DE4421415C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abziehen einer Folie von einem klebrigen Untergrund - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ablösen einer Folie von einem klebrigen Untergrund.

Ein derartiger klebriger Untergrund wird vorzugsweise ent­ weder durch eine Schicht aus klebrigem Material oder einer mit klebrigem Material durchsetzten Materialbahn gebildet. Derartige mit klebrigem Material durchsetzte Material­ bahnen sind vorzugsweise harzgetränkte Materialbahnen, die zur Herstellung von Compositebauteilen aufeinandergelegt und durch Aushärten des Harzsystems fest miteinander ver­ bunden werden.

Insbesondere sind derartige Materialbahnen Gewebebahnen, -streifen oder -bänder, die von einem Harzsystem durch­ tränkt sind, wobei dieses Harzsystem im nicht ausge­ härteten Zustand zumindest auf einer Seite der Gewebebahn eine Klebewirkung entfaltet und diese Seite daher zur Handhabung der Gewebebahn mit der Folie abgedeckt ist.

Bei dem Harzsystem handelt es sich vorzugsweise um ein Duromer-Harzsystem, mit welchem das Gewebe durchtränkt ist. Hält man dieses Duromer-Harzsystem gekühlt, so härtet dieses nicht aus, so daß derartige mit dem Duromer-Harz­ system getränkte Gewebe gekühlt gelagert und transportiert werden können und erst nach Herstellung der Compositebau­ teile auf eine Temperatur erwärmt werden, bei welcher das Duromer-Harzsystem aushärtet.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abziehen einer Folie von Duromer-Prepreg­ geweben.

Unidirektionale Duromer-Prepreggewebebänder können von einer Tapeablegemaschine genau positioniert und abgelegt werden. Duromer-Prepreggewebe werden in den unterschiedlichsten Formgebungen mit einer Jet-Cut-Anlage zugeschnitten und können von einem Roboter mit Hilfe eines Saugwerkzeugs, welches sich an der Folie des Duromer-Prepreggewebes an­ saugt, genau dem Lagenaufbau entsprechend positioniert werden. Danach wird das Duromer-Prepreggewebe angewalzt, damit die Luft herausgedrückt wird. Die erforderliche Walze wird dabei vorzugsweise von einem Roboter geführt. Sie kann nur auf der Folie walzen, da das Duromer-Prepreg­ gewebe eine sehr klebrige Oberfläche hat und sich ohne Folie um die Walze wickeln würde.

Bevor die nächste Prepreggewebelage aufgebracht wird, muß die Folie entfernt werden. Dies geschieht bisher in Hand­ arbeit. Damit ist aber der Automationsprozeß unterbrochen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren und eine Vorrichtung zu schaffen, die ein einfaches und sicheres automatisches Abziehen einer Folie von einem klebrigen Untergrund erlauben.

Die Aufgabe wird für ein Verfahren dadurch gelöst, daß die Folie zuerst abgekühlt und dann abgezogen wird.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Folie zumin­ dest in einem Teilbereich auf eine eine auf die Folie wirkende Klebekraft des Untergrunds reduzierende Tempera­ tur abgekühlt und dann ausgehend von diesem abgekühlten Teilbereich abgelöst wird.

Eine wesentliche Idee der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch das Abkühlen der Folie und damit des zwischen dem Untergrund und der Folie vorhandenen klebrigen Mate­ rials dessen Haftfähigkeit soweit vermindert wird, daß die Folie einfach, insbesondere mit geringem Kraftaufwand, erfaßt und abgelöst werden kann.

Besonders vorteilhaft läßt sich das Ablösen dann reali­ sieren, wenn die Folie zum Ablösen zunächst in dem abge­ kühlten Teilbereich von dem Untergrund abgehoben und dann zum weiteren Ablösen der abgehobene Teilbereich festge­ halten wird. Dabei ist vorteilhaft, daß das Abheben der Folie aufgrund der somit reduzierten Klebekraft des Unter­ grunds mit relativ geringen Kräften erfolgen kann und durch das Festhalten des abgehobenen Bereichs dann die Möglichkeit besteht, mit größeren Kräften auf die Folie einzuwirken, um diese vollständig abzulösen.

Aus Kostengründen ist es vorteilhaft, wenn nur ein kleiner Teil der insgesamt abzuziehenden Fläche abgekühlt wird, um den erforderlichen Energieaufwand niedrig zu halten und daher ein kostengünstiges Abziehen zu ermöglichen. Daher ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Folie in einem Rand­ bereich abgekühlt und gleichzeitig oder anschließend zum Ablösen in dem Randbereich vom Untergrund abgehoben wird.

Ein einfaches und schnelles Abkühlen des Randbereichs wird dadurch erreicht, daß ein Kühlelement auf eine dem Unter­ grund abgewandte Oberseite der Folie aufgesetzt und gege­ benenfalls aufgepreßt wird. Hierzu wird die Kühlfläche insbesondere vollflächig auf die Folie aufgelegt.

Vorzugsweise wird dabei die Folie auf eine Temperatur ab­ gekühlt, bei welcher der Untergrund die auf die Folie wirkende Klebekraft im wesentlichen verliert.

Da Duromer-Prepreggewebe beispielsweise in breiten Strei­ fen verlegt werden, ist in bevorzugter Ausführungsform vorgesehen, daß die Kühlfläche ein Rechteck mit einer der Breite der Streifen entsprechenden Längserstreckung ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform ergibt sich dadurch, daß das Kühlelement als ein Tank ausgebildet ist, der mit einem Kühlmittel, vorzugsweise mit flüssigem Stickstoff, befüllbar ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß der Tank aus Kupfer besteht. Hierdurch ergeben sich einerseits eine einfache und kostengünstige Herstellung und anderer­ seits geringe Betriebskosten.

Um ein sicheres Ablösen der Folie zu gewährleisten, wird die Folie bevorzugterweise auf mindestens -30°C abgekühlt. Wenn die Oberfläche der Folie auf diese Temperatur abge­ kühlt wird, ist davon auszugehen, daß das sich auf der anderen Seite der Folie befindende klebrige Material auf eine vergleichbare Temperatur abgekühlt ist. Bei einer derartig tiefen Temperatur verliert beispielsweise ein Duromer-Harzsystem des Duromer-Prepreggewebes seine Haft­ fähigkeit oder diese wird so weit reduziert, daß ein leichtes und damit sicheres Abziehen der Folie ermöglicht wird.

Hinsichtlich des Abhebens der Folie von dem Untergrund wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So ist es beispielsweise möglich, die Folie mittels eines scharfen, auf den Rand derselben wirkenden Luftstrahls oder mittels eines mechanisch am Rand angreifenden Abhebeelements abzu­ heben. Diese Lösungen haben aber den Nachteil, daß sich gegebenenfalls eine Beschädigung des Untergrunds in den Bereichen ergibt, in denen der scharfe Luftstrahl oder das mechanische Abhebeelement einwirken.

Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, wenn zum Abheben der Folie vom Untergrund die Folie durch Ansaugen festgehalten wird, wobei dieses Ansaugen vorzugsweise auf die dem Untergrund abgewandte Oberseite der Folie wirkt.

Besonders vorteilhaft ist dies dann, wenn die Folie in dem gekühlten Randbereich durch Ansaugen abgehoben wird.

Eine bevorzugte und einfach zu realisierende Verfahrens­ variante ist dadurch gekennzeichnet, daß zum Ansaugen wenigstens ein Saugelement auf die Folie aufgesetzt, fest­ gesaugt und dann zum Abheben der Folie vom Untergrund be­ wegt wird.

Das Bewegen des Saugelements zum Abheben der Folie vom Untergrund kann in unterschiedlichster Art und Weise er­ folgen. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, daß das Saugelement mit der angesaugten Folie vom Untergrund weg­ bewegt wird.

Alternativ oder ergänzend dazu ist es ebenfalls möglich, daß nach dem Ansaugen das Saugelement so gekippt wird, daß der nächstliegende Rand der Folie vom Untergrund abgehoben wird.

Hierzu ist es zweckmäßig, wenn das Saugelement um einen Winkel von mehr als 10° gegenüber dem Untergrund angekippt wird. Vorzugsweise erfolgt ein Ankippen des Saugelements um einen Winkel von größenordnungsmäßig 30°.

Eine vorteilhafte Ausführungsvariante zeichnet sich da­ durch aus, daß mehrere Saugelemente mit etwa gleichem Ab­ stand zu einem nächstliegenden Rand des Randbereichs auf die Folie aufgesetzt werden. Hierdurch wird sicherge­ stellt, daß der nächstliegende Rand auf seiner ganzen Länge möglichst gleichmäßig abgehoben wird.

Da üblicherweise Gewebestreifen mit geraden Anfangskanten verwendet werden, zeichnet sich die Vorrichtung in bevor­ zugter Ausgestaltung dadurch aus, daß das Saugelement länglich ausgebildet ist und/oder mehrere Saugelemente in einer Reihe angeordnet sind. So wird das gleichmäßige Ab­ ziehen eines geraden Randes sichergestellt.

Hinsichtlich des Ablösens der Folie nach dem Abheben von dem Untergrund und Festhalten des abgehobenen Bereichs wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So wäre es beispielsweise denkbar, die Folie durch Abkühlen weiterer Bereiche sukzessive abzuheben und die abgehobenen Bereiche festzuhalten.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Folie durch eine Relativbewegung des festgehaltenen Teilbereichs der­ selben zum Untergrund abgezogen wird.

Ein sicheres und gleichmäßiges Abziehen der Folie wird auch dadurch gewährleistet, daß die Folie unter einem bestimmten Schälwinkel durch entsprechendes Wegbewegen des festgehaltenen Teilbereichs abgezogen wird.

Das Festhalten des abgehobenen Bereichs kann in unter­ schiedlichster Art und Weise erfolgen. So sieht ein vor­ teilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß zuerst ein An­ fangsbereich der Folie vom Untergrund abgehoben, dann die Folie im Anfangsbereich eingeklemmt und schließlich die Folie vollständig vom Untergrund abgelöst wird. Vorzugs­ weise umfaßt dabei der gekühlte Randbereich den Anfangs­ bereich.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Anfangsbe­ reich der Folie zwischen dem Saugelement und einem Wider­ lager eingeklemmt wird, wobei das Saugelement seinerseits in der bereits beschriebenen Weise zum Abheben der abge­ kühlten Folie dient und somit gleichzeitig auch noch ge­ meinsam mit dem zusätzlich vorgesehenen Widerlager zum Einklemmen der Folie eingesetzt werden kann, um diese festzuhalten.

Eine besonders einfache und zweckmäßige Vorgehensweise sieht dabei vor, daß das Saugelement zum Einklemmen der Folie mit der angesaugten Folie vom Untergrund längs einer Bewegungsbahn wegbewegt, das Widerlager mit einer Halte­ fläche in die Bewegungsbahn des Saugelements hineinbewegt und das Saugelement mit der Folie gegen die Haltefläche des Widerlagers gepreßt wird, um somit in möglichst ein­ facher, aber effizienter Weise, die Folie zwischen dem Saugelement und der Haltefläche des Widerlagers einzu­ klemmen.

Zu Beginn des Abziehens wird die Folie vorzugsweise nur von dem Saugelement gehalten, da die Folie relativ leicht vom gekühlten Bereich abziehbar ist. Anschließend wird die Folie gegen das Widerlager geklemmt, um mit größeren Kräften auf die Folie beim Abziehen aus dem restlichen Bereich einwirken zu können. Dies ist erforderlich, da die Folie im nicht gekühlten Bereich auf dem Untergrund stark haftet. Somit wird durch die genannten Maßnahmen die Sicherheit für ein vollständiges und fehlerfreies Abziehen der Folie wesentlich erhöht.

Ferner wird die erfindungsgemäße Aufgabe bei einer Vor­ richtung zum Ablösen einer Folie von einem klebrigen Untergrund erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vor­ richtung einen Ablösekopf umfaßt, daß der Ablösekopf ein Kühlelement aufweist, welches auf mindestens einem Teil­ bereich einer dem Untergrund abgewandten Seite der Folie mit einer Kühlfläche zum Kühlen derselben aufsetzbar ist, und daß der Ablösekopf ein Abhebeelement aufweist, mit welchem der gekühlte Teilbereich vom Untergrund abhebbar ist.

Hiermit sind die gleichen Vorteile, wie bereits im Zu­ sammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschil­ dert, erzielbar.

Vorzugsweise ist dabei die Kühlfläche so gestaltet, daß sie vollflächig auf der Folie aufsetzbar ist.

Für das Kühlelement ist vorzugsweise ein Tank vorgesehen, welcher mit einem Kühlmittel befüllbar ist, wobei als vor­ teilhaftes Kühlmittel flüssiger Stickstoff zum Einsatz kommt, welcher zu einer ausreichend niedrigen Temperatur des Tanks führt.

Hinsichtlich des Abhebeelements wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Abhebeelement ein Saugelement zum Ansaugen der Folie umfaßt.

Darüber hinaus ist vorteilhafterweise bei einem Ausfüh­ rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorge­ sehen, daß der Ablösekopf eine Klemmeinrichtung aufweist, mit welcher die abgehobene Folie einklemmbar ist.

Als Klemmeinrichtung könnte beispielsweise ein separates Klemmleistenpaar vorgesehen sein. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn die Klemmeinrichtung durch das Saugelement und ein Widerlager für dieses gebildet ist.

Eine besonders günstige Realisierungsform ergibt sich da­ durch, daß das Saugelement beweglich an einem Grundkörper des Ablösekopfes angeordnet ist und daß das Saugelement und das Widerlager relativ zueinander in eine Klemm­ stellung bringbar sind, in welche die vom Saugelement angesaugte Folie zwischen dem Saugelement und dem Wider­ lager einklemmbar ist.

Günstigerweise läßt sich dies bei einem Ausführungsbei­ spiel realisieren, bei welchem das Saugelement längs einer Bewegungsbahn bewegbar ist und das Widerlager zum Er­ reichen der Klemmstellung in die Bewegungsbahn des Saug­ elements hineinbewegbar ist.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß das Saugelement linear bewegbar und das Widerlager in die Bewegungsbahn des Saugelements bewegbar ist. Dies läßt sich beispiels­ weise leicht dadurch realisieren, daß das Widerlager schwenkbar am Grundkörper angeordnet ist.

Das lineare Bewegen des Saugelements und das Verschwenken des Widerlagers am Grundkörper ermöglichen einerseits eine einfache Konstruktion und kostengünstige Herstellung und andererseits wird dadurch ermöglicht, daß das Saugelement über das Widerlager hinausragt, so daß das Saugelement auf ebenen oder gar konvexen Flächen aufgesetzt werden kann, ohne daß das Widerlager ein Aufsetzen ver- oder behindert.

Das Abkühlen eines Bereichs der Folie und das anschlie­ ßende Aufsetzen und Abziehen dieses Bereichs mittels des Saugelements ist sehr zeitkritisch, da ein übermäßiges Ab­ kühlen einen hohen Kosten- und Zeitaufwand erfordert, so daß das Aufsetzen und Abziehen der Folie schnell erfolgen muß. Eine schnelle Abfolge der erforderlichen Arbeits­ schritte wird dadurch begünstigt, daß das Kühlelement und das Saugelement so an dem Ablösekopf angeordnet sind, daß sie durch Verschwenken des Ablösekopfes abwechselnd auf der Folie aufsetzbar sind. Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß das Saugelement geneigt zur Kühlfläche an­ geordnet ist. Dadurch wird ermöglicht, wahlweise ohne gegenseitige Behinderung die Kühlfläche oder das Saugele­ ment auf die Folie aufzusetzen. Zudem ist bei einer solchen Anordnung nur eine geringe Schwenkbewegung des Grundkörpers erforderlich, so daß ein schneller Arbeits­ ablauf auch dann möglich ist, wenn die Arbeitsschritte vollautomatisch von einem Roboter durchgeführt werden.

Bei einer linearen Anordnung der Saugelemente ist vorge­ sehen, daß deren Längserstreckung etwa einer Längser­ streckung der Kühlfläche entspricht. Durch diese Korrelation wird erreicht, daß einerseits keine unnötige Fläche gekühlt wird und andererseits die Saugelemente alle die Folie in einem gekühlten Bereich erfassen können.

In bevorzugter Ausgestaltung weist die Vorrichtung einen Grundkörper auf, der vorzugsweise aus kohlenfaserver­ stärktem Kunststoff besteht. Ein solcher Grundkörper er­ möglicht eine leichte Konstruktion der Vorrichtung.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß zur thermischen Isolation des Grundkörpers gegenüber dem Kühlelement der Grundkörper mit Halteelementen aus glasfaserverstärktem Kunststoff versehen ist, die das Kühlelement halten.

Ferner sind die Halteelemente vorzugsweise flexibel ausge­ bildet, um die starken Wärmeausdehnungen des Kühlelements relativ zum Grundkörper ausgleichen zu können.

Bevorzugt ist hierbei die Ausbildung der Halteelemente in Form von Zähnen oder Zungen.

Ein preisgünstiger Antrieb zur Bewegung des Saugelements und des Widerlagers ist beispielsweise ein Druckluftan­ trieb.

Der Druckluftantrieb eignet sich ferner auch noch dazu, mit Druckluft betreibbare Ejektoren zur Erzeugung des Unterdrucks bei den Saugelementen einzusetzen.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so auf­ gebaut, daß sie einen Roboter mit einem Roboterarm umfaßt und daß der Ablösekopf an einem Roboterarm lösbar ange­ ordnet ist, so daß die Möglichkeit besteht, den Ablösekopf zu gegebener Zeit zu greifen und zum Ablösen der Folie einzusetzen, dann aber wiederum mit dem Roboter andere Tätigkeiten, beispielsweise das Einlegen weiterer Streifen von Gewebe, durchzuführen.

So wird beispielsweise mit dem Roboter eine vollautoma­ tische Herstellung von Compositebauteilen mit Duromer- Prepreggewebe ermöglicht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungs­ beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer hinteren Hälfte des ersten Ausführungs­ beispiels mit einem Widerlager im Stirn­ schnitt;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer vorderen Hälfte der Vorrichtung ohne Wider­ lager im Stirnschnitt;

Fig. 4 die Vorrichtung über einem Randbereich einer Folie;

Fig. 5 die Vorrichtung beim Abkühlen des Randbe­ reichs;

Fig. 6 ein Einschwenken von Saugelementen;

Fig. 7 ein Ausfahren der Saugelemente;

Fig. 8 ein Absenken der Vorrichtung auf die Folie;

Fig. 9 ein Anheben der Folie unter 30°;

Fig. 10 ein Einfahren der Saugelemente;

Fig. 11 ein Einschwenken des Widerlagers;

Fig. 12 ein Auffahren der Saugelemente auf das Wider­ lager;

Fig. 13 ein Drehen der Vorrichtung;

Fig. 14 ein Abziehen der Folie;

Fig. 15 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 16 eine Darstellung von Grundkörperelementen des zweiten Ausführungsbeispiels; und

Fig. 17 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 16.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt einen Ablösekopf 1 zum Abziehen einer nicht darge­ stellten Folie von einem klebrigen Untergrund, insbeson­ dere von einem Duromer-Prepreggewebe. Der Ablösekopf 1 weist einen Grundkörper 2, ein Kühlelement 3, mehrere Saugelemente 4 und ein Widerlager 5 auf.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kühlelement 3 durch einen Tank 6 mit einer ebenen, rechteckigen Boden­ fläche als Kühlfläche 7 gebildet. Der Tank 6 besteht vor­ zugsweise aus Kupfer und weist ferner ein Kühlmittelfüll­ rohr 8 und zwei Belüftungsrohre 9 an seiner Oberseite auf. Über das Kühlmittelfüllrohr 8 ist der Tank 6 mit flüssigem Stickstoff als Kühlmittel befüllbar.

Der Grundkörper 2 umfaßt ein Oberteil 2a und zwei sich von dem Oberteil 2a in Richtung einer Unterseite 1a des Ab­ lösekopfes erstreckende Seitenteile 2b und 2c, welche Um­ biegungen 2d und 2e aufweisen, an denen der Tank 6 gehal­ ten ist.

Das Kühlelement 3 ist in den Grundkörper 2 integriert. Jedoch springt die Kühlfläche 7 des Kühlelements 3 an der Unterseite 1a des Ablösekopfes 1 (bei der Darstellung gem. Fig. 1) gegenüber dem Grundkörper 2, den Saugelementen 4 (im eingezogenen Zustand) und dem Widerlager 5 hervor, so daß der Ablösekopf 1 mit der Kühlfläche 7 auf die Folie zum Abkühlen derselben ohne Behinderung durch den Grund­ körper 2 die Saugelemente 4 und das Widerlager 5 aufsetz­ bar ist, wie später noch näher beschrieben wird.

Der Grundkörper 2 ist beispielsweise aus kohlenfaserver­ stärktem Kunststoff hergestellt. Dieses Material zeichnet sich bei hoher Festigkeit durch ein geringes Gewicht aus.

Die insgesamt fünf Saugelemente 4 (vergl. Fig. 2 und 3) sind längs einer Reihe hintereinander im Abstand an einer gemeinsamen Platte 10 angeordnet. Die Platte 10 ist über zwei Linearführungen 11 an einem Flansch 2f des Grund­ körpers 2 gehalten, welcher sich in Fortsetzung des Ober­ teils 2a seitlich von dem Seitenteil 2b weg erstreckt und zusätzlich am Seitenteil 2b mittels eines sich von diesem weg erstreckenden Flansches 2g.

Jedes Saugelement 4 weist einen flachen Saugnapf 12 mit einer längsovalen Saugöffnung 12a auf, wobei alle Saug­ öffnungen 12a in einer Ebene 12b liegen und mit ihrer Längserstreckung parallel zu der Reihe ausgerichtet sind. Diese Ebene 12b ist zur Kühlfläche 7 seitlich versetzt und geneigt. Die Längserstreckung der Saugnäpfe 12 verläuft ferner parallel zur Längserstreckung der Kühlfläche 7, und zwar in Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene. Die Neigung der durch die Saugnäpfe 12 definierten Ebene 12b gegenüber der Kühlfläche 7 beträgt im Ausführungsbeispiel 30° und ist durch die Anordnung und Ausrichtung der Linearführungen 11 am Grundkörper 2 festgelegt.

Die Linearführungen 11 ermöglichen eine lineare Bewegung der Saugelemente 4 senkrecht zu der Ebene 12b in Richtung des Pfeils 28 (Fig. 3) auf einer Bewegungsbahn 12c. Für diese Bewegung sind zwei beispielsweise druckluftbetriebene Linearantriebe 13 vorgesehen, die jeweils am Seitenteil 2b des Grundkörpers 2 angeordnet sind und auf die Platte 10 wirken.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen die Saugelemente 4 im einge­ fahrenen Zustand, während Fig. 7 den ausgefahrenen Zustand darstellt. Das Widerlager 5 ist als eine L-förmige Klappe ausgebildet, die über Scharniere 14 in Richtung des Pfeils 29 schwenkbar mit ihrem langen Schenkel 5a am Flansch 2f des Grundkörpers 2 gelagert ist und deren kurzer Schenkel 5b eine Haltefläche 15 trägt. Durch die verschwenkbare Lagerung der Klappe 5 ist deren kurzer Schenkel 5b mit der Haltefläche 15 um Drehachsen 14a der Scharniere 14 auf einer Kreisbahn 15a als Bewegungsbahn bewegbar und in die Bewegungsbahn 12c der Saugnäpfe 12 vor deren Saugöffnungen verschwenkbar, so daß die Saugöffnungen 12a der Halte­ fläche 15 zugewandt sind. Zum Verschwenken des Widerlagers 5 in Richtung des Pfeils 29 ist am Grundkörper 2 ein Stellzylinder 16 angeordnet, der auf das Widerlager 5 wirkt (vergl. Fig. 5 und die weiteren Figuren).

Zur Fixierung des Widerlagers 5 in der Schwenkstellung, in welcher die Haltefläche 15 den Saugöffnungen 12a zugewandt ist, ist die Platte 10 mit einem Haltehaken 10a versehen, welcher bei in Richtung der Haltefläche 15 ausgefahrenen Saugelementen 4 eine Nase 5c am langen Schenkel 5a der Klappe 5 hintergreift und damit diese gegen ein Ver­ schwenken von den Saugelementen 4 weg sichert.

Auf dem Oberteil 2a des Grundkörpers 2 ist ein Aufsatz 17 angeordnet. Der Aufsatz 17 weist Aufnahmeöffnungen 18 auf, in die beispielsweise Halteelemente 18a eines Arms 18b eines Roboters einsteckbar sind, so daß der Roboter den Ablösekopf 1 handhaben kann. Weiterhin weist der Aufsatz 17 Anschlüsse 19 auf, die beispielsweise der Ansteuerung der Linearantriebe 13 des Stellzylinders 16 und der Saug­ elemente 4 dienen.

Die Saugelemente 4 sind vorzugsweise mit Ejektoren ausgerüstet, mit welchen druckluftbetrieben ein Unterdruck in den Saugnäpfen 12 zum Ansaugen der Folie erzeugbar ist.

Diese Lösung eröffnet auf einfache Weise die Möglichkeit in nur einzelnen Saugnäpfen 12 oder einer Auswahl der vorhandenen Saugnäpfe 12 einen Unterdruck zu erzeugen.

Alternativ dazu ist vorgesehen, in den Saugnäpfen 12 mittels einer mit diesen verbundenen Unterdruckpumpe 25 den zum Ansaugen der Folie erforderlichen Unterdruck zu erzeugen.

Weiter ist, wie in Fig. 2 dargestellt, eine Steuereinheit 26 zur Steuerung der Linearantriebe 13, des Stellzylinders 16 sowie der Ejektoren oder der Unterdruckpumpe 25 (Fig. 3) vorgesehen.

Nachfolgend wird ein bevorzugter Verfahrensablauf unter Verwendung der Vorrichtung 1 anhand der Fig. 4 bis 14 näher erläutert.

Fig. 4 zeigt eine Folie 20, die eine Trägerfolie für ein Gewebe 21, beispielsweise ein Duromer-Prepreggewebe, bildet. Das Gewebe 21 als klebriger Untergrund wurde im Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 4 dargestellt, bereits auf andere Gewebe 22 aufgelegt und angewalzt. Jedoch kann das Prepreggewebe 21 auch auf eine beliebige andere Unter­ lage aufgeklebt sein.

Fig. 4 zeigt nun die Ausrichtung des Ablösekopfs 1 zu Beginn des Abziehens der Folie 20 vom Gewebe 21. Hierbei wird der Ablösekopf 1 mit der Kühlfläche 7 über einem Randbereich 23 der Folie 20 ausgerichtet. Die Saugelemente 4 sind mittels der Linearantriebe 13 eingezogen, und das Widerlager 5 ist mit seiner Haltefläche 15 mittels des Stellzylinders 16 aus der Bewegungsbahn 12c der Saugele­ mente 4 herausgeschwenkt.

Als erster Verfahrensschritt erfolgt ein Abkühlen der Folie 20 im Randbereich 23. Dies erfolgt gemäß Fig. 5 durch Absenken der Kühlfläche 7 auf den Randbereich 23 der Folie 20, wobei zur besseren Wärmeleitung die Vorrichtung 1 mit ihrer Kühlfläche 7 auf die Folie 20 gedrückt wird. Das Anpressen der Kühlfläche 7 auf den Randbereich 23 der Folie 20 hat zur Folge, daß die Folie 20 im Randbereich 23 und das die Folie 20 auf dem Gewebe 21 haltende klebrige Material stark abgekühlt werden. Vorzugsweise wird dabei eine Temperatur von -30°C oder tiefer erreicht. Bei der­ artig tiefen Temperaturen verliert das klebrige Material, beispielsweise das Duromer-Harzsystem, mit welchem das Gewebe getränkt ist, im wesentlichen voll­ ständig seine Haftfähigkeit. In den Fig. 5 bis 14 sind aus Vereinfachungsgründen die Gewebe 21 und 22 nicht mehr dar­ gestellt.

Im nächsten Schritt wird nach dem Abkühlen der Ablösekopf 1 angehoben und um 30° gemäß Pfeil 30 geschwenkt, wie in Fig. 6 dargestellt, so daß die Saugöffnungen 12a parallel zu dem Randbereich 23 ausgerichtet werden und über diesem stehen.

Anschließend erfolgt gemäß Fig. 7 ein Ausfahren der Saug­ elemente 4 mittels der Linearantriebe 13 gemäß Pfeil 31 und dann gemäß Fig. 8 ein Absenken der Saugelemente mit den Saugnäpfen 12 auf die Folie 2 im Randbereich 23 gemäß Pfeil 32. Hierbei werden die Saugnäpfe 12 mit möglichst geringem Abstand zum nächstliegenden Rand 24 des Randbe­ reichs 23 der Folie 20 auf diese aufgesetzt und leicht angedrückt, um dann die Folie 20 anzusaugen.

Im Ausführungsbeispiel werden als Gewebe 21 ca. 30 cm breite Gewebestreifen verlegt. Dieser Breite entspricht der Rand 24 der Folie 20. Entsprechend ist der Ablösekopf 1 mit seiner Kühlfläche 7 und seinen Saugelementen 4 mit den Saugnäpfen 12 an diese Erstreckung quer zur Gewebe­ bahn, also senkrecht zur Darstellungsebene bei den Fig. 5 bis 14, angepaßt.

Anschließend erfolgt ein Ankippen der Vorrichtung 1 gemäß Pfeil 33 um 30° gemäß Fig. 9, so daß damit der Rand 24 und ein Teil des Randbereichs 23 der Folie 20 von dem darunter befindlichen (nicht dargestellten) klebrigen Gewebe 21 abgehoben wird. Durch das Ankippen des Ablösekopfs 1 um eine Achse 1c, die etwa (bei der Darstellung nach Fig. 9) auf der dem Kühlelement 3 zugewandten Seite neben den Saugnäpfen 12 in Höhe der Folie 20 verläuft, wird erreicht, daß die Saugnäpfe 12 ebenfalls ankippen und dabei einen Teil der Folie 20 beginnend vom Rand 24 und über dessen gesamte Breite von dem Gewebe 21 abheben. Dies ist bei einer schnellen Abfolge der Verfahrensschritte leicht möglich, da durch die noch während des Ankippens wirksame Abkühlung der Folie 20 die Haftfähigkeit des darunter befindlichen klebrigen Materials stark herabge­ setzt ist.

Nachfolgend erfolgt ein Einfahren der Saugelemente 4, wie dies Pfeil 33 in Fig. 10 zeigt. Durch das Einfahren der Saugelemente 4 wird ein weiterer Teil der Folie 20 des Randbereichs 23 vom Gewebe 21 abgezogen, was aufgrund der eingangs erfolgten Abkühlung ebenfalls noch leicht möglich ist.

Anschließend wird das Widerlager 5 mit seiner Haltefläche 15 vor die Saugnäpfe 12 gemäß Pfeil 35 geschwenkt (Fig. 11).

Es erfolgt dann ein Ausfahren der Saugelemente 4 gemäß Pfeil 36, bis die Saugnäpfe 12 den angesaugten Randbereich 23 der Folie 20 auf die Haltefläche 15 auflegen und dabei die Folie 20 zwischen den Saugnäpfen 12 und der Halte­ fläche 15 einklemmen (Fig. 12).

Nunmehr wird im weiteren Ablauf die Folie 20 über die gesamte Länge des Randes 24 von den Linearantrieben 13 zwischen den Saugnäpfen 12 und der Haltefläche 15 einge­ klemmt gehalten, so daß auf die Folie 20 mit wesentlich größeren Kräften als durch die auf der Folie 20 festge­ saugten Saugnäpfe 12 allein eingewirkt werden kann.

Zum weiteren Abziehen wird der Ablösekopf 1 wiederum um 30° gemäß Pfeil 37 zurückgeschwenkt, so daß die Halte­ fläche 15 ungefähr parallel zur Folie 20 ausgerichtet wird. Dies hat zur Folge, daß die Folie 20 über die freie Kante der Haltefläche 15 möglichst stark abgeknickt wird, so daß bei gleicher Klemmkraft durch die Linearantriebe 13 eine vergrößerte Zugkraft des Ablösekopfes 1 über die Haltefläche 15 auf die Folie 20 beim Abziehen übertragen werden kann.

Anschließend wird der Ablösekopf 1 in Richtung des Pfeils 38 ungefähr in konstantem Abstand zum Gewebe 21 bewegt, wodurch dann die Folie 20 ganz vom Gewebe 21 abgezogen wird. Vorzugsweise kann der Ablösekopf 1 auch eine gegen­ über dem Gewebe 21 leicht ansteigende Bewegungsbahn ein­ nehmen, um einen konstanten Schälwinkel zwischen dem Gewebe 21 und dem sich zwischen diesem und dem Widerlager 5 erstreckenden Teilstück 20a der Folie 20 beim Abziehen zu gewährleisten.

Der beschriebene Verfahrensablauf kann insbesondere von einem den Ablösekopf 1 tragenden Roboter vollautomatisch durchgeführt werden. Dieser Roboter kann dann den Ablösekopf 1 nach erfolgreichem Abziehen der Folie 20 an einem bestimmten Ort so absetzen, daß, während der Roboter beispielsweise ein neues Duromer-Prepreggewebe auflegt und anwalzt, der Tank 6 über das Kühlmittelfüllrohr 8 mit Stickstoff gefüllt wird, um das Kühlelement 3 für den nächsten Einsatz vorzubereiten.

Die Saugnäpfe 12 saugen sich dadurch an der Folie 20 fest, daß mittels der Ejektoren oder der Pumpe 25 zwischen der Folie 20 und dem Saugnapf 12 befindliche Luft abgepumpt wird, so daß ein Unterdruck entsteht und die Folie 20 an­ gesaugt wird. Nachdem die Folie 20 mit dem Ablösekopf 1 abgezogen wurde, kann von dem Roboter die Folie 20 bei­ spielsweise über einen Mülleimer dadurch abgeworfen werden, daß die Saugelemente 12 von der Halteplatte 15 mittels der Linearantriebe 13 zurückgefahren und anschlie­ ßend die Ejektoren oder die Pumpe 25 auf Blasen umgestellt werden, so daß die abgezogene Folie 20 abfällt.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Fig. 15 bis 17 umfaßt der Grundkörper 2′ zwei Grundkörper­ hälften 30a und 30b, die jeweils einen Flanschabschnitt 31a und 31b tragen, im Bereich welcher sie miteinander zum Flansch 2f′ des Grundkörpers 2′ verbindbar sind (Fig. 16).

Die Grundkörperhälfte 30a umfaßt das sich an den Flansch­ abschnitt 31a anschließende Seitenteil 2b′ sowie die Um­ biegung 2d′. Die Grundkörperhälfte 30b umfaßt das sich an den Flanschabschnitt 31b anschließende Oberteil 2a′, das Seitenteil 2c′ sowie die Umbiegung 2e′ (Fig. 16).

Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist zwar jeweils der Flanschabschnitt 31a bzw. 31b sowie das jeweilige Seiten­ teil 2b′ bzw. 2c′ aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt, die jeweilige Umbiegung 2d′ bzw. 2e′, welche das Kühlelement 3 im Bereich seiner Seitenwände 3a und 3b hält, ist jedoch im Gegensatz zum ersten Ausführungsbei­ spiel aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt, welcher in einem Übergangsbereich 32a bzw. 32b, der bei­ spielsweise parallel zur Kühlfläche 7 verläuft an den kohlefaserverstärkten Kunststoff der Seitenteile 2b′ bzw. 2c′ angeschäftet ist. Die Herstellung der Umbiegungen 2d′ bzw. 2e′ aus glasfaserverstärktem Kunststoff hat den großen Vorteil, daß der glasfaserverstärkte Kunststoff eine bessere thermische Isolation gewährleistet und somit zu einem geringeren Wärmeeintrag von dem Grundkörper 2 in das Kühlelement 3 führt.

Ferner sind die Umbiegungen 2d′ bzw. 2e′ als sich von den Übergangsbereichen 32a bzw. 32b in Richtung des Oberteils 2a′ erstreckende Zähne 33 oder Zungen ausgebildet, welche an ihrem Ende 34 auf einer dem Kühlelement 3 zugewandten Seite mit einer Auflage 35 versehen sind, mit welcher sie an den Seitenwänden 3a bzw. 3b des Kühlelements 3 anliegen und diese tragen (Fig. 17).

Das Vorsehen der Auflagen 35 hat den Vorteil, daß die Zähne 33 selbst, insoweit als sie parallel zu den Seiten­ wänden 3a bzw. 3b des Kühlelements verlaufen einen Abstand zu diesem aufweisen und somit zu keinem Wärmeeintrag in die Seitenwände 3a bzw. 3b führen. Damit ist die für einen Wärmeeintrag in das Kühlelement verant­ wortliche Fläche auf die Auflagefläche der Auflagen 35 an den Seitenwänden 3a bzw. 3b des Kühlelements reduziert.

Darüber hinaus hat das Vorsehen der Zähne 33 den Vorteil, daß bei der nicht zu vernachlässigenden Ausdehnung des Kühlelements in seiner Längsrichtung bei Erwärmung oder der Kontraktion bei der Abkühlung auftretende Längenän­ derungen desselben gegenüber dem Grundkörper 2′ durch die Zähne 33, die in Grenzen in dieser Richtung ebenfalls elastisch beweglich sind, kompensiert werden und nicht zu Spannungen im Bereich der Verbindung zwischen den Umbie­ gungen 2d′ und 2e′ und den Seitenwänden 3a bzw. 3e des Kühlelements 3 führen.

Im übrigen ist das zweite Ausführungsbeispiel gleich aus­ gebildet wie das erste Ausführungsbeispiel, so daß auch dieselben Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind und hinsichtlich deren Beschreibung vollinhaltlich auf das erste Ausführungsbeispiel Bezug genommen wird.

Claims (36)

1. Verfahren zum Ablösen einer Folie von einem klebrigen Untergrund, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie zuerst abgekühlt und dann abgelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie zumindest in einem Teilbereich auf eine eine auf die Folie wirkende Klebekraft des Unter­ grunds reduzierende Temperatur abgekühlt und dann ausgehend von diesem abgekühlten Teilbereich abgelöst wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Folie zum Ablösen zunächst in dem abgekühlten Bereich von dem Untergrund abgehoben und dann zum weiteren Ablösen der abgehobene Teilbereich festgehalten wird.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie in einem Rand­ bereich abgekühlt und anschließend oder gleichzeitig zum Ablösen in dem Randbereich vom Untergrund abge­ hoben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich durch Aufsetzen eines Kühlele­ ments abgekühlt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie auf eine Temperatur ab­ gekühlt wird, bei welcher der Untergrund die auf die Folie wirkende Klebekraft im wesentlichen verliert.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß mittels flüssigem Stick­ stoff gekühlt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Folie auf mindestens -30°C abgekühlt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abheben der Folie vom Unter­ grund die Folie angesaugt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ansaugen wenigstens ein Saugelement auf die Folie aufgesetzt, festgesaugt und dann zum Abheben der Folie vom Untergrund bewegt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugelement mit der angesaugten Folie vom Untergrund weg bewegt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach dem Ansaugen das Saugelement so angekippt wird, daß der nächstliegende abgekühlte Rand der Folie vom Untergrund abgehoben wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugelement um einen Winkel von mehr als 10° gegenüber dem Untergrund angekippt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Saugelemente mit etwa gleichem Abstand zu einem nächstliegenden Rand des Randbereichs auf die Folie aufgesetzt werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie durch eine Relativbe­ wegung des festgehaltenen Teilbereichs derselben zum Untergrund abgezogen wird.

16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie unter einem bestimmten Schälwinkel abgezogen wird.

17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst ein Anfangsbereich der Folie vom Untergrund abgehoben, dann die Folie im Anfangsbereich eingeklemmt und schließlich die Folie vollständig abgelöst wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der gekühlte Randbereich den Anfangsbereich der Folie umfaßt.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anfangsbereich der Folie zwischen dem Saugelement und einem Widerlager eingeklemmt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugelement zum Einklemmen der Folie mit der angesaugten Folie vom Untergrund längs einer Bewe­ gungsbahn wegbewegt, das Widerlager in die Bewegungs­ bahn des Saugelements hineinbewegt und das Saugele­ ment mit der Folie gegen das Widerlager gepreßt wird.

21. Vorrichtung zum Ablösen einer Folie von einem kleb­ rigen Untergrund, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Ablösekopf umfaßt, daß der Ablöse­ kopf (1) ein Kühlelement (3) aufweist, welches auf mindestens einem Teilbereich (23) einer dem Unter­ grund (22) abgewandten Seite der Folie (20) mit einer Kühlfläche (7) zum Kühlen derselben aufsetzbar ist und daß der Ablösekopf (1) ein Abhebeelement (4) auf­ weist, mit welchem der gekühlte Teilbereich (23) von dem Untergrund (21) abhebbar ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlfläche (7) vollflächig auf der Folie (20) aufsetzbar ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kühlelement (3) als ein Tank (6) für ein Kühlmittel ausgebildet ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel flüssiger Stickstoff verwendbar ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, da­ durch gekennzeichnet, daß das Abhebeelement ein Saug­ element (4) zum Ansaugen der Folie (20) umfaßt.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ablösekopf (1) eine Klemmeinrichtung (15, 12) aufweist, mit welcher die abgehobene Folie (20) einklemmbar ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß-die Klemmeinrichtung durch das Saugelement (4) und ein Widerlager (5) für dieses gebildet ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugelement (4) beweglich am Grundkörper (2) angeordnet ist, und daß das Saugelement (4) und das Widerlager (5) relativ zueinander in eine Klemm­ stellung bewegbar sind, in welche die vom Saugelement (4) angesaugte Folie (20) zwischen Saugelement (4) und Widerlager (5) einklemmbar ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugelement (4) längs einer Bewegungsbahn (12c) bewegbar und das Widerlager (5) zum Erreichen der Klemmstellung mit einer Haltefläche (15) in die Bewegungsbahn (12c) des Saugelements (4) hinein bewegbar ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugelement (4) auf einer linearen Bewegungs­ bahn (12c) bewegbar ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (5) schwenkbar angeordnet ist.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 31, da­ durch gekennzeichnet, daß das Saugelement (4) und die Kühlfläche (7) so am Ablösekopf (1) angeordnet sind, daß sie durch Verschwenken des Ablösekopfes (1) ab­ wechselnd auf der Folie (20) aufsetzbar sind.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 32, da­ durch gekennzeichnet, daß das Saugelement (4) eine längliche Saugöffnung (12) aufweist.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 33, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Saugelemente (4) in einer Reihe angeordnet sind, wobei deren Längser­ streckung etwa einer Längserstreckung der Kühlfläche (7) entspricht.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 34, da­ durch gekennzeichnet, daß der Ablösekopf (1) an einem Roboterarm (18b) angeordnet ist.

36. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der An­ sprüche 21 bis 35 für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20.