DE4130269A1

DE4130269A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen laminierter prepreg-teile

Info

Publication number: DE4130269A1
Application number: DE4130269A
Authority: DE
Inventors: Takao Manabe; Yuhei Yamakawa; Shoichi Shin; Hideyuki Yamada; Mitsuo Nagashima; Mitsunori Kokubo; Masafumi Tsunada; Yasuhiko Nagakura; Yukio Nakajima; Tomohiro Inoue; Kiyoshi Kondo
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd; Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp; Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1990-09-13
Filing date: 1991-09-12
Publication date: 1992-03-19
Anticipated expiration: 2011-09-13
Also published as: US5480508A; DE4130269C2; US5397415A

Description

Hintergrund der Erfindung

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.

Darlegung der Erfindung

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.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

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.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeipiele

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.

A. Bildung von Prepreg-Schneiddaten

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.

B. Bildung von Laminierdaten

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.

C. Erstellung von Trimmdaten

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.

D. Erstellung von Markierdaten

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.