DE69302760T2 - Einhüllanlage zur Herstellung von mehrlagigen Strukturen aus Kompositmaterialien - Google Patents

Einhüllanlage zur Herstellung von mehrlagigen Strukturen aus Kompositmaterialien

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Description

  • Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der mehrlagige Strukturen aus Kompositmaterialien auf automatisierte Weise durch Aufeinanderbringen von vorgeschnittenen Einheitsschichten auf einer Forminatrize hergestellt werden können.
  • Strukturen aus Kompositmaterialien werden immer häufiger verwendet, insbesondere in den Industriezweigen der Luftfahrt und der Raumfahrt. Diese Entwicklung erklärt sich sowohl mit dem Gewichtsgewinn, der sich bei der Verwendung derartiger Strukturen ergibt, als auch mit den bemerkenswerten mechanischen Eigenschaften dieser Strukturen. Die Textilfasern, die den Schuß der Kompositmaterialien bilden, können nämlich bei der Herstellung der Strukturen beliebig ausgerichtet werden, um letzteren eine größere mechanische Festigkeit in den Richtungen zu verleihen, in denen sie den stärksten mechanischen Belatungen standhalten sollen.
  • Meist werden die Strukturen aus Kompositmaterialien aus Einheitsschichten hergestellt, allgemein "Lagen" genannt, die aus harzvorimprägnierten, z. B. aus wärmeaushärtenden Textilfasern bestehen. Je nachdem können die Fasern jeder Einheitsschicht parallele, aneinandergrenzende Fasern sein, die in einer gegebenen Richtung ausgerichtet sind, oder ein Gewebe bilden, bei dem die Fasern in zwei verschiedenen Richtungen ausgerichtet sind.
  • Die Einheitsschichten werden bei einem Vorgang des Aufeinanderbringens übereinander angeordnet oder geschichtet, woraufhin die erhaltene Struktur verdichtet und dann versteift wird, z. B. durch Erhöhen der Temperatur bis zu der Polymerisierungstemperatur des Harzes, wenn dieses wärmeaushärtend ist.
  • Bei der Herstellung solcher mehrlagiger Strukturen aus Kompositmaterialien ist das Aufeinanderbringen der problematischste Arbeitsschritt, da er es erfordert, jede der Einheitsschichten sowohl hinsichtlich ihrer Ausrichtung wie auch hinsichtlich ihrer Position auf den vorherigen Schichten mit großer Präzision anzubringen.
  • In Anbetracht dieser Schwierigkeit wird dieser Arbeitsschritt meist (in mehr als 90 % der Fälle) manuell mit Einheitsschichten ausgeführt, die von einer Schneidemaschine zuvor geschnitten wurden. Dies hat zur Folge, daß Qualität und Reproduzierbarkeit der hergestellten Stücke schwankend sind und daß die Stücke kostenaufwendig sind (das Aufeinanderbringen macht im allgemeinen etwa ein Drittel bis die Hälfte der Herstellungskosten des Stücks aus).
  • Zur Herstellung von Stücken mit großen Abmessungen wie z. B. Tragwerken von Luftfahrzeugen werden manchmal Maschinen zum Aufeinanderbringen wie z. B. die in der Schrift FR-A-2 620 081 beschriebene verwendet. Diese Maschinen, die außerordentlich kompliziert und teuer sind, gewährleisten zugleich das Abschneiden und die Anbringung der Einheitsschichten von aufgewickelten Streifen. Die Rollen, die diese Streifen enthalten, die Schneideorgane und die Anbringungsorgane werden von einem drehbaren Kopf gehalten, der sich gemäß einem zuvor eingerichteten Programm über der Formmatrize verschiebt und ausrichtet. Derartige Maschinen sind jedoch außerordentlich teuer, und ihr Einsatz ist schwierig, so daß ihre Verwendung sich bis heute auf die Herstellung von Stücken mit großen Abmessungen beschränkt, bei denen das manuelle Aufeinanderbringen besonders schwierig ist.
  • Ferner ist aus der Schrift FR-A-2 511 656 eine Anlage zum Aufeinanderbringen bekannt, bei der jede der Einheitsschichten, die zuvor geschnitten wurden, durch Ansaugen auf einem Transportband festgehalten wird, das diese Schicht über die Formmatrize bringt. Mit Hilfe eines zwischen dem Transportband und der Formmatrize erzeugten Unterdrucks kann nun die Einheitsschicht auf die Matrize gedrückt werden, um zugleich ihre Formung und Anbringung zu gewährleisten. Diese Anlage erfordert jedoch den Eingriff eines Bedieners, um die Einheitsschichten jeweils auf das Transportband zu befördern und sie mit Hilfe einer Schablone, die unterhalb dieses Bandes in dem Bereich angeordnet ist, der zur Anbringung der zuvor geschnittenen Einheitsschichten dient, präzise auf diesem Band zu positionieren. Wenn mit dieser Maschine der Vorgang des Aufeinanderbringens auch teilweise automatisiert werden kann, so werden mit ihr doch die Nachteile des manuellen Aufeinanderbringens hinsichtlich der Probleme nicht gelöst, die es bei der Gewährleistung einer qualitätvollen und reproduzierbaren Herstellung gibt.
  • Aus der Schrift EP-A-0 271 263 ist auch eine Anlage zum bekannt, mit der eine Einheitsschicht oder ein Stapel von Einheitsschichten, die zuvor mit Harz getränkt wurden, auf einem Schneidetisch ergriffen werden können, mit der diese Schicht oder dieser Stapel auf einer zum Werkzeug gehörigen Gegenform vorgeformt werden können und schließlich auf eine Formmatrize transportiert und dort aufeinander angeordnet werden können. Das Werkzeug umfaßt eine biegsame Membran, die sich in Ruhestellung an die Form der Gegenform anlegt. Durch Einführen von Druckluft in den Zwischenraum zwischen der Membran und der Gegenform wird aufgrund der Haftung der zuvor imprägnierten Schichten das Ergreifen gewährleistet. Die Vorformung erfolgt sodann dadurch, daß in dem obengenannten Zwischenraum ein Vakuum hergestellt wird. Schließlich wird dieser Zwischenraum wieder mit einer Druckluftquelle verbunden, um die Schichten auf der Forminatrize abzulegen, und das Werkzeug wird zunehmend von letzterer abgehoben.
  • Mit dieser Anlage kann der Vorgang des Aufeinanderbringens vollkommen automatisiert werden. Sie kann jedoch nur verwendet werden, wenn die Einheitsschichten zuvor mit Harz getränkt wurden und auf der Membran und auf der Formmatrize haften.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine neuartige Anlage, mit der bei mehrlagigen Strukturen aus Kompositmaterialien das Ergreifen von Einheitsschichten, die zuvor geschnitten wurden und mit Harz getränkt wurden oder nicht, sowie ihre Formung und Verdichtung vollkommen automatisch so ausgeführt werden können, daß die Qualität der hergestellten Stücke garantiert ist, ohne daß die Kosten dafür unerschwinglich wären.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Ergebnis mit einer Anlage zur Herstellung von mehrlagigen Strukturen aus Kompositmaterialien durch Aufeinanderbringen von vorgeschnittenen Einheitsschichten erzielt, die aus
  • - einer Formmatrize und
  • - einem Werkzeug zum Greifen, Formen und Verdichten, das
  • - ein Tragelement,
  • - eine Gegenform, die komplementär zur Formmatrize ausgebildet ist und an dem Tragelement angebracht ist,
  • - eine biegsame Membran, die mit ihrer Außenkante gegenüber der Gegenform an einem Rand des Tragelements befestigt ist,
  • - Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Gegenform und der biegsamen Membran, sowie
  • - Mittel, um die Membran gegen die Formmatrize zu drücken, aufweist,
  • besteht und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Membran an einer ebenen Kante des Tragelements befestigt ist, so daß sie normalerweise nicht mit der Gegenform in Berührung kommt, und daß die Membran an ihrer von der Gegenform abgewandten Seite mit Unterdruck-Sauggreifern versehen ist.
  • Bei einer solchen Anlage ist das Greifwerkzeug vorteilhafterweise an Transfermitteln wie z. B. einem Roboter-Gelenkarm angebracht, mit denen dieses Werkzeug zwischen einer Station zum Ergreifen der zuvor geschnittenen Einheitsschichten und einer Station zum Aufeinanderbringen mit der Formmatrize hin- und herzubewegen. Auf diese Weise kann das Aufeinanderbringen vollkommen automatisch ausgeführt werden, ohne daß eine komplizierte und kostenaufwendige Maschine zum Aufeinanderbringen verwendet werden muß, wobei zugleich die Qualität und die Reproduzierbarkeit der hergestellten Strukturen garantiert ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Werkzeug ferner Ansaugmittel auf, die mit den Sauggreifern verbunden werden können.
  • Vorzugsweise bilden die biegsame Membran und die Gegenform zwischen sich einen geschlossenen Raum, der über Durchlässe mit einem Kollektor in Verbindung steht, der in dem Tragelement auf der von der Membran abgewandten Seite der Gegenform ausgebildet ist. Die Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Gegenform und der Membran bestehen dabei aus Unterdruck-Mitteln, die mit dem Kollektor verbunden werden können.
  • Bei dieser Konfiguration ist jeder der Sauggreifer vorteilhafterweise mit mindestens einem Ansaugfach durch einen Schlauch verbunden, der durch die Gegenform hindurch verläuft, so daß er bei einer in deren Inneres gleiten kann, wenn die Membran verformt wird. Dieses Ansaugfach ist in dem Kollektor angeordnet und steht mit den Ansaugmitteln in Verbindung.
  • Um eine zufriedenstellende Positionierung des Greifwerkzeugs gegenüber der Schneidemaschine und der Formmatrize zu ermöglichen, weist das Tragelement dieses Werkzeugs vorzugsweise einen Anschlag auf, der die biegsame Membran umgibt und über deren erste Seite hinausragt. Dieser Anschlag ist geeignet, in dichte Anlage an einer Anschlagfläche zu kommen, die eine Formungsfläche der Formmatrize umgibt.
  • Um die Positionierung des Werkzeugs gegenüber der Formmatrize noch zu verbessern, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß das Tragelement des Werkzeugs mit Zentriermitteln zusammenwirkt, die mit der Formmatrize verbunden sind. Um beim Loslassen der mit der biegsamen Membran verbundenen Greifmittel den Halt der zuvor geschnittenen Einheitsschichten auf der Formmatrize zu gewährleisten, ist die Formungsfläche der Formmatrize zumindest in derem zentralen Bereich mit Löchern versehen, die mit zweiten Ansaugmitteln verbunden sind.
  • Es wird nun als nicht einschränkendes Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichungen beschrieben, wobei
  • Fig. 1 eine Draufsicht zeigt, die schematisch eine erfindungsgemäße Anlage darstellt,
  • Fig. 2 eine Ansicht des Greifwerkzeugs und der Formmatrize der in Fig. 1 dargestellten Anlage im senkrechten Schnitt zeigt, und
  • die Figuren 3A bis 3D im senkrechten Teilschnitt vier aufeinanderfolgende Schritte des Einsatzes der erfindungsgemäßen Anlage schematisch darstellen.
  • In Fig. 1 wird mit der Bezugszahl 10 der Ausgabetisch einer Schneidemaschine wie z. B. einer Flüssigkeitsstrahl- oder Ultraschallmesser-Schneidemaschine bezeichnet, auf den die Einheitsstücke ohne Schutzfilm gelangen, die aus einem Endlosband aus harzvorimprägnierten Textilfasern, z. B. aus wärmeaushärtenden Textilfasern, in den gewünschten Formen ausgeschnitten werden. Diese einzelnen vorgeschnittenen Einheitsstücke sind dazu vorgesehen, die aufeinanderfolgenden Schichten einer mehrlagigen Struktur aus Kompositmatenahen durch Aufeinanderbringen der vorgeschnittenen Einheitsschichten auf einer Formmatrize 12 zu bilden, welche sich an einer Station zum Aufeinanderbringen 14 befindet, die in der Nähe des Tisches 10 angeordnet ist.
  • Mit der Erfindung wird eine Anlage vorgeschlagen, mit der das Ergreifen der vorgeschnittenen Einheitsschichten auf dem Tisch 10, deren Formung und schließlich deren Verdichtung auf der Matrize 12 automatisch ausgeführt werden können.
  • Diese Anlage weist im wesentlichen ein Greifwerkzeug 16 auf, das dazu vorgesehen ist, an einer Transfermaschine wie z. B. dem Gelenkarm 18 eines Roboters 20 zu sitzen. Die Anlage wird durch die Formmatrize 12 vervollständigt.
  • Es wird nun der Aufbau des Greifwerkzeugs 16 unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher beschrieben.
  • Das Greifwerkzeug 16 besteht aus einem Körper oder Tragelement 22, das im Querschnitt eine Form aufweist, die dem Querschnitt der Matrize 12 vergleichbar ist, deren Abmessungen jedoch etwas größer sind. Das Tragelement 22 weist an seiner Seite, die dazu vorgesehen ist, dem zu greifenden Einheitsstück und der Formmatrize 12 zugewandt zu sein, eine Aussparung 24 auf, in der eine Gegenform 26 befestigt ist, die eine aktive Seite 26a aufweist, die komplementär zur Formseite 12a der Formmatrize ist. In der Aussparung 24 ist um die Gegenform 26 herum ferner ein Rahmen 27 befestigt.
  • Um die Aussparung 24 herum bildet das Tragelement 22 eine außen umlaufende Rippe 23, die in einer ebenen Kante endet, an der der Außenrand einer biegsamen und dichten Membran 28 dicht befestigt ist. Die Membran 28 ist dergestalt aufgebaut, daß sie normalerweise nicht mit der aktiven Außenseite 26a der Gegenform 26 in Kontakt ist. Die Befestigung der Membran 28 an der ebenen Kante der außen umlaufenden Rippe 23 erfolgt durch Klemmen mittels eines ringförmigen Anschlags 30, dessen Kontur der der Rippe 23 entspricht und der an deren ebener Kante mit Schrauben 32 befestigt ist.
  • Dieser Anschlag 30 ragt um eine bestimmte Länge über die aktive Außenseite der Membran 28 hinaus.
  • Der zwischen der Membran 28 und der Gegenform 26 gebildete abgeschlossene Raum 34 steht mit einem dichten Kollektor 38 über Durchlässe 36 in Verbindung, die in dem Rahmen 27 und in dem Tragelement 22 um die Gegenform 26 herum ausgebildet sind. Der Kollektor 38 ist in dem Tragelement 22 an einer Stelle nahe der Aussparung 24, in der die Gegenform 26 Aufnahme findet, jedoch auf der von der Membran 28 abgewandten Seite dieser Gegenform ausgebildet. Wie in Fig. 2 dargestellt, kann der Zugang zum Kollektor 38 mittels eines abnehmbaren Deckels 40, der mit Schrauben 42 befestigt ist, erleichtert werden, wobei die Dichtigkeit des Kollektors mit einer Dichtung 44 gewährleistet wird.
  • Ein erster in dem Deckel 40 ausgebildeter Rohrstutzen 46 verbindet den Kollektor 38 mit einem Vakuumkreis 48, mit dem der Kollektor 38 sowie der abgeschlossene Raum 34 unter Unterdruck gesetzt werden kann. Ein zweiter in dem Deckel 40 ausgebildeter Rohrstutzen 50 verbindet den Kollektor 38 mit einer Druckquelle 52, durch die in dem Kollektor 38 und in dem abgeschlossenen Raum 34 ein Verdichtungsdruck erzeugt werden kann.
  • Der Deckel 40 weist noch einen dritten Rohrstutzen 54 auf, der mit einem Ventil 56 verbunden ist. Dieses Ventil 56, das normalerweise geschlossen ist, gewährleistet dann die Dichtigkeit des Kollektors 38. Durch sein Öffnen, das nach dem Einsatz des Vakuumkreises 48 und nach dem Einsatz der Druckquelle 52 gesteuert wird, kann das Vakuum aufgehoben oder der Verdichtungsdruck abgebaut werden.
  • Um das Ergreifen der vorgeschnittenen Einheitsschichten durch die Membran 28 zu ermöglichen, ist diese Membran an ihrer aktiven Außenseite mit Sauggreifern 58 versehen. Diese Sauggreifer sind in gleichmäßigen Abständen über die gesamte aktive Oberfläche der Membran verteilt angeordnet, so daß Einheitsschichten verschiedener Formen und Abmessungen ergriffen werden können.
  • Jeder der Sauggreifer 58 ist durch einen Schlauch 60 mit mindestens einem in dem Kollektor 38 angeordneten Ansaugfach 62 verbunden. Dieses Ansaugfach 62, das gegenüber dem Kollektor 38 vollkommen dicht ist, kann insbesondere an dem Deckel 40 befestigt sein, der dann einen weiteren Rohrstutzen 64 aufweist, durch den das Ansaugfach mit einer Vakuumquelle 66 verbunden ist, durch die in dem Ansaugfach 62 ein Unterdruck erzeugt werden kann, der das Ergreifen einer Einheitsschicht durch die Sauggreifer 58 bewirkt.
  • Jeder der Schläuche 60 verläuft mittels eines Durchlasses 68, der das Gleiten des Schlauchs ermöglicht, durch die Gegenform 26 und durch den zwischen der Gegenform und dem Kollektor 38 befindlichen Teil des Tragelements 22. Diese Durchlaß 68 ist senkrecht zu dem Teil der aktiven Seite 26a der Gegenform 26, in der er mündet, ausgerichtet. Zudem fällt dieser Teil der aktiven Seite 26a mit der Stelle zusammen, der sich der entsprechende Sauggreifer 58 gegenüber befindet, wenn die Membran 28 unter der Wirkung eines durch den Vakuumkreis 48 in dem abgeschlossenen Raum 34 erzeugten Unterdrucks an die aktive Seite 26a gepreßt wird.
  • Die Schläuche 60 sind vorzugsweise mindestens in ihrem der Membran 28 am nächsten gelegenen Teil innen durch eine Metallbewehrung verstärkt, um zu verhindern, daß die Schläuche zwischen der Mmebran und der Gegenform gequetscht werden.
  • Es ist zu bemerken, daß, wenn in Fig. 2 auch nur ein einziges Ansaugfach 62 dargestellt wurde, doch mehrere Fächer dieser Art an dem Greifwerkzeug 16 vorgesehen sein können, wobei jedes dieser Fächer mit einer Gruppe von Sauggreifern 58 verbunden ist, die einem bestimmten Bereich der Membran 28 entspricht. Ein solcher Aufbau ermöglicht es, mehrere aneinandergrenzende Einheitsschichten mit einem einzigen Arbeitsvorgang einzeln anzubringen.
  • Ferner ist zu bemerken, daß der Kollektor 38 allein die Funktion hat, die freien Bewegungen der Schläuche 60 und die Aufnahme des oder der Ansaugfächer 62 zu gewährleisten.
  • Die erfindungsgemäße Anlage weist auch die Formmatrize 12 auf, deren besonderer Aufbau nun ebenfalls unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wird.
  • Wie die Gegenform 26 sitzt die Formmatrize 12 auf einem Tragelement 70, das dazu gedacht ist, statisch an der Station zum Aufeinanderbringen 14 angebracht zu sein (Fig. 1). Um die Formmatrize herum bildet dieses Tragelement 70 einen Flansch 71, dessen Innenquerschnitt komplementär zu dem Außenquerschnitt des Anschlags 30 und der Rippe 23 des Tragelements 22 ist, auf der dieser Anschlag befestigt ist. Durch dieses Merkmal kann das Greifwerkzeug 16 sehr präzise auf die Formmatrize 12 zentriert werden.
  • Im Inneren des Flanschs 71 und um die Formmatrize 12 herum ist eine mit einer Dichtung 74 versehene Anschlagfläche 72 ausgebildet, an der der Anschlag 30 in Anlage kommt, wenn das Greifwerkzeug 16 in den Flansch 71 des Tragelements 70 eingesteckt wird. Wenn der Kontakt hergestellt ist, ist der Zwischenraum zwischen der Membran 28 und der Matrize 12 nach außen dicht.
  • Diese letztere Eigenschaft wird ausgenützt, um den Halt der auf der Matrize 12 abgesetzten Einheitsschichten durch einen Unterdruck zu gewährleisten, der in diesem Zwischenraum von der Formungsfläche 12a der Matrize 12 aus hergestellt wird. Hierzu ist die Formungsfläche 12a zumindest in ihrem zentralen Bereich mit einem Lochbiech 76 versehen, hinter dem sich ein Kollektor 78 befindet, der durch einen in dem Tragelement 70 ausgebildeten Rohrstutzen 80 mit einem Vakuumkreis 82 verbunden ist.
  • Der Einsatz der erfindungsgemäßen Anlage wird nun beschrieben, wobei nacheinander auf die Figuren 3A bis 3D Bezug genommen wird.
  • Wie in Fig. 3A schematisch dargestellt, kommt der Anschlag 30 an dem Tisch 10 in Anschlag, wenn das Greifwerkzeug 16 von dem Gelenkarm 18 (Fig. 1) über eine auf dem Tisch 10 aufliegende vorgeschnittene Einheitsschicht A gehoben wird, und gewährleistet ein stabiles Positionieren des Werkzeugs gegenüber diesem Tisch. Der Vakuumkreis 66 (Fig. 2) wird nun eingeschaltet, so daß er das Ergreifen der Einheitsschicht A durch die Sauggreifer 58 gewährleistet. Unter der Wirkung des Drucks verformt sich die Membran 28 und nimmt die in Fig. 2 mit 28' dargestellte Stellung ein.
  • Nun werden die Ansaugmittel 48 eingeschaltet, wobei das Ventil 56 geschlossen ist. Folglich verformt sich die Membran 28 und kommt in Anlage an der aktiven Seite 26a der Gegenforrn 26, wie in Fig. 38 schematisch dargestellt, und wie in Fig. 2 mit 28" dargestellt. Die von dem Werkzeug 16 gehaltene Einheitsschicht A weist nun die Form auf, die Sie bei dem herzustellenden Aufbau haben soll. Es ist festzuhalten, daß dieser vorgang der Formung gänzlich vor jeder Bewegung des Gelenkarms 18 oder vorzugsweise während dieser Bewegung erfolgen kann, um jeden Zeitverlust zu vermeiden.
  • Wenn das Greifwerkzeug 16 in die Senkrechte zur Formmatrize 12 gebracht und bis zum Anschlagen des Anschlags 30 an der Anschlagfläche 72 abgesenkt ist, wie in Fig. 3C sehr schematisch dargestellt, ist ein präzises Positionieren der vorgeschnittenen Einheitsschicht A gegenüber der Formmatrize 12 gewährleistet. Die Betätigung der Vakuumquelle 48 wird nun unterbrochen, und das Vakuum im Inneren des Kollektors 38 und des abgeschlossenen Zwischenraums 34 wird durch ein kurzes Öffnen des Ventils 56 beseitigt.
  • Nachdem das Ventil 56 wieder geschlossen ist, erfolgt das Verdichten der vorgeschnittenen Einheitsschicht A, indem die Druckquelle 52 eingeschaltet wird. Die Einheitsschicht A wird nun durch den Druck, der auf die andere Seite der Membran 28 wirkt, gegen die Matrize 12 gepreßt. Diese Lage ist in Fig. 3D dargestellt.
  • Die Vakuumquelle 66 wird nun abgeschaltet und der Halt der Einheitsschicht A auf der Matrize 12 wird durch die Betätigung der Vakuumquelle 82 gewährleistet.
  • Unter diesen Bedingungen kann das Werkzeug 16 von dem Gelenkarm 18 von der Matrize 12 gelöst und über den Tisch 10 gehoben werden, um die nächste Einheitsschicht der in Herstellung begriffenen mehrlagigen Struktur zu holen.
  • Aus der obenstehenden Beschreibung gehen die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage deutlich hervor. Insbesondere zeigt sich, daß mit dieser Anlage das Ergreifen von vorgeschnittenen Einheitsschichten sowie deren Aufeinanderbringen auf einer Formmatrize vollkommen automatisch ausgeführt werden können, um eine mehrlagige Struktur aus Kompositmaterialien herzustellen. Die Automatisierung dieser Vorgänge führt zu einer deutlichen Verbesserung der Qualität und der Reproduzierbarkeit der auf diese Weise hergestellten Strukturen. Ferner ist die erfindungsgemäße Anlage besonders einfach und kostengünstig, was einen bemerkenswerten Vorteil gegenüber den bestehenden Maschinen zum Aufeinanderbringen darstellt.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Herstellung von mehrlagigen Strukturen aus Kompositmaterialien durch Aufeinanderbringen von vorgeschnittenen Einheitsschichten, bestehend aus
- einer Formmatrize (12) und
- einem Werkzeug (16) zum Greifen, Formen und Verdichten, das
- ein Tragelement (22)
- eine Gegenform (26), die komplementär zur Formmatrize ausgebildet ist und an dem Tragelement (22) angebracht ist,
- eine biegsame Membran (28), die mit ihrer Außenkante gegenüber der Gegenform (26) an einem Rand des Tragelements (22) befestigt ist,
- Mittel (48) zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Gegenform (26) und der biegsamen Membran (28), sowie
- Mittel (52), um die Membran gegen die Formmatrize (12) zu drücken, aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (28) an einer ebenen Kante des Tragelements (22) befestigt ist, so daß sie normalerweise nicht mit der Gegenform (26) in Berührung kommt, und daß die Membran (28) an ihrer von der Gegenform abgewandten Seite mit Unterdruck-Sauggreifern (58) versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (16) ferner Ansaugmittel (66) aufweist, die mit den Sauggreifern (58) verbunden werden können.
3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame Membran (28) und die Gegenforrn (26) zwischen sich einen abgeschlossenen Raum (34) bilden, der über Durchlässe (36) mit einem Kollektor (38) in Verbindung steht, der in dem Tragelement auf der von der Membran abgewandten Seite der Gegenform ausgebildet ist, wobei die Mittel zur Erzeugung eines Unterdrucks zwischen der Gegenform und der Membran aus Unterdruck-Mitteln (48) bestehen, die an den Kollektor (38) angeschlossen werden können, und wobei die Mittel zum Andrücken der Membran gegen die Formmatrize aus einer Druckquelle (52) bestehen, die mit dem Kollektor (38) verbunden werden kann.
4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Sauggreifer (58) mit mindestens einem in dem Kollektor (38) angeordneten Ansaugfach (62) verbunden ist, das mit den Ansaugmitteln (66) über einen Schlauch (60) in Verbindung steht, der durch die Gegenform (26) hindurch verläuft, so daß er in deren Inneres gleiten kann, wenn die Membran (28) verformt wird.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (22) einen Anschlag (30) aufweist, der die biegsame Membran (28) umgibt und über diese hinausragt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (30) des Tragelements (22) in dichte Anlage an einer Anschlagfläche (72) kommen kann, die eine Formungsfläche (12a) der Formmatrize (12) umgibt.
7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (22) mit Zentriermitteln (71) zusammenwirken kann, die mit der Formmatrize (12) verbunden sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmatrize (12) eine Formungsfläche (12a) aufweist, die zumindest in einem zentralen Bereich mit Löchern (76) versehen ist, die mit zweiten Ansaugmitteln (82) verbunden sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (16) auf Transfermitteln (18, 20) sitzt, die geeignet sind, dieses Werkzeug zwischen einer Station zum Ergreifen der vorgeschnittenen Einheitsschichten und einer Station zum Aufeinanderbringen, die die Formmatrize (12) enthält, hin- und herzubewegen.
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