.
Angrenzend an ein Ende des Trenntisches 105 ist dicht beim
Arbeitstisch 80 ein Schaber oder Abstreifer 118A vorgesehen,
der die Formentrennbahn 82 und das laminierte Prepreg-Flächen
gebilde 80 abtrennt. Wie es aus Fig. 11 hervorgeht, ist am
entgegengesetzten Ende des Trenntisches 105 ein Markierungs
lesegerät 119A angeordnet, das zum Lesen von Markierungen
dient, die auf der Oberseite des laminierten Prepreg-Flächen
gebildes 30 ausgebildet wurden.
Die laminierten Prepreg-Teile 40a und 40b werden in eine
vorbestimmte Form durch ein Formgebungsgerät 100A gebracht und
dann benutzt, um gewünschte laminierte Prepreg-Erzeugnisse
herzustellen. Wie es aus Fig. 4 hervorgeht, enthält das
Formgebungsgerät 100A Formgebungsschablonen oder Formgebungs
einrichtungen 102A, eine Stützeinrichtung 101A zum Abstützen
der Formgebungseinrichtungen 102A, eine Formgebungsmaschine
103A, die mit einer nicht dargestellten Heiz- und Preßeinrich
tung versehen ist, und eine Austauscheinrichtung 104A, die
Formgebungseinrichtungen 102A zwischen der Stützeinrichtung
101A und Formgebungsmaschine 103A austauscht.
Der Betrieb des Schneidgeräts 50, des Austauschgeräts 55, des
Kopfes 70, der Ständerverschiebeeinrichtung, der Kopfbewegungs
einrichtung, der Laminierausrüstung 61, der Trimmausrüstung 63,
des Transfergeräts 90, der Herausnahmeeinrichtung 92 und des
Formgebungsgeräts 100A, die eine nach der Erfindung
ausgebildete Herstellungsmaschine bilden, werden von einem
Steuergerät 120A gesteuert, das vorbestimmte Programme enthält.
Wie es insbesondere aus Fig. 13 hervorgeht, besteht das
Steuergerät 120A aus einem die Gesamtausbildung überwachenden
Überwachungsgerät 120a, einem Schneidesteuergerät 120b, einem
Laminier/Trimm/Markiersteuergerät 120c und einem Transfer
steuergerät 120d. Das Überwachungsgerät 120a hat die folgenden
Funktionen:
- a) Eine Ablaufsteuerfunktion, die Befehle zum Starten, Unter brechen und Beenden von einem Betriebsplan herausgibt,
- b) eine Betriebsüberwachungsfunktion, die die Anzeige und Aufzeichnung der Betriebsbedingungen bewirkt,
- c) Plandatenüberwachungsfunktionen, einschließlich der Eingabe und Änderung von Daten, die zum Planablauf erforderlich sind, und Anzeige von Arbeitsbedingungen,
- d) eine NC-Datenüberwachungsfunktion zum Editieren, Registrieren und Löschen von NC-Daten, die mittels der Datenbildungsfunktion erstellt wurde, ein Herabladen auf die verschiedenartigen Steuergeräte, und
- e) eine Datenbildungsfunktion zum Bilden von NC-Daten für verschiedene Schritte, welche erforderlich sind, um die Herstellungsmaschine für die laminierten Prepreg-Teile automatisch zu betreiben.
Die NC-Datenbildungsfunktion kann man unterteilen in eine
automatische Programmierfunktion (Bildung von Schneidortdaten
oder CL-Daten)(CL = cutter location), eine Nachprozessor
funktion (Bildung von NC-Daten), um die folgenden Daten zu
bilden.
- 1. Automatische Prepreg-Schneidprogrammierung.
Prepreg-Schneid-CL-Daten (wobei das Prepreg eine zur Laminierung geeignete Gestalt hat) werden aus den Laminier- CL-Daten gewonnen, die vom automatischen Laminierprogramm aufgestellt worden sind. - 2. Prepreg-Schneid-Nachprozessor.
Prepreg-Schneid-NC-Daten werden gebildet (die vom Prepreg- Schneidgerät ausgeführt werden können), und zwar auf der Grundlage der Prepreg-Schneid-CL-Daten, die vom automati schen Prepreg-Schneidprogramm erstellt wurden.
- 1. Automatische Laminierprogrammierung
Laminier-CL-Daten für jeweilige Lagen werden automatisch gebildet, und zwar auf der Grundlage von Laminierbedin gungen, die von Dialogsystemeingängen erstellt wurden (interaktive Verarbeitung). - 2. Laminier-NC-Daten werden gebildet, die ausgeführt werden können vom Laminier/Trimm/Markiersteuergerät in Überein stimmung mit Laminier-CL-Daten, die vom automatischen Laminierprogramm erstellt wurden.
- 1. Automatisches Trimmprogramm
Trimm-CL-Daten werden automatisch in Übereinstimmung mit Trimmbedingungen gebildet, die durch Kommunkationseingänge bestimmt worden sind. - 2. Trimm-NC-Daten, die ausgeführt werden können vom Laminier/Trimm/Markiergerät, werden in Übereinstimmung mit Trimm-CL-Daten vom automatischen Trimmprogramm gebildet.
- 1. Automatische Markierprogramme
Markier-CL-Daten werden automatisch gebildet in Überein stimmung mit Markierbedingungen, die durch Kommunikations eingänge bestimmt wurden. - 2. Markier-NC-Daten, die ausgeführt werden können mit dem Laminier/Trimm/Markiersteuergerät, werden aufbereitet in Übereinstimmung mit den Markier-CL-Daten, die vom automatischen Markierprogramm erstellt wurden.
Das Prepreg-Schneidsteuergerät 120b hat die folgenden
verschiedenartigen Funktionen:
- a) Umschalten von Betriebsmoden (DNC/automatisch/manuell),
- b) Berichten des Status der Betriebsbedingungen an ein Gesamtüberwachungsgerät höherer Ordnung,
- c) automatischer Betrieb des Prepreg-Schneidvorganges in Übereinstimmung mit den Prepreg-Schneid-NC-Daten,
- d) Berichten über eine Prepreg-Schneidaufbereitungsbetriebs vollendung.
Das Laminier/Trimm/Markiersteuergerät 120c hat die folgenden
verschiedenartigen Funktionen:
- a) Umschalten von Betriebsmoden (DNC, automatisch, manuell),
- b) Berichten des Status des Betriebszustands an das Gesamt- Überwachungsgerät höherer Ordnung,
- c) automatischer Betrieb des Prepreg-Schneidgeräts in Über einstimmung mit Gesamtbildung-NC-Daten (Laminieren, Markieren, Trimmen),
- d) automatischer Wechsel des Laminierkopfes, Trimmkopfes und dergleichen,
- e) automatischer Betrieb eines Abfallbearbeitungsgeräts und
- f) Berichten über die Vollendung der Aufbereitung oder Erstellung des Prepreg-Laminierbetriebs.
Weiterhin hat das Transfersteuergerät 120d die folgenden
verschiedenartigen Funktionen:
- a) Umschalten der Betriebsmoden (DNC, automatisch, manuell),
- b) Berichten des Status des Betriebsszustands an das Gesamt überwachungsgerät höherer Ordnung,
- c) Transfer der laminierten Prepreg-Teile gemäß einer Prioritätsordnung,
- d) Berichten über die Vollendung der Erstellung oder Aufbe reitung des Transfersbetriebs.
Die oben beschriebene Maschine zum Herstellen von
Prepreg-Teilen arbeitet wie folgt:
Mit der Auslösung des automatischen Betriebs werden die
Erstellungsbezeichnungsdaten, die das Erzeugnis betreffen und
an die verschiedenen Geräte der Maschine zu liefern sind,
welche in einer Plantabelle des Überwachungsgeräts 120a
registriert sind, von Anzeigeeinrichtungen der jeweiligen
Geräte angezeigt. Der Operator der Maschine erstellt ein
Prepreg-Band, ein Papierband, Schneider usw. in
Übereinstimmung mit den Erstellungsbezeichnungsdaten. Nach
Beendigung des Erstellungsbetriebs werden über den
Erstellungsbetrieb informierende Signale zum Überwachungsgerät
120a geschickt, und zwar von den Anzeigeeinrichtungen der
betreffenden Geräte. Das Überwachungsgerät 120a bestätigt den
Betriebsmodus des Steuergeräts, das das über die Erstellungs
vollendung informierende Signal empfangen hat, um Plandaten zu
einem Gerät zu transferieren, das in einen DNC-Modus gebracht
worden ist, wodurch ein Startsignal erstellt wird. Wenn jedes
der Geräte ein Startsignal empfängt, startet es einen automa
tischen Betrieb in Übereinstimmung mit den transferierten
Daten.
Zunächst wird der am Ständer 71 montierte Ritzelantriebsmotor
87 eingeschaltet. Dadurch werden der Ständer 71 und der
Auslegerarm 72 längs der Führungsschiene verschoben, um den
einen Ausrüstungswechsel zulassenden Kopf 70 in eine Stellung
oberhalb des Lagers oder Magazins 65 zu bringen. Das
Halteglied (Zugzapfen) einer vorbestimmten Laminierausrüstung
61 im Ausrüstungsmagazin 65 wird vom Haltemechanismus
(Aufnehmer) des Wechselkopfes 70 erfaßt, wobei die Laminier
ausrüstung am Kopf befestigt wird. Wie es bereits oben
beschrieben worden ist, wird unter Verwendung des Austausch
geräts 55 ein Prepreg-Band, von dem unerwünschte Prepreg-
Abschnitte entfernt worden sind, aus dem Prepreg-Schneidgerat
50 herausgenommen, und das herausgenommene Prepreg-Band wird
in der vom Kopf 70 gehaltenen Laminierausrüstung 61 montiert.
Der Kopf 70, der die Laminierausrüstung 61 trägt, in der ein
geschnittenes Prepreg-Band montiert ist, wird jetzt vom
Ständer 71 und Auslegerarm 72 längs der Führungsschiene 85 in
eine vorbestimmte Stellung oberhalb des Arbeitstisches 80
bewegt. Durch Betätigen der Schnecke 708 und des
Schneckenrades 707 wird der Kopf 70 geschwenkt oder gedreht,
um die Laminierausrüstung in eine vorbestimmte Position zu
schalten. Während die Laminierausrüstung 61 durch Energie
betrieben wird, die vom Kopf 70 und durch ein Steuersignal
zugeführt wird, wird die Laminierausrüstung 61 in einer
vorbestimmten Richtung auf dem Tisch bewegt. Wenn der Kopf 70
längs des Auslegerarms 72 unter Verwendung der Kugelumlauf
spindel 73 und der Auslegerarm 72 selbst durch Verschieben des
Ständers 71 längs der Führungsschiene 85 bewegt wird, kann man
die Laminierausrüstung 61 zu irgendeiner gewünschten Position
auf der oberen Oberfläche des Tisches 81 bewegen. Ist
beispielsweise die Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes 70
längs des Auslegerarmes 72 gleich der Bewegung des Ausleger
armes 72 längs der Führungsschiene, wird die Laminierausrü
stung 61 unter einem Winkel von 45° in bezug auf die
Führungsschiene 85 bewegt. Soll die Laminierrichtung des
Prepreg-Bandes verändert werden, können die Schwenk- und
Schaltvorgänge der Laminierausrüstung bewirkt werden, und zwar
durch Betätigen der Fortschaltmechanismen 707 und 708 des
Kopfes 70.
Ein geschnittenes Prepreg-Band 10 wird aufeinanderfolgend
unter Spannung von der Laminierausrüstung 61 ausgegeben, und
Prepreg-Segmente 14, die voneinander durch Einschnitte 13 bzw.
entfernte Abschnitte 15 getrennt sind, werden gegen die
Formentrennbahn oder Formentrennblätter 82 auf den Tisch 81
gedrückt. Wird die Laminierausrüstung 61 in einer gewünschten
Richtung bewegt, beispielsweise unter 45° in bezug auf die
Horizontalrichtung, und werden dabei die Prepreg-Segmente 14
gegen den Tisch 81 gedrückt, dann werden die geschnittenen
Prepreg-Segmente 14 vom Trägerpapier oder Trägerband des
Prepreg-Bandes 10 abgeschält und in der vorbestimmten
Richtung auf dem Trennblatt 82 auf dem Tisch 81 orientiert.
Durch aufeinanderfolgende Durchführung dieses Vorgangs wird
auf dem Tisch 81 ein Prepreg-Flächengebilde ausgebildet.
Verbrauchtes Trägerpapier wird durch den Betrieb des
Austauschgeräts 50 aus der Laminierausrüstung 61 entfernt, und
ein neues geschnittenes Prepreg-Band 10 wird in die
Laminierausrüstung 61 eingesetzt. Danach werden weitere
Prepreg-Flächengebilde in der vorbestimmten Richtung
orientiert und dann laminiert auf dem bereits ausgebildeten
Prepreg-Flächengebilde. Auf diese Weise wird ein laminiertes
Prepreg-Flächengebilde 30 einschließlich einer Vielzahl
laminierter Lagen hergestellt. Das Prepreg-Flächengebilde kann
mit hoher Genauigkeit hergestellt werden, weil die Prepreg-
Bänder unter Verwendung des Bandpositionsdetektors sehr genau
positioniert werden können.
Nach der Ausbildung eines gewünschten laminierten Prepreg-
Flächengebildes 30 wird ein Laminierbeendigungssignal zu dem
den gesamten Ausbildungsvorgang überwachenden Überwachungs
gerät 120a geschickt. Das Überwachungsgerät 120a erzeugt dann
einen Ausrüstungswechselbefehl, der veranlaßt, daß der
Auslegerarm 72 zum Ausrüstungsmagazin 65 bewegt wird, wo dann
der Kopf 70 die Laminierausrüstung abgibt und eine
Trimmausrüstung 63 aufnimmt. Der die Trimmausrüstung 63
haltende Kopf 70 wird wieder zurück zum Arbeitstisch 80
bewegt, um an dem laminierten Prepreg-Flächengebilde 30 den
Trimmvorgang auszuführen, wobei die laminierten Prepreg-Teile
40a und 40b gewonnen werden, von denen jedes eine gewünschte
Gestalt hat. Die Gestaltgebung der laminierten Prepreg-Teile
40a und 40b geschieht unter der Steuerung eines Steuersignals
vom Laminier/Trimm/Markiersteuergerät 120c. Wie es bereits
oben beschrieben worden ist, wird auch die Bewegung der
Trimmausrüstung 63 dadurch erreicht, daß die Bewegung des
Auslegerarms 72 längs der Führungsschiene 85 mit der Bewegung
des Kopfes längs des Auslegerarms 72 kombiniert wird.
Darüber hinaus wird bezüglich der Orientierung der
Schaltbetrieb für die Trimmausrüstung 63 angewendet.
Eine Vielzahl (beispielsweise drei) Schneidmesser 632a, 632b
und 632c unterschiedlicher Art sind an einem Messerhalter 633
der Trimmausrüstung 63 angebracht, wie es in Fig. 8 gezeigt
ist. Der Messerhalter 633, der auch als Revolverkopf
bezeichnet werden kann, wird in eine solche Lage gedreht, daß
gemäß einer Spezifikation (betreffend die Gestalt und
Abmessung) ein gewünschtes Schneidwerkzeug zur Anwendung
kommen kann. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist das Schneidmesser 632a ausgewählt. Dieses Schneidmesser
632a wird hinreichend tief abgesenkt, daß es das laminierte
Prepreg-Flächengebilde 30 durchtrennt, jedoch nicht das
Formentrennblatt (Trägerblatt) 82. Bei diesem Trimmvorgang
wird die Trimmtiefe wie folgt gesteuert. Der Überhang oder
Überstand der Messerschneiden der Schneidmesser 632a, 632b und
632c wird von dem Überstanddetektor 651 vorerfaßt. Danach wird
zur Zeit des Trimmvorgangs der Abstand zwischen der Oberfläche
des Tisches 81 und dem Niveaudetektor 646 erfaßt, d. h. die
Position der Schneide des Schneidmessers 632a, wird vom
Niveaudetektor 646 in einer solchen Weise erfaßt, daß der
Betrag des Absenkens der Trimmausrüstung 63 gesteuert wird, um
eine optimale Position für die Messerschneide zu erhalten. Ist
das laminierte Prepreg-Flächengebilde 30 bezüglich der
Oberfläche des Tisches 81 wellig, wird in Abhängigkeit vom
Welligkeitszustand der Schrittmotor 643 in Betrieb genommen.
Gleichzeitig werden der Schlitten 641, der Arm 639, das
Messerhaltertragteil 638 und das Schneidmesser 632a angehoben
oder abgesenkt, wobei das laminierte Prepreg-Flächengebilde 30
gemäß dem tatsächlichen Niveau des laminierten Prepreg-
Flächengebilde 30 geschnitten wird.
Der Trimmvorgang des laminierten Prepreg-Flächengebildes 30
wird unter Bewegung des Kopfes 70, der die Trimmausrüstung 63
hält, ausgeführt. Ändert sich die Schneidrichtung (beispiels
weise um 90°), werden das Ritzel 636, das Zahnrad 635a und die
Spindel 635 vom Servomotor 637 so gedreht bzw.
weitergeschaltet, daß die Messerschneide mit der neuen
Schneidrichtung ausgerichtet ist (in diesem Fall wäre dies
eine Drehung um 90°). In einem Fall, bei dem das
Prepreg-Flächengebilde längs einer gekrümmten Kurve
geschnitten werden muß, wird gleichzeitig mit der Bewegung der
Trimmausrüstung 63 die Messerschneide gedreht, und zwar mit
Hilfe des Servomotors 637 in einer solchen Weise, daß die
Messerschneide stets in der Schneidrichtung orientiert ist.
Der Detektor 651 zum Erfassen des Betrags des Überstands der
Messerschneide kann auch verwendet werden, um die Abnutzung
und einen Bruch der Messerschneide zu erfassen. Wenn ein
abnormaler Zustand des Schneidmessers erfaßt wird, wird das
fehlerhafte Schneidmesser durch ein neues Schneidmesser
ausgetauscht. Bei Beendigung des Trimmvorgangs sendet das
Laminier/Trimm/Markiersteuergerät 120c ein Trimmendesignal an
das Überwachungsgerät 120a.
Das Trimmen oder Schneiden des laminierten Prepreg-Gebildes 30
wird aufeinanderfolgend auf dem Arbeitstisch 80 in
Übereinstimmung mit gewünschten Konfigurationen für die
laminierten Prepreg-Teile 40a und 40b vorgenommen. Außerdem
werden Identifizierungsmarken 41 auf den jeweiligen
laminierten Prepreg-Teilen 40a und 40b unter Verwendung der
Markiereinrichtung 75 aufgebracht. Der Markiervorgang wird von
dem Laminier/Trimm/Markiersteuergerät 120c gesteuert. Wenn der
Markiervorgang beendet ist, wird ein entsprechendes
Beendigungssignal an das Überwachungsgerät 120a geschickt.
Das Transfersteuergerät 120d erzeugt dann ein
Herausnahmesignal mit dem Ergebnis, daß die laminierten
Prepreg-Teile 40a und 40b zum Trenntisch 105 befördert werden
und dort mi 17971 00070 552 001000280000000200012000285911786000040 0002004130269 00004 17852t Hilfe des Herausnahmegeräts 92 aus dem
laminierten Prepreg-Flächengebilde herausgenommen werden.
Das laminierte Prepreg-Flächengebilde wird zunächst zusammen
mit dem Formentrennblatt 82 zum Trenntisch 105 transportiert,
jedoch wird beim Transport zum Trenntisch 105 der Abstreifer
118A passiert, der das laminierte Prepreg-Flächengebilde 30
von dem Formentrennblatt 82 trennt, so daß letztlich lediglich
das laminierte Prepreg-Flächengebilde zum Trenntisch 105
gelangt.
Auf dem Trenntisch 105 wird das laminierte Prepreg-
Flächengebilde aufgrund der Drehbewegung der Klemmrollen 116A
in einer solchen Weise weiterbefördert, daß das Flächengebilde
30 bei einer vorbestimmten Position angehalten wird. Dieser
Anhaltevorgang wird dadurch gesteuert, daß die Identifizie
rungsmarke auf dem laminierten Prepreg-Flächengebilde 30 von
einem Markierungslesegeät 119A gelesen und das ausgelesene
Signal zum Überwachungsgerät 120a befördert wird.
Anschließend wird Luft von der Druckluftquelle 114A nur einem
oder mehreren ausgewählten Luftzylindern 113A zugeführt, um
einen oder mehrere vorbestimmte ausgewählte Stifte 112A
anzuheben, so daß lediglich die getrimmten laminierten
Prepreg-Teile 40a und 40b nach oben gestoßen und von dem
laminierten Prepreg-Flächengebilde 30 getrennt werden, wie es
unter Bezugnahme auf Fig. 11 und 12 dargestellt ist.
Die auf diese Weise getrennten laminierten Prepreg-Teile 40a
und 40b werden von der Herausnahmeeinrichtung 92 erfaßt, bei
der es sich beispielsweise um eine Saugscheibe handeln kann,
die vom Schwenkarm 93 getragen ist. Die von der Saugscheibe
angesaugten Teile 40a und 40b werden dann vom Trenntisch 105
entfernt.
Die entfernten laminierten Prepreg-Teile 40a und 40b werden
vom Transfergerät 90 zu einem Träger 110A für ein vorgegebenes
Formgebungswerkzeug befördert. Bei dem Formgebungsgerät 100A
werden mit Hilfe der Formgebungswerkzeuge 102A Heiz- und
Preßvorgänge ausgeführt, um ein Prepreg-Erzeugnis mit einer
vorbestimmten Gestalt oder Konfiguration herzustellen.
Der Rückstand oder Abfall des laminierten
Prepreg-Flächengebildes, aus dem die laminierten Prepreg-Teile
40a und 40b herausgenommen worden sind, wird dann bei einem
anschließenden Bearbeitungsschritt vom Trenntisch 105
wegbefördert. Wenn dieser Abfallbeseitungsvorgang beendet ist,
wird ein Transferendesignal an das Überwachungsgerät 120a vom
Transfersteuergerät 120d ausgegeben, womit die Beendigung der
Folge von Herstellungsschritten angezeigt wird.
Wie bereits erwähnt, werden die Herstellungsschritte von dem
übergeordneten Überwachungsgerät 120a gesteuert. Sobald die
einzelnen jeweiligen Steuergeräte 120b, 120c und 120d mit
ihren automatischen Operationen beginnen, werden diese
automatischen Operationen fortgeführt, bis sämtliche vom
Überwachungsgerät 120a zugeführten Daten bearbeitet worden
sind. Obgleich die Menge der transferierten Daten von der
Kapazität der Speichereinrichtung der jeweiligen Steuergeräte
abhängt, ist die Menge der Daten maximal gleich der Summe aus
den Laminierdaten, Trimmdaten und Markierdaten für ein
Prepreg-Flächengebilde beim Prepreg-Schneidgerät und für ein
Flächengebilde bei dem Laminier/Trimm/Markiersteuergerät 120c.
Wenn die Daten in den jeweiligen Steuergeräten null werden
sollten, fordern diese Geräte Daten vom Überwachungsgerät 120a
an. Das Überwachungsgerät überprüft die Plandaten eines
Steuergeräts, das Daten angefordert hat, und transferiert
Daten, sofern noch Restdaten vorhanden sind. Andererseits gibt
das Überwachungsgerät 120a ein Stoppsignal an ein Steuergerät
ab, dessen Plandaten bereits verarbeitet worden sind. Wird
während eines automatischen Betriebs ein Alarmsignal erzeugt,
stellt ein Steuergerät unmittelbar seinen Betrieb aufgrund des
Pegels der Alarmsignals ein, wohingegen andere Steuergeräte
auch ihren Betrieb anhalten oder erst nach Beendigung der
Verarbeitung eines Blocks anhalten. Wenn die in Fig. 13
dargestellten Steuergeräte ihren Betrieb einstellen, erzeugen
sie eine Nachricht und informieren damit das Überwachungsgerät
120a.
Aufgrund der oben beschriebenen Aufeinaderfolge von
Operationen kann ein laminiertes Prepreg-Flächenteil
automatisch hergestellt werden.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel hat die folgenden
Vorteile:
- 1. Es ist möglich, die Prepreg-Bildungsoperation und die
Schneidoperation eines laminierten Prepreg-Flächengebildes auf
demselben Arbeitstisch kontinuierlich vorzunehmen, so daß es
nicht erforderlich ist, das Prepreg-Flächengebilde während der
Herstellung zu transportieren.
Aus dem Grunde ist es auch nicht notwendig, das laminierte Prepreg-Flächengebilde in einem Gefrierschrank zu lagern oder zu anderen Bearbeitungsstellen zu befördern, was bei herkömmlichen Maschinen zum Herstellen von Prepreg-Flächengebilden der Fall war. Dies bedeutet nicht nur, daß die Bearbeitungsvorgänge effizient sind, sondern daß auch die Arbeitszeit vermindert wird. - 2. Laminier- und Schneidoperationen können aufeinanderfolgend dadurch ausgeführt werden, daß verschiedene Laminier- und Trimmausrüstungen 61 und 63 auf demselben Ausrüstungswechsel kopf 70 montiert werden. Aus diesem Grunde können Laminier- und Schneidoperationen der Prepreg-Lagen kontinuierlich ohne Wartezeit ausgeführt werden, wodurch unter den verschieden artigen Schritten ein Gleichgewicht oder Ausgleich erzielt wird.
- 3. Alle Operationen beginnend mit dem Schneiden des Prepreg-
Bandes und endend mit dem Herausnehmen der laminierten
Prepreg-Teile können automatisiert werden.
Folglich ist es möglich, Herstellungs- oder Fertigungsprogramme einschließlich aller erforderlichen Schritte zu erstellen, so daß die Überwachung der Herstellung oder Fertigung einfach ist. - 4. Da in der Laminierausrüstung ein Prepreg-Band montiert ist, aus dem bereits unnütze Prepreg-Abschnitte entfernt worden sind, kann der Laminiervorgang mit hoher Geschwindigkeit und hoher Effizienz durchgeführt werden.
Es sei bemerkt, daß die Konstruktion der Maschine zum
Herstellen laminierter Prepreg-Teile nicht auf das
dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Insbesondere
stehen verschiedenartige konstruktive Mittel bei den ver
schiedenartigsten Stellen zur Verfügung. So kann man beispiels
weise das Zubehör- oder Ausrüstungsmagazin 65 bei einer
Stelle anordnen, die der in Fig. 3 dargestellten Stelle
gegenüberliegt. Verwendet man einen Ausrüstungswechselkopf
großer Abmessung und Laminierausrüstungen großer Abmessung,
können beide Enden des Auslegerarms 72 durch geeignete Stütz
einrichtungen verstärkt werden, um die Tragsteifigkeit für die
verschiedenen Ausrüstungen zu verbessern.
Wenn ein großes laminiertes Prepreg-Flächengebilde 30 durch
Zusammenfügen von vielen jeweils eine Lage ausmachenden
Prepreg-Flächengebilden 20 zusammengefügt werden soll, wie es
in Fig. 1(iii) dargestellt ist, tritt an den Anfangs- und
Endabschnitten der zusammengefügten Prepreg-Segmente 14 eine
Neigung zum Abschälen auf. Das bedeutet, daß diese Abschnitte
nicht hinreichend unter Ausbildung eines integralen Flächen
gebildes aneinander haften, so daß der Operator stets den
Klebe- oder Haftzustand überprüfen muß. Bei einer Maschine
nach dem Stand der Technik, wie sie in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 35 951/1986 beschrieben ist,
sind zu beiden Seiten des Arbeitstischs hohe vertikale Säulen
vorgesehen, und an den oberen Enden der Säulen sind
horizontale Schienen angebracht, die den Einsatz eines
horizontal verschiebbaren, hoch angebrachten Laufkrans
gestatten. Es können auch längs der Horizontalschienen
verschiebbare Querschienen vorgesehen sein. Der Kran dient zum
Aufhängen und Bewegen eines Laminierkopfes.
Wenn ein hochaufgehängter Laufkran verwendet wird, hat der
Operator einen leichten Zugang zum Laminierkopf, und es steht
ein hinreichend großer Raum am Arbeitstisch zur Verfügung, der
dem Operator die Arbeit erleichtert. Die gesamte Vorrichtung
einschließlich der Säulen und des hochaufgehängten Laufkranes
wird jedoch groß und nimmt daher viel Platz in Anspruch.
Weiterhin ist die Masse und das Gewicht der Bauteile, die
während des Legens der Lagen bewegt werden müssen, groß, so
daß die Steuer- und Regelfähigkeit gering ist. Darüber hinaus
erschwert der hochaufgehängte Kran oder die Querschienen das
Laden und Entladen des Prepreg-Bandes am Arbeitstisch oder am
laminierten Kopf.
Die in Fig. 20, 21 und 22 dargestellte Vorrichtung enthält
einen Arbeitstisch 810, auf dessen einer Seite geradlinige
Längsführungen 811 vorgesehen sind. Die Führungen 811
erstrecken sich parallel zueinander und dienen zum Tragen und
Führen eines in Längsrichtung verschiebbaren Ständerunterteils
813, wobei die Abstützung des Ständerunterteils 813 auf den
Führungen 811 über Kugellager 812 erfolgt. Das Ständerunter
teil 813 weist ein Ritzel 815 auf, das von einem Antrieb 814
gedreht werden kann, beispielsweise von einem Elektromotor.
Das Ritzel 815 greift in eine Zahnstange 816 ein, die parallel
zu den Führungen 811 vorgesehen ist. Die Richtung der gerad
linigen Führungen wird X-Richtung genannt.
Wie es aus Fig. 21 hervorgeht, erstreckt sich ein horizontaler
Arm 817 in einer zur X-Richtung rechtwinkligen Y-Richtung und
ist am oberen Ende des Ständerunterteils 813 montiert. Der Arm
817 hat einen Querschnitt, der einem umgedrehten U enspricht.
An den unteren Enden der beiden Schenkel des umgedrehten
U-Querschnitts sind geradlinige Führungen 818 ausgebildet. Der
Arm 817 ist mit Hilfe von Lagern 819 und 820 auf dem oberen
Ende des Ständergrundteils 813 in einer solchen Weise
gelagert, daß er in der Y-Richtung verschiebbar ist. Die
Oberseite des Armes 817 wird mit Hilfe von Quetschrollen 821
nach unten gedrückt, die am Ständerunterteil 813 drehbar
gehaltert sind. Eine Vorschubspindel 822 ist im Arm 817
parallel zur Führung 818 vorgesehen. Die Vorschubspindel 822
kann von einem im Arm 817 vorgesehenen Antrieb 823 gedreht
werden. Die Vorschubspindel 822 greift in eine Spindelmutter
824 ein, die am Ständergrundteil 813 befestigt ist.
Am vorderen Ende des Armes 817 ist ein Sattel 827 befestigt,
der in einer der Vertikalrichtung entsprechenden Z-Richtung
mit Hilfe einer vertikalen geradlinigen Führung 825 und Lagern
826 verschiebbar ist. Der Sattel 827 wird in der Vertikal
richtung von einem Antrieb 828 angetrieben.
Eine vertikale Welle 829 ist drehbar im Sattel 827 gelagert,
und am unteren Ende der Welle 829 ist ein Laminierkopf 830
angebracht. Die Welle 829 wird von einem hülsenartigen Lager
831 getragen. Die Welle 829 ist mit einem Antrieb 832 zum
Drehen des Laminierkopfes 830 um die Achse der Welle 829
verbunden.
Der Laminierkopf 830 enthält eine Spule oder eine Rolle 834
zur Abgabe eines zusammengesetzten Prepreg-Bandes 833, eine
Spule oder Rolle 835 zur Aufnahme des Trägerpapiers, eine
Haft- oder Kleberolle 836 und nicht dargestellte zugehörige
Antriebsmittel.
Die Postitionen und Vorschubgeschwindigkeiten des Ständer
unterteils 813, des Armes 817 und des Sattels 827, die von den
Antrieben 814, 823 und 828 angetrieben werden, werden
gleichzeitig gesteuert, so daß der Laminierkopf 830 oberhalb
oder auf dem Arbeitstisch 810 eine dreidimensionale Bewegung
ausführen kann. Die Drehung des Laminierkopfes 830 erfolgt
über den Antrieb 832 und ist ebenfalls automatisch gesteuert,
so daß die Drehbewegung des Laminierkopfes 830 mit der
Bewegungsrichtung des Laminierkopfs 830 in der X, Y-Ebene
abgestimmt werden kann.
Der Laminiervorgang der Prepreg-Flächengebilde wird ausgeführt
durch die Winkelsteuerung des Laminierkopfes 830 mittels des
Antriebs 832 und die dreidimensionale Bewegung des Laminier
kopfes 830 durch die gleichzeitige Steuerung des Ständerunter
teils 813, des Armes 817 und des Sattels 827 mittels der
Antriebe 814, 823 und 828.
Da der Arm 817 so konstruiert ist, daß der Laminierkopf 830 an
seinem Außenende montiert ist und durch die Verschiebebewegung
des Armes 817 in der Y-Richtung bewegt werden kann, ist es
möglich, die Längenabmessung dieses Armes im Vergleich zu
herkömmlichen Portal- oder Brücken-Laminiermaschinen auf etwa
den halben Wert zu reduzieren. Ein dem Ständerunterteil 813
entsprechendes Bauteil ist zwar bei den herkömmlichen Portal-
oder Brücken-Laminiermaschinen nicht vorhanden, jedoch kann
dieses Ständerunterteil eine relativ kompakte Konstruktion
haben. Deshalb ist das Gesamtgewicht aus dem Ständerunterteil
813 und dem Arm 817 wesentlich geringer als das Gewicht des
Armes der herkömmlichen Portal- oder Brücken-Laminiermaschine.
Die Folge davon ist, daß die Bewegungen des Laminierkopfes 830
wesentlich besser gesteuert und geregelt werden können, so daß
der Laminiervorgang mit einer höheren Genauigkeit und
Effizienz ausgeführt werden kann.
Da der den Laminierkopf 830 tragende Arm 817 am Ständerunter
teil 813 angebracht ist, das längs der geradlinigen Führungen
verschoben werden kann, die vom Arbeitstisch 813 getrennt
vorgesehen sind, ist die obere Oberfläche des Arbeitstisches
weitgehend frei, so daß der Operator dicht beim Arbeitstisch
stehen und den Laminiervorgang zur Bildung des Prepreg-
Flächengebildes genau überwachen kann. Weiterhin können die
Aufnahmerolle 834 und die Abgaberolle 835 leicht geladen und
entladen werden, was auch für das nicht dargestellte Prepreg
bezüglich des Arbeitstisches zutrifft.
Fig. 22 zeigt eine Modifikation der in Fig. 20 und 21
dargestellten Laminiermaschine. Bei dieser Modifikation ist
der Arm 827 in teleskopartige Teilarme 817A und 817B
unterteilt, um die Ausladung der Maschine unter Bezugnahme auf
die Darstellung nach Fig. 22 nach rechts zu vermindern. Der
erste Teilarm 817A ist drehbar am Ständerunterteil 813
angebracht und kann in seiner Längsrichtung mittels einer
Vorschubspindel 522a verschoben werden, die von einem
Elektromotor 823 angetrieben wird, und zwar unter
Mitverwendung einer Spindelmutter 824a, die mit der Vorschub
spindel 822a in Eingriff steht und am ersten Teilarm 817A
befestigt ist. Der zweite Teilarm 817B steht in einer
verzahnten Bewegungsbeziehung zum ersten Teilarm 817a,und zwar
über Zahnstangen 841 und 842, die einander gegenüberstehend am
Ständerunterteil 813 bzw. am zweiten Teilarm 817B vorgesehen
sind und die beide in ein Ritzel 843 eingreifen, das am ersten
Teilarm 817A drehbar gelagert ist. Diese Konstruktion hat den
Vorteil, daß beide Teilarme 817A und 817B von einem einzigen
Antrieb 823 verschoben werden können. Es ist allerdings auch
möglich, für den ersten und den zweiten Teilarm 817A und 817B
jeweils einen unabhängigen Antrieb vorzusehen.
Da, wie es aus der obigen Erläuterung hervorgeht, die obere
Oberfläche des Arbeitstisches offen ist, kann der Laminier
vorgang der Prepreg-Lagen leicht überwacht werden.
Darüber hinaus kann das Laden und Entladen des Laminierkopfes
auf dem Arbeitstisch leicht ausgeführt werden gleichermaßen
wie das Laden und Entladen eines zusammengesetzten Prepreg-
Bandes und eines fertiggestellten laminierten Prepreg-
Erzeugnisses. Diese Lade- und Entladevorgänge können
automatisch ausgeführt werden. Ferner ist es möglich, das
Gewicht des Mechanismus zum Bewegen des Laminierkopfes zu
vermindern, wodurch die Steuer- und Regelfähigkeit verbessert,
die Konstruktion der Laminiermachine vereinfacht und der
Installationsraum für die Maschine vermindert wird.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen bevorzugten
Ausführungsbeispiele beschränkt. Der Fachmann kann zahlreiche
verschiedenartige Abänderungen und Modifikationen vornehmen,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Claims (17)
1. Verfahren zum Herstellen eines laminierten Prepreg-Teils,
enthaltend die nachstehenden Schritte:
Vorfertigen eines Prepreg-Bandes aus einer Prepreg-Lage, die an einem Trägerpapier haftet;
Schneiden des Prepreg-Bandes in eine vorbestimmte Konfiguration bis zu einer Tiefe, die zum Durchtrennen des Prepreg-Bandes, jedoch nicht zum Durchtrennen des Trägerpapiers hinreichend ist;
Entfernen eines unnötigen Abschnitts des Prepreg-Bandes von dem Trägerpapier zum Gewinnen eines durchtrennten Prepreg-Bandes;
Bewegen einer Laminierausrüstung in einer vorbestimmten Richtung unter Andrücken des durchtrennten Prepreg-Bandes, aus dem ein unnötiger Prepreg-Abschnitt entfernt worden ist, gegen eine Oberfläche eines Arbeitstisches;
Abschälen des durchtrennten Prepreg-Bandes von dem Trägerpapier;
Anhaftenlassen des abgeschälten, durchtrennten Prepreg-Bandes an der Oberfläche des Arbeitstisches;
aufeinanderfolgendes Orientieren des durchtrennten Prepreg-Bandes in einer vorbestimmten Richtung zum Ausbilden eines Prepreg-Flächengebildes, Andrücken des durchtrennten Prepreg-Bandes während seiner Bewegung in einer vorbestimmten Richtung gegen das Prepreg-Flächengebilde;
kontinuierliches Laminieren des durchtrennten Prepreg-Bandes und Orientieren des durchtrennten Prepreg-Bandes in einer vorbestimmten Richtung zum Erhalten eines laminierten Prepreg-Flächengebildes mit einer Vielzahl Prepreg-Lagen;
Trimmen des laminierten Prepreg-Flächengebildes auf dem Arbeitstisch;
Abtrennen und Herausnehmen des getrimmten und laminierten Prepreg-Flächengebildes.
Vorfertigen eines Prepreg-Bandes aus einer Prepreg-Lage, die an einem Trägerpapier haftet;
Schneiden des Prepreg-Bandes in eine vorbestimmte Konfiguration bis zu einer Tiefe, die zum Durchtrennen des Prepreg-Bandes, jedoch nicht zum Durchtrennen des Trägerpapiers hinreichend ist;
Entfernen eines unnötigen Abschnitts des Prepreg-Bandes von dem Trägerpapier zum Gewinnen eines durchtrennten Prepreg-Bandes;
Bewegen einer Laminierausrüstung in einer vorbestimmten Richtung unter Andrücken des durchtrennten Prepreg-Bandes, aus dem ein unnötiger Prepreg-Abschnitt entfernt worden ist, gegen eine Oberfläche eines Arbeitstisches;
Abschälen des durchtrennten Prepreg-Bandes von dem Trägerpapier;
Anhaftenlassen des abgeschälten, durchtrennten Prepreg-Bandes an der Oberfläche des Arbeitstisches;
aufeinanderfolgendes Orientieren des durchtrennten Prepreg-Bandes in einer vorbestimmten Richtung zum Ausbilden eines Prepreg-Flächengebildes, Andrücken des durchtrennten Prepreg-Bandes während seiner Bewegung in einer vorbestimmten Richtung gegen das Prepreg-Flächengebilde;
kontinuierliches Laminieren des durchtrennten Prepreg-Bandes und Orientieren des durchtrennten Prepreg-Bandes in einer vorbestimmten Richtung zum Erhalten eines laminierten Prepreg-Flächengebildes mit einer Vielzahl Prepreg-Lagen;
Trimmen des laminierten Prepreg-Flächengebildes auf dem Arbeitstisch;
Abtrennen und Herausnehmen des getrimmten und laminierten Prepreg-Flächengebildes.
2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner enthaltend den Schritt:
Anbringen von Identifizierungsmarken an jeweiligen
laminierten Prepreg-Teilen vor dem Abtrennen der laminierten
Prepreg-Teile von dem laminierten Prepreg-Flächengebilde.
3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner enthaltend den Schritt:
Ausbilden einer Vielzahl von Perforationen durch das
Prepreg-Band.
4. Verfahren nach Anspruch 1, ferner enthaltend den Schritt:
kontinuierliches Laminieren eines anderen durchtrennten
Prepreg-Bandes auf dem Prepreg-Flächengebilde in einer
Orientierung, die die zur Bildung des Prepreg-Flächengebildes
benutzte Orientierung überkreuzt.
5. Vorrichtung zum Herstellen eines laminierten
Prepreg-Teils, enthaltend:
eine Prepreg-Schneideinrichtung zum Durchtrennen von nur einer Prepreg-Lage auf einem Prepreg-Band;
Einrichtung zum Entfernen eines unnötigen Abschnitts von dem Prepreg-Band;
einen Arbeitstisch, auf dem ein laminiertes Prepreg-Flächen gebilde ausgebildet wird;
einen oberhalb des Arbeitstisches parallel zu einer Oberfläche des Arbeitstisches bewegbaren Kopf;
eine an dem Kopf anbringbare Laminierausrüstung;
eine auf der stromabwärts gelegenen Seite des Arbeitstisches angeordnete Herausnahmeeinrichtung zum Herausnehmen des laminierten Prepreg-Teils; und
eine Vielzahl erstellter Laminier- und Trimmausrüstungen, von welchen Laminier- und Trimmausrüstungen ausgewählte an dem Kopf angebracht werden.
eine Prepreg-Schneideinrichtung zum Durchtrennen von nur einer Prepreg-Lage auf einem Prepreg-Band;
Einrichtung zum Entfernen eines unnötigen Abschnitts von dem Prepreg-Band;
einen Arbeitstisch, auf dem ein laminiertes Prepreg-Flächen gebilde ausgebildet wird;
einen oberhalb des Arbeitstisches parallel zu einer Oberfläche des Arbeitstisches bewegbaren Kopf;
eine an dem Kopf anbringbare Laminierausrüstung;
eine auf der stromabwärts gelegenen Seite des Arbeitstisches angeordnete Herausnahmeeinrichtung zum Herausnehmen des laminierten Prepreg-Teils; und
eine Vielzahl erstellter Laminier- und Trimmausrüstungen, von welchen Laminier- und Trimmausrüstungen ausgewählte an dem Kopf angebracht werden.
6. Vorrichtung zum Herstellen eines laminierten Teils,
enthaltend:
eine Prepreg-Bandschneideinrichtung mit einem Prepreg-Band schneidgerät zum Schneiden eines Prepreg-Bandes in eine vorbestimmte Konfiguration,
eine Entfernungseinrichtung zum Entfernen eines unnötigen Abschnitts von dem Prepreg-Band,
eine Abgaberolle zum kontinuierlichen Abgeben eines kontinuierlichen Prepreg-Bandes,
eine Prepreg-Bandaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines durchtrennten Prepreg-Bandes, von dem ein unnötiger Abschnitt des Prepreg-Bandes entfernt worden ist, zusammen mit einem Trägerpapier, an dem das durchtrennte Prepreg-Band haftet,
eine Prepreg-Bandaustauscheinrichtung, die angrenzend an die Prepreg-Schneideinrichtung angeordnet ist,
welche Prepreg-Bandaustauscheinrichtung das Prepreg-Band, aus dem der unnötige Abschnitt entfernt worden ist, herausnimmt und einen Wickel des Prepreg-Bandes auf einer Laminieraus rüstung montiert,
welche Prepreg-Austauscheinrichtung eine Einrichtung zum Entfernen des bereits benutzten Trägerpapiers enthält,
eine Ausrüstungslagereinrichtung, die dicht bei der Prepreg- Bandaustauscheinrichtung angeordnet ist, zum Aufbewahren der Laminierausrüstung und einer Trimmausrüstung,
einen Arbeitstisch, der angrenzend an die Ausrüstungslager einrichtung angeordnet ist,
eine obere Oberfläche des Arbeitstisches, die benutzt wird zum Laminieren des Prepreg-Flächengebildes und zum Tragen eines Formentrennblattes, das von einer Aufnahmerolle aufnehmbar ist,
die angrenzend an ein Ende des Arbeitstisches vorgesehen ist,
einen Ständer, der längs einer Führungsschiene verschiebbar ist, die sich parallel zur Längsrichtung des Arbeitstisches erstreckt,
einen mit dem Ständer verbundenen Tragarm zum Tragen eines Kopfes mit einer Halteeinrichtung zum Halten und Bewegen der Laminierausrüstung bzw. der Trimmausrüstung, und
eine Transfereinrichtung, die längs einer Transferschiene gegenüber der Führungsschiene bewegbar ist zum Herausnehmen des geschnittenen laminierten Teils von dem Arbeitstisch.
eine Prepreg-Bandschneideinrichtung mit einem Prepreg-Band schneidgerät zum Schneiden eines Prepreg-Bandes in eine vorbestimmte Konfiguration,
eine Entfernungseinrichtung zum Entfernen eines unnötigen Abschnitts von dem Prepreg-Band,
eine Abgaberolle zum kontinuierlichen Abgeben eines kontinuierlichen Prepreg-Bandes,
eine Prepreg-Bandaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines durchtrennten Prepreg-Bandes, von dem ein unnötiger Abschnitt des Prepreg-Bandes entfernt worden ist, zusammen mit einem Trägerpapier, an dem das durchtrennte Prepreg-Band haftet,
eine Prepreg-Bandaustauscheinrichtung, die angrenzend an die Prepreg-Schneideinrichtung angeordnet ist,
welche Prepreg-Bandaustauscheinrichtung das Prepreg-Band, aus dem der unnötige Abschnitt entfernt worden ist, herausnimmt und einen Wickel des Prepreg-Bandes auf einer Laminieraus rüstung montiert,
welche Prepreg-Austauscheinrichtung eine Einrichtung zum Entfernen des bereits benutzten Trägerpapiers enthält,
eine Ausrüstungslagereinrichtung, die dicht bei der Prepreg- Bandaustauscheinrichtung angeordnet ist, zum Aufbewahren der Laminierausrüstung und einer Trimmausrüstung,
einen Arbeitstisch, der angrenzend an die Ausrüstungslager einrichtung angeordnet ist,
eine obere Oberfläche des Arbeitstisches, die benutzt wird zum Laminieren des Prepreg-Flächengebildes und zum Tragen eines Formentrennblattes, das von einer Aufnahmerolle aufnehmbar ist,
die angrenzend an ein Ende des Arbeitstisches vorgesehen ist,
einen Ständer, der längs einer Führungsschiene verschiebbar ist, die sich parallel zur Längsrichtung des Arbeitstisches erstreckt,
einen mit dem Ständer verbundenen Tragarm zum Tragen eines Kopfes mit einer Halteeinrichtung zum Halten und Bewegen der Laminierausrüstung bzw. der Trimmausrüstung, und
eine Transfereinrichtung, die längs einer Transferschiene gegenüber der Führungsschiene bewegbar ist zum Herausnehmen des geschnittenen laminierten Teils von dem Arbeitstisch.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der
die Prepreg-Schneideinrichtung gebildet ist durch einen
Ultraschallwellenschneider mit einer Einrichtung zum Steuern
einer Schneidposition, die bestimmt ist durch eine
Konfiguration eines Prepreg-Flächengebildes und durch die
Richtung eines Orientierungswinkels des Prepreg-Flächengebildes.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner enthaltend:
ein von dem Arm getragenes Markiergerät zum Anbringen einer
Identifizierungsmarke auf dem laminierten Prepreg-Flächen
gebilde.
9. Gerät nach Anspruch 6, ferner enthaltend:
einen auf der stromab gelegenen Seite des Arbeitstisches
vorgesehenen Trenntisch, einen zwischen dem Arbeitstisch und
dem Trenntisch installierten Abstreifer zum Abtrennen des
laminierten Prepreg-Flächengebildes von einem Formentrenn
blatt, an dem das Flächengebilde anhaftet, und eine
Formgebungseinrichtung mit einer Formgebungseinspanneinrich
tung und einer Einspanneinrichtung-Austauscheinrichtung zum
Austauschen der Formgebungseinspanneinrichtung zwischen einem
Einspanneinrichtungsträger und einer Formgebungsmaschine.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei dem die Laminieraus
rüstung enthält:
eine Abgabehaspel zum Tragen einer gewickelten Rolle eines durchtrennten Prepreg-Bandes,
eine Aufnahmehaspel zum Aufnehmen des Trägerpapiers, das nach dem Abschälen des durchtrennten Prepreg-Bandes übrig bleibt, eine zwischen der Abgabehaspel und der Aufnahmehaspel angeordnete Laminierrolle zum Andrücken des Prepreg-Bandes gegen den Arbeitstisch,
eine Laminierdruckanlegeeinrichtung, die die Laminierrolle trägt,
welche Laminierdruckanlegeeinrichtung senkrecht zu einer Arbeitsoberfläche des Arbeitstisches bewegbar ist,
einen Kantendetektor zum Erfassen beider Endpositionen des durchtrennten Prepreg-Bandes,
eine Bandpositionskorrigiereinrichtung zum Verstellen der Abgabehaspel in einer Richtung senkrecht zur Drehebene der Abgabehaspel,
welcher Kantendetektor eine Mittenposition des durchtrennten Prepreg-Bandes erfaßt, um zu veranlassen, daß die Mitten position des durchtrennten Prepreg-Bandes stets mit einer Achse der Laminierrolle zusammenfällt,
einen Prepreg-Enddetektor, der unmittelbar unter der Laminierrolle angeordnet ist, zum Abschälen eines Prepreg-Stücks von dem Trägerpapier,
einen Zugzapfen, der von einem am Kopf vorgesehenen Aufnehmer gehalten ist,
eine Hohlwelle, die drehbar in einem hohlzylindrischen Gehäuse gelagert ist,
eine Halteeinrichtung mit einem Zugzapfen, der von dem Aufnehmer gehalten wird,
welcher Zugzapfen so vorgesehen ist, daß er von der Trimm ausrüstung oder der Laminierausrüstung nach oben ragt, und
eine Zugstange, die an ihrem unteren Ende den Aufnehmer trägt und durch eine Feder in Richtung nach oben vorgespannt ist,
sowie eine Zugstangebetätigungseinrichtung zum Antreiben der Zugstange in der Vertikalrichtung zum Entkuppeln des Aufnehmers vom Zugzapfen.
eine Abgabehaspel zum Tragen einer gewickelten Rolle eines durchtrennten Prepreg-Bandes,
eine Aufnahmehaspel zum Aufnehmen des Trägerpapiers, das nach dem Abschälen des durchtrennten Prepreg-Bandes übrig bleibt, eine zwischen der Abgabehaspel und der Aufnahmehaspel angeordnete Laminierrolle zum Andrücken des Prepreg-Bandes gegen den Arbeitstisch,
eine Laminierdruckanlegeeinrichtung, die die Laminierrolle trägt,
welche Laminierdruckanlegeeinrichtung senkrecht zu einer Arbeitsoberfläche des Arbeitstisches bewegbar ist,
einen Kantendetektor zum Erfassen beider Endpositionen des durchtrennten Prepreg-Bandes,
eine Bandpositionskorrigiereinrichtung zum Verstellen der Abgabehaspel in einer Richtung senkrecht zur Drehebene der Abgabehaspel,
welcher Kantendetektor eine Mittenposition des durchtrennten Prepreg-Bandes erfaßt, um zu veranlassen, daß die Mitten position des durchtrennten Prepreg-Bandes stets mit einer Achse der Laminierrolle zusammenfällt,
einen Prepreg-Enddetektor, der unmittelbar unter der Laminierrolle angeordnet ist, zum Abschälen eines Prepreg-Stücks von dem Trägerpapier,
einen Zugzapfen, der von einem am Kopf vorgesehenen Aufnehmer gehalten ist,
eine Hohlwelle, die drehbar in einem hohlzylindrischen Gehäuse gelagert ist,
eine Halteeinrichtung mit einem Zugzapfen, der von dem Aufnehmer gehalten wird,
welcher Zugzapfen so vorgesehen ist, daß er von der Trimm ausrüstung oder der Laminierausrüstung nach oben ragt, und
eine Zugstange, die an ihrem unteren Ende den Aufnehmer trägt und durch eine Feder in Richtung nach oben vorgespannt ist,
sowie eine Zugstangebetätigungseinrichtung zum Antreiben der Zugstange in der Vertikalrichtung zum Entkuppeln des Aufnehmers vom Zugzapfen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Trimmausrüstung
enthält:
einen Hauptkörper mit einem oberen Ende, das am Kopf anbringbar ist,
einen Schneidmesserhalter,
eine Vielzahl am Schneidmesserhalter montierter Spindeln, die jeweils ein Schneidmesser mit unterschiedlichen Messerschneiden tragen,
einen Antriebsmotor, der an einem Messerhaltertragteil montiert ist zum Drehen und Weiterschalten des Messerhalters zur Auswahl einer gewünschten Messerschneide,
ein Zahnrad und ein Ritzel jeweils zum Drehantrieb einer der Spindeln, und
ein Messerhaltertragteil, das von einem Ende eines Armes getragen wird, dessen entgegengesetztes Ende an einem verschiebbaren Bauteil befestigt ist, das längs einer vertikalen Schiene verschiebbar ist, wobei ein oberes Ende der vertikalen Schiene in die Horizontalrichtung umgebogen ist, um ein Tragteil zu bilden, das einen Schrittmotor trägt, der das verschiebbare Bauteil antreibt.
einen Hauptkörper mit einem oberen Ende, das am Kopf anbringbar ist,
einen Schneidmesserhalter,
eine Vielzahl am Schneidmesserhalter montierter Spindeln, die jeweils ein Schneidmesser mit unterschiedlichen Messerschneiden tragen,
einen Antriebsmotor, der an einem Messerhaltertragteil montiert ist zum Drehen und Weiterschalten des Messerhalters zur Auswahl einer gewünschten Messerschneide,
ein Zahnrad und ein Ritzel jeweils zum Drehantrieb einer der Spindeln, und
ein Messerhaltertragteil, das von einem Ende eines Armes getragen wird, dessen entgegengesetztes Ende an einem verschiebbaren Bauteil befestigt ist, das längs einer vertikalen Schiene verschiebbar ist, wobei ein oberes Ende der vertikalen Schiene in die Horizontalrichtung umgebogen ist, um ein Tragteil zu bilden, das einen Schrittmotor trägt, der das verschiebbare Bauteil antreibt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner enthaltend:
einen Niveaudetektor zum Erfassen eines Oberflächenniveaus
des Arbeitstisches, eine Schrittmotorsteuerung, die von einem
Ausgangssignals des Niveaudetektors angesteuert wird, und
einen Detektor zum Erfassen des Ausmaßes des Überstands
eines Schneidmessers.
13. Gerät nach Anspruch 6, bei dem die Prepreg-Bandschneid
einrichtung enthält:
eine Prepreg-Ausgabehaspel zum kontinuierlichen Ausgeben eines Prepreg-Bandes, das aus einem Trägerpapier besteht, an dem eine Prepreg-Lage haftet,
eine Prepreg-Bandschneideeinrichtung zum Schneiden des Prepreg-Bandes, derart, daß die Prepreg-Lage, jedoch nicht das Trägerpapier durchtrennt wird,
eine Einrichtung zum Entfernen eines unnötigen Abschnitts des Prepreg-Bandes von einem Prepreg-Band, das von der Prepreg- Schneideinrichtung geschnitten ist, und
eine Prepreg-Bandaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines geschnittenen Prepreg-Bandes.
eine Prepreg-Ausgabehaspel zum kontinuierlichen Ausgeben eines Prepreg-Bandes, das aus einem Trägerpapier besteht, an dem eine Prepreg-Lage haftet,
eine Prepreg-Bandschneideeinrichtung zum Schneiden des Prepreg-Bandes, derart, daß die Prepreg-Lage, jedoch nicht das Trägerpapier durchtrennt wird,
eine Einrichtung zum Entfernen eines unnötigen Abschnitts des Prepreg-Bandes von einem Prepreg-Band, das von der Prepreg- Schneideinrichtung geschnitten ist, und
eine Prepreg-Bandaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines geschnittenen Prepreg-Bandes.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Prepreg-Band
schneideinrichtung ferner enthält:
ein Paar Vorschubrollen, die intermittierend gedreht werden, um das ausgegebene Prepreg-Band der Prepreg-Bandschneidein richtung zuzuführen,
welche Prepreg-Schneideinrichtung ein Schneidmesser enthält, das an einem unteren Ende eines Ultraschallwellenoszillator halters entfernbar gehaltert ist,
einen vertikal verschiebbaren Block, der den Ultraschall wellenoszillatorhalter mittels einer Halterung trägt,
ein Führungsbauteil, das den Block verschiebbar führt,
eine Einrichtung zum vertikalen Bewegen des Blocks,
eine L-förmige Halterung mit einem vertikalen Arm, der ein vertikal verschiebbares Führungsbauteil trägt, wohingegen ein horizontaler Arm der L-förmigen Halterung mit einer vertikalen Welle verbunden ist, die von einer Antriebsein richtung angetrieben wird, welche in einer Horizontalrichtung längs eines Rahmens mittels einer Horizontalarmantriebsein richtung bewegt und bezüglich des Rahmens hin- und hergefahren werden kann,
einen horizontalen Tisch, der unterhalb der Prepreg-Band schneideeinrichtung angeordnet ist und mit einem Ende am Rahmen befestigt ist,
einen an dem horizontalen Tisch angebrachten hohlen horizontalen Amboß, dessen obere Oberfläche mit einer Vielzahl Luftdurchlässe ausgerüstet ist, die mit einem im Amboß vorgesehenen horizontalen Luftkanal in Verbindung stehen,
eine Einrichtung zum Absaugen von Luft aus dem horizontalen Luftkanal,
eine an einem Ende des Ambosses vorgesehene Einrichtung zum Messen des Ausmaßes des Überstands der Schneideinrichtung,
einen am unteren Ende des vertikal bewegbaren Blocks angebrachten Detektor zum Messen der Ebenheit der oberen Oberfläche des Ambosses,
eine auf der stromab gelegenen Seite der Prepreg-Bandschneide einrichtung angeordnete Entfernungseinrichtung zum Entfernen eines unnötigen Abschnitts aus dem Prepreg-Band zum Erhalten eines durchtrennten Prepreg-Bandes,
welche Entfernungseinrichtung einen schwenkbaren Arm aufweist, der gegen den unnötigen Abschnitt gedrückt werden kann, um den unnötigen Abschnitt von dem Trägerpapier abzuschälen, und welche Entfernungseinrichtung eine Einrichtung zum Verschwenken des verschwenkbaren Armes und
eine Einrichtung zum horizontalen Bewegen des verschwenkbaren Arms parallel zum horizontalen Tisch enthält, und
eine auf der stromab gelegenen Seite der Schneideinrichtung vorgesehene Aufnahmehaspel zum Aufnehmen des geschnittenen oder durchtrennten Prepreg-Bandes.
ein Paar Vorschubrollen, die intermittierend gedreht werden, um das ausgegebene Prepreg-Band der Prepreg-Bandschneidein richtung zuzuführen,
welche Prepreg-Schneideinrichtung ein Schneidmesser enthält, das an einem unteren Ende eines Ultraschallwellenoszillator halters entfernbar gehaltert ist,
einen vertikal verschiebbaren Block, der den Ultraschall wellenoszillatorhalter mittels einer Halterung trägt,
ein Führungsbauteil, das den Block verschiebbar führt,
eine Einrichtung zum vertikalen Bewegen des Blocks,
eine L-förmige Halterung mit einem vertikalen Arm, der ein vertikal verschiebbares Führungsbauteil trägt, wohingegen ein horizontaler Arm der L-förmigen Halterung mit einer vertikalen Welle verbunden ist, die von einer Antriebsein richtung angetrieben wird, welche in einer Horizontalrichtung längs eines Rahmens mittels einer Horizontalarmantriebsein richtung bewegt und bezüglich des Rahmens hin- und hergefahren werden kann,
einen horizontalen Tisch, der unterhalb der Prepreg-Band schneideeinrichtung angeordnet ist und mit einem Ende am Rahmen befestigt ist,
einen an dem horizontalen Tisch angebrachten hohlen horizontalen Amboß, dessen obere Oberfläche mit einer Vielzahl Luftdurchlässe ausgerüstet ist, die mit einem im Amboß vorgesehenen horizontalen Luftkanal in Verbindung stehen,
eine Einrichtung zum Absaugen von Luft aus dem horizontalen Luftkanal,
eine an einem Ende des Ambosses vorgesehene Einrichtung zum Messen des Ausmaßes des Überstands der Schneideinrichtung,
einen am unteren Ende des vertikal bewegbaren Blocks angebrachten Detektor zum Messen der Ebenheit der oberen Oberfläche des Ambosses,
eine auf der stromab gelegenen Seite der Prepreg-Bandschneide einrichtung angeordnete Entfernungseinrichtung zum Entfernen eines unnötigen Abschnitts aus dem Prepreg-Band zum Erhalten eines durchtrennten Prepreg-Bandes,
welche Entfernungseinrichtung einen schwenkbaren Arm aufweist, der gegen den unnötigen Abschnitt gedrückt werden kann, um den unnötigen Abschnitt von dem Trägerpapier abzuschälen, und welche Entfernungseinrichtung eine Einrichtung zum Verschwenken des verschwenkbaren Armes und
eine Einrichtung zum horizontalen Bewegen des verschwenkbaren Arms parallel zum horizontalen Tisch enthält, und
eine auf der stromab gelegenen Seite der Schneideinrichtung vorgesehene Aufnahmehaspel zum Aufnehmen des geschnittenen oder durchtrennten Prepreg-Bandes.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, ferner enthaltend:
eine zwischen der Entfernungseinrichtung und der Aufnahme
haspel angeordnete rutschenartige Führung zum Verhindern
einer Ablenkung des Prepreg-Bandes.
16. Vorrichtung zum Herstellen eines Prepreg-Flächengebildes,
enthaltend:
einen Arbeitstisch,
eine geradlinige Führung, die auf einer Seite des Arbeits tisches parallel dazu vorgesehen ist,
einen längs der geradlinigen Führung verschiebbaren Ständer, ein Ritzel und eine in das Ritzel eingreifende Zahnstange, die zum Verschieben des Ständers parallel zum Arbeitstisch zusammenarbeiten,
einen vom Ständer getragenen Arm, der sich über den Arbeitstisch erstreckt,
eine im Arm vorgesehene Vorschubspindel mit einer Spindel mutter zum Verschieben des Arms,
einen am äußeren Ende des Arms angebrachten Sattel, der in Vertikalrichtung bewegbar ist,
einen an einer drehbaren Welle angebrachten Laminierkopf, welcher Laminierkopf eine Abgabehaspel zum Ausgeben eines laminierten Prepreg-Bandes, eine Trägerpapieraufnahmehaspel und eine Bondierrolle aufweist.
einen Arbeitstisch,
eine geradlinige Führung, die auf einer Seite des Arbeits tisches parallel dazu vorgesehen ist,
einen längs der geradlinigen Führung verschiebbaren Ständer, ein Ritzel und eine in das Ritzel eingreifende Zahnstange, die zum Verschieben des Ständers parallel zum Arbeitstisch zusammenarbeiten,
einen vom Ständer getragenen Arm, der sich über den Arbeitstisch erstreckt,
eine im Arm vorgesehene Vorschubspindel mit einer Spindel mutter zum Verschieben des Arms,
einen am äußeren Ende des Arms angebrachten Sattel, der in Vertikalrichtung bewegbar ist,
einen an einer drehbaren Welle angebrachten Laminierkopf, welcher Laminierkopf eine Abgabehaspel zum Ausgeben eines laminierten Prepreg-Bandes, eine Trägerpapieraufnahmehaspel und eine Bondierrolle aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der
der Arm einen ersten und einen zweiten Arm aufweist, die
teleskopartig miteinander verbunden sind,
der erste Arm auf dem Ständer verschiebbar gehaltert ist, und
der zweite Arm im ersten Arm verschiebbar ist und zum Haltern des Laminierkopfes dient.
der erste Arm auf dem Ständer verschiebbar gehaltert ist, und
der zweite Arm im ersten Arm verschiebbar ist und zum Haltern des Laminierkopfes dient.
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