EP2928801A1 - Verfahren und system zum zuführen von material zu einem auflegemaschine - Google Patents

Verfahren und system zum zuführen von material zu einem auflegemaschine

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EP2928801A1
EP2928801A1 EP13802578.8A EP13802578A EP2928801A1 EP 2928801 A1 EP2928801 A1 EP 2928801A1 EP 13802578 A EP13802578 A EP 13802578A EP 2928801 A1 EP2928801 A1 EP 2928801A1
Authority
EP
European Patent Office
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drive
drives
lay
machine
pair
Prior art date
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EP13802578.8A
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English (en)
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EP2928801B1 (de
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Matthias Graf
Robert E. BORGMANN
Don O. Evans
Christina M. MCCLARD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Original Assignee
Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau filed Critical Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Publication of EP2928801A1 publication Critical patent/EP2928801A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2928801B1 publication Critical patent/EP2928801B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H39/00—Associating, collating, or gathering articles or webs
    • B65H39/16—Associating two or more webs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00—Changing the web roll
    • B65H19/10—Changing the web roll in unwinding mechanisms or in connection with unwinding operations
    • B65H19/12—Lifting, transporting, or inserting the web roll; Removing empty core
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00—Changing the web roll
    • B65H19/10—Changing the web roll in unwinding mechanisms or in connection with unwinding operations
    • B65H19/18—Attaching, e.g. pasting, the replacement web to the expiring web
    • B65H19/1842—Attaching, e.g. pasting, the replacement web to the expiring web standing splicing, i.e. the expiring web being stationary during splicing contact
    • B65H19/1852—Attaching, e.g. pasting, the replacement web to the expiring web standing splicing, i.e. the expiring web being stationary during splicing contact taking place at a distance from the replacement roll
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/46—Splicing
    • B65H2301/463—Splicing splicing means, i.e. means by which a web end is bound to another web end
    • B65H2301/4634—Heat seal splice
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/46—Splicing
    • B65H2301/464—Splicing effecting splice
    • B65H2301/46412—Splicing effecting splice by element moving in a direction perpendicular to the running direction of the web

Definitions

  • Composites and in particular systems and methods for continuous material feeding in an automated lay-up system relate to the equipment and systems used to make modern ones
  • Composite components are applied by means of the automated lay-up process using materials that are usually provided in the form of wound-up tapes.
  • lay-up method using materials that are typically provided in the form of a wound-up tape The material coils are of finite length and must be replaced after unwinding to hang up the next part. It is also advantageous in many cases, a multilayer
  • Composite part using a mixture of different Constructing composite materials and / or strip materials of different widths.
  • the manufacturing process for such parts therefore involves a high degree of unproductive time for refilling spent spools of material and / or changing from one type of material to another. If it is in the tape feed system too
  • Automated lay-up systems of the prior art typically use a motorized chuck to hold the material spool.
  • Pinch roller devices serve to unwind the strip material from the bobbin and insert it into the lay-up machine.
  • production is halted and an operator must manually pull out residual tape from the pinch rollers and remove the empty core of material from the jig.
  • a new material spool is mounted on the jig and aligned, whereupon the beginning of the new spool is inserted into the pressure rollers.
  • production is resumed and continued until the material reel is consumed again, the part requires a material of different type or width, or a malfunction occurs.
  • a system for feeding material to a lay-up machine, the system comprising first to fourth material drives, each of which can be loaded with a material spool, and each comprising a motorized jig, pulleys, and a motor driven one
  • each of the first to fourth material drives can deliver material from the respective material spool via a respective tape path to a feeder of the laying machine; the first and the second
  • Material drive form a first pair of material drives, which at a first
  • first and the second material drives can be loaded with material spools of different material types and / or material widths; the third and the fourth material drive form a second pair of material drives mounted on a second common support, that of a second one
  • the third and the fourth material drive can be loaded with material spools of different material types and / or material widths, wherein the material type of the third material spool the material type of the first material spool and the material type of the fourth material spool corresponds to the material type of the second material spool, wherein, if the first or the second pair of material drivers are in an active zone in the active mode of supplying the
  • the other, second or first pair of material drives is positioned in a maintenance zone, in an inactive state to allow access for employees for reloading, maintenance or repair work, and wherein the system is set up when a material coil of a the material drives of the pair of material drives in the active zone is consumed to actuate the first and second drive means to swap the position of the first and second pairs of material drives to drive the pair of material drives in the To move the active zone into the maintenance zone and to place the inactive pair of material drives located in the maintenance zone in the active zone for supplying the laying machine.
  • the system is arranged at each time with one of the first to fourth material drives of the first or the second pair
  • the other material drive of the respective pair To actively supply the lay-up machine with material, while the other material drive of the respective pair remains in standby / standby position until a parts lay-up program requires a material change and if the parts lay-up program requires a material change, the other material drive of the respective first or second pair Actuating the first drive means is positioned on the laying machine aligned with the feed.
  • first and the second common support are formed by a first and a second support arm
  • first and second drive means are formed by a first and a second rotary drive
  • first and the second rotary drive mounted on a base support structure with the first and second rotary drives coaxially positioned so that each pair of the material drives are independent of each other
  • Fulcrum can move, and wherein a rotation axis is arranged so that each of the material drives can be positioned in alignment with the feed of the laying machine.
  • first and the second common support are formed by a first and a second carriage means, and the first and second drive means are formed by a first and a second linear drive, wherein the first and the second linear actuator are positioned offset parallel to each other such that each pair of material drives can move independently of the other along the same linear path, the first and second linear drives being supported by a series of base support structures, and wherein the linear drives are arranged so that each of the material drives are aligned for delivery Slip machine can be positioned.
  • a system is provided for feeding material to a lay-up machine, the system comprising first to fourth material drives, each of which can be loaded with a material spool, and each having a motor-driven jig; the first and the second
  • Material drive form a first pair of material drives, wherein the first and the second material drive can be loaded with material coils of the same material types and material widths, the third and fourth material drive are arranged at a distance from the first and second material drive and a second pair
  • Material drives form, with the third and fourth material drive with
  • Material coils of the same material types and material widths can be loaded, the first and the second material drive material over a first tape in the
  • Material drives of the pair can actively feed material while the other
  • Material drive of the pair can remain in a standby / standby state, wherein the tape paths of the material drives of a respective pair of material drives unite at a splicing mechanism, the system is adapted to activate the splicing mechanism in the event of a spent material spool from one of the material drives of a pair, such that one end of the spent material spool can be automatically fastened or spliced to the beginning of a fresh material spool of the other material drive of the pair, and can resume production with the other material drive.
  • the tape path of the first material drive and the second material drive are each determined by a plurality of pulleys, which are each mounted on a first carriage or a second carriage, wherein the first and the second carriage form the splicing mechanism, the first and the second slide each has a driven
  • Sliding mechanism can move linearly and independently, the first and the second carriage each having a cutting device, an adjustable guide means, a material clamping device, and a movable belt deflection device, the first carriage further comprises a movable welding stop means, and the second chute further comprises a movable welding device , where the system is arranged to fix the end of a spent material spool of the first material drive automatically at the beginning of a fresh material spool of the second material drive of the pair to stop the supply of strip material from the first material drive, the second carriage by the sliding mechanism so that the material of the second material drive is aligned on the tape path to the lay-up machine to actuate the tape deflecting means of the first and second carriage and thus causing it to extend, so that the tape material comes from the first material drive in contact with the strip material from the second material drive, the movable welding stop means extend on the first carriage to contact the strip material from the first material drive, extend the welding device on the second carriage in contact with the strip material from the second material drive to the
  • sensors are further provided to detect a spliced portion of the strip material which penetrates into the feeder of the lay-up machine, the sensors being arranged to trigger the cutting mechanism and the
  • a method for feeding material to a lay-up machine comprising: feeding material of a first type of material from the first
  • Material drive to the laying machine if one of the material spools on the first material drive or the second material drive is consumed or one
  • Maintenance zone and the third and fourth material drive from the maintenance zone to the active zone are offset; Resumption of production by the third and fourth material drive in the role of the supplier of the laying machine In accordance with the requirements of the parts laying program alternate; and recharging, cleaning and / or servicing the first and / or the second material drive.
  • the method further comprises: continuing the production until the parts loading program switches to a second
  • Clamping device on the second material drive to further move the second material type strip material along the strip path into the feed on the laying machine; and resuming production by supplying the lay-up machine with strip material through the second material drive.
  • a method of feeding material to a lay-up machine comprising: feeding tape material to the lay-up machine from the first material drive via the first tape path ; when the material spool is consumed at the first material drive: stop the strip material supply from the first material drive; Displacing the second carriage by the sliding mechanism so that the material from the material drive is now aligned with the tape path to the laying machine; Actuating the belt deflection means on the first and second carriages so that the belt material from the first material drive comes in contact with the belt material from the second material drive; Extending the movable welding stop means on the first carriage to contact the strip material from the first material drive; Extending the welding device on the second carriage into contact with the strip material from the second material drive, pressing the strip material from the second material drive and the strip material from the first material drive against the movable welding stop device on the first carriage; Activating the welding device on the second carriage and connecting
  • Belt deflectors on the first and second carriages such that the severed end of the belt material from the first material drive comes in contact with the belt material from the second material drive; rewinding the movable welding stop device on the first carriage to contact the severed end of the strip material from the first material drive; renewed extension of the welding device on the second carriage in contact with the
  • Material clamping device and the welding device on the second carriage retracting the movable welding stop device on the first carriage again; retracting both movable belt deflectors on the first and second carriages again; Resuming production with the material supplied by the second material drive; Cleaning the tape path through the first carriage, reloading the first material drive with a fresh material spool and threading the leading edge of the tape through the cutting device, the
  • the method may further include: when the spliced portion of the tape penetrates the feeder of the lay-up machine, detecting the spliced portion by sensors that trigger the cutting mechanism and the
  • Trigger cutting mechanism to split the spliced section from the new one
  • the embodiments provide systems and methods for continuous material feeding in an automated lay-up system.
  • the embodiments may be particularly applied to the methods and systems disclosed in US Patent Application No. US Ser.
  • Fig. 7 to 1 a system for continuously charging coil materials according to a third embodiment
  • the present embodiments relate to the equipment and systems for making advanced composite components using the automated lay-up process using materials typically provided in the form of a coiled-up belt.
  • the material coils are of finite length and must be replaced after unwinding to hang up the next part. It is also advantageous in many cases, a multilayer
  • Double Feed Methods and Continuous Charge Media Systems - Rotary Configuration In a first embodiment (see Figure 1) are four material drives (each material drive from a motor-driven clamping device, a
  • Material spool, pulleys and a motor-driven Andruckrollen is configured) so that they rotate about a common axis.
  • Two of the material drives are mounted on a common bracket, which in turn is driven by a rotary drive.
  • the two other material drives are mounted on a second common bracket, which in turn is driven by a second rotary drive.
  • the two rotary actuators are coaxially positioned so that each pair of material drives are independent of the other
  • the axis of rotation is arranged so that each of the
  • Material drives can be positioned in alignment with the material supply of the laying machine.
  • Lining machine of any type of material can be supplied while this particular pair of material drives is active. At any one time one of the
  • Production breaks for repositioning the material drives and feeding material
  • the two material drives alternate with each other in the role as a provider of the laying machine, depending on the requirements of the parts laying program.
  • the second pair of material drivers are configured, loaded and operated in an identical manner as the first pair. While the first couple of
  • Material drives is in the active mode of supplying the lay-up machine, the second pair of material drives is positioned in the maintenance zone, where it waits in an inactive state after completion of recharging, maintenance or repair by a staff member.
  • production is interrupted while the first pair and the second pair of material drives change positions, ie the second pair of material drives perform the tasks of supplying the lay-up machine the first pair is placed in the maintenance zone.
  • This arrangement provides a pair of material drivers with the ability to be available to provide the lay-up machine with both types of material at minimum production stoppages while the other pair of
  • Material drives can be reloaded, cleaned or repaired. In this way, a more or less continuous supply of a laying machine is secured with tape material.
  • the rotatable system 15 for automated loading is made up of two pairs of
  • the material drives 1 and 2 comprise one of the two pairs and are loaded with coils of different material types and / or widths.
  • the material drive 1 supplies material from the material spool 5
  • the material drive 2 delivers material from the material spool 6 (material type "B") via the tape path 10 to the feed 49 of the laying machine 16.
  • the material drives 1 and 2 are on Support arm 7 mounted, which in turn is mounted on the rotary drive 13.
  • the material drives 3 and 4 comprise the second pair described above and are also loaded with coils of different material types and / or widths.
  • the material drive 3 delivers material from the material spool 5 (material type "A”) via the tape path 1 1 for feeding 49 of the laying machine 16.
  • the material drive 4 delivers material from the material spool 6 (material type "B") via the tape path 12 to the feed 49 of Laying machine 16.
  • the material drives 3 and 4 are mounted on the support arm 8, which in turn is mounted on the rotary drive 14. Both rotary actuators are at the
  • Base support structure 17 mounted.
  • the material type "A" of the lay-up machine 16 is supplied continuously from the material drive 1 via the tape path 9. Production continues until the Part Loader requests a change to Material Type "B" at which point the following event sequence occurs:
  • the pinch roller device 18 and the motor-driven jig 22 on the material drive 1 are operated to wind the strip material (type "A") still connected to the feeder 49 on the lay-up machine 16 along the tape path 9.
  • the rotary drive 13 is operated, and the support arm 7 is rotated to the
  • the pinch roller device 19 and the motor-driven jig 23 on the material drive 2 are actuated to further move the strip material (material type "B") along the tape path 10 into the feeder 49 on the lay-up machine 16.
  • the rotary actuators 13 and 14 are both actuated, and the support arms 7 and 8 are rotated in a coordinated manner, so that simultaneously the material drives 1 and 2 are offset from the active zone to the maintenance zone and the material drives 3 and 4 from the maintenance zone to the active zone.
  • the rotary drive 13 is set in the inactive state.
  • the rotary drive 14 positions either the material drive 3 or the material drive 4 on the laying machine 16 aligned with the feed 49.
  • the Andruckrollen worn 20 and the motor-driven jig 24 on the material drive 3 or the Antikrollen responded 21 and the motor-driven jig 25 on the material drive 4 are actuated to the strip material along the tape path 1 1 or the tape path 12th to move into the feed 49 on the laying machine 16 on.
  • the production is resumed by the material drives 3 and 4 alternating in the role of the supplier of the laying machine 16 in accordance with the requirements of the parts laying program.
  • the rotary actuators 13 and 14 are both actuated, and the support arms 7 and 8 are rotated in a coordinated manner, so that simultaneously the material drives 3 and 4 are offset from the active zone to the maintenance zone and the material drives 1 and 2 from the maintenance zone to the active zone.
  • the rotary actuator 14 is set in the inactive state.
  • the rotary drive 13 positions either the material drive 1 or the material drive 2 on the laying machine 16 aligned with the feed 49.
  • the Anyakrollen issued 18 and the motor-driven jig 22 on the material drive 1 or the Anyakrollen responded 19 and the motor-driven jig 23 on the material drive 2 are actuated to the strip material along the tape path 1 1 or the tape path 12th to move into the feed 49 on the laying machine 16 on.
  • the production is resumed by the material drives 1 and 2 again in the role of the provider of the laying machine 16 in accordance with the
  • the above described mode of operation may be continued indefinitely, with the two pairs of material drivers alternating between an active supply of strip material to the lay-up machine in the active zone and the readiness for recharge or repair in the maintenance zone. Due to the more or less continuous feeding of two different material types to one Laying machine and providing a means for an employee who
  • each material drive being composed of a motorized jig, a material spool, pulleys, and a motorized pinch roller device
  • Two of the material drives are mounted on a common carriage, which in turn is driven by a linear drive.
  • the two other material drives are mounted on a second common carriage, which in turn is driven by a second linear drive.
  • the two linear actuators are offset parallel to each other, so that each pair of
  • Material drives can move independently of the other along the same linear path.
  • the linear drives are arranged so that each of the material drives can be positioned in alignment with the material feed of the lay-up machine.
  • Lining machine of any type of material can be supplied while this particular pair of material drives is active. At any one time one of the
  • Production breaks for repositioning the material drives and feeding material
  • the two material drives change into each other depending on the requirements of the part lay-up program.
  • the second pair of material drivers are configured, loaded and operated in an identical manner as the first pair. While the first couple of
  • Material drives is in the active mode of supplying the lay-up machine, the second pair of material drives is positioned in the maintenance zone, where it is in an inactive state after completion of the recharge, maintenance, or
  • This arrangement provides a pair of material drivers with the ability to be available to provide the lay-up machine with both types of material at minimum production stoppages while the other pair of
  • Material drives can be reloaded, cleaned or repaired. In this way, a more or less continuous supply of a laying machine is secured with tape material.
  • the linear system 26 for automated loading is composed of two pairs of
  • the material drives 1 and 2 comprise one of the two pairs and are loaded with coils of different material types and / or widths.
  • the material drive 1 supplies material from the material reel 31 (material type “A”) via the belt path 29 to the feed 49 of the laying machine 16.
  • the material drive 2 delivers material from the material reel 35 (material type "B") the belt path 33 for feeding 49 of the laying machine 16.
  • the material drives 1 and 2 are mounted on the carriage means 27, which in turn is mounted on the linear drive 45.
  • the material drives 3 and 4 comprise the second pair described above and are also loaded with coils of different material types and / or widths.
  • the material drive 3 supplies material from the material spool 39 (material type "A”) via the belt path 37 to the feed 49 of the laying machine 16.
  • the material drive 4 delivers material from the material spool 43 (material type "B”) via the belt path 41
  • the material drives 3 and 4 are at the
  • Carriage device 28 mounted, which in turn is mounted on the linear drive 46. Both linear drives 45 and 46 are supported by a series of base support structures 47. In the initial operating configuration, the material type "A" of the lay-up machine 16 is fed continuously from the material drive 1 via the belt path 29.
  • Material type "B” requests at which point the following event sequence occurs:
  • the pinch roller device 30 and the motorized chuck 32 on the material drive 1 are actuated to connect the strip material (type "A") still connected to the feeder 49 on the lay-up machine 16 is to rewind along the tape path 29.
  • the linear drive 45 is actuated, and the slide device 27 moves laterally to the material drive 2 at the feed 49 on the laying machine sixteenth
  • the pinch roller device 34 and the motor-driven chuck 36 on the material drive 2 are actuated to further move the strip material (material type "B") along the belt path 33 into the feed 49 on the lay-up machine 16.
  • the linear actuators 45 and 46 are both actuated, and the slide assemblies 27 and 28 are moved in a coordinated manner, simultaneously displacing the material drives 1 and 2 from the active zone to the maintenance zone 48 and the material drives 3 and 4 from the maintenance zone 50 to the active zone.
  • the linear drive 45 is set in the inactive state.
  • the linear drive 46 positions either the material drive 3 or the
  • Material drive 4 aligned on the laying machine 16 to the feed 49.
  • Clamping device 44 is actuated on the material drive 4 in order to move the strip material along the tape path 37 or the tape path 41 in the feed 49 on the laying machine 16 on.
  • the production is resumed by the material drives 3 and 4 alternating in the role of the supplier of the laying machine 16 in accordance with the requirements of the parts laying program.
  • the material drives 1 and 2 are reloaded, cleaned and / or repaired by an employee and wait in an inactive state in the
  • Clamping device 40 on the material drive 3 or the Andruckrollen owned 42 and the clamping device 44 is actuated on the material drive 4 to rewind the still connected to the feed 49 on the laying machine 16 strip material.
  • the linear drives 45 and 46 are both actuated, and the slide assemblies 27 and 28 are moved in coordination so that the material drives 3 and 4 are simultaneously displaced from the active zone to the maintenance zone 50 and the material drives 1 and 2 are moved from the maintenance zone 48 to the active zone.
  • the linear drive 46 is set in the inactive state.
  • the linear drive 45 positions either the material drive 1 or the
  • Material drive 2 aligned on the laying machine 16 to the feed 49.
  • the Andruckrollen worn 30 and the motor-driven jig 32 on the material drive 1 or the Antikrollen responded 34 and the motor-driven jig 36 on the material drive 2 are actuated to the tape along the tape path 29 or the tape 33 in to move the feeder 49 on the laying machine 16 on.
  • the production is resumed by the material drives 1 and 2 again in the role of the suppliers of the laying machine 16 in accordance with the requirements of the parts-laying program alternate.
  • the material drives 3 and 4 are reloaded, cleaned and / or repaired by an employee and wait in an inactive state in the
  • the operating mode described above can be continued unrestricted, wherein the two pairs of material drives between an active supply of strip material to the laying machine in the active zone and the
  • Material drive composed of a driven jig and a material coil) arranged as two pairs. Each pair of material drivers feed material to the lay-up machine along a fixed path of travel. At any given time, one of the material drives actively supplies material while the other material drive remains in a standby / standby state. Likewise, the other pair of material drivers deliver material to the lay-up machine along another separate belt path, with one of the material drives actively feeding material while the other remains in a rest / standby condition.
  • each material drive in a given pair unite at a splicing mechanism such that the end of a spent material spool automatically attached to the beginning of the fresh material spool.
  • the splicing mechanism is activated.
  • the spliced section finally enters the feeder of the
  • Production is then resumed with the previously dormant material drive, which now actively supplies the lay-up machine.
  • the used material spool is refilled offline, whereupon this material drive is placed in the idle / standby state.
  • the two material drives in a given pair alternate with each other in the active and standby states, thus providing a means for more or less continuous supply of material to the lay-up machine via a single strap path for each type of material.
  • Adjacent to the material supply on the laying machine is a
  • Pendulum device also referred to as car charger
  • the shuttle includes separate, powered pinch rollers for each tape path and can move as needed to align both tape paths on the feeder on the feeder. If the lay-up program requires a different type of material or width of material for a particular part, a unit of the pinch rollers on the shuttle / car loader is activated to remove the material from the feeder of the lay-up machine. The shuttle / car loader then moves so that the tape path for the new material is aligned with the feeder on the lay-up machine. Subsequently, a further unit of driven pinch rollers on the pendulum / car loader is activated to supply the new material to the laying machine, whereupon the
  • the material drives 51 and 52 comprise one of the two pairs described above and are loaded with coils of the same material type and width.
  • Material drives 51 and 52 provide material over the tape path 55 over the Car loader 67 in the lay-up machine 68.
  • the material drives 53 and 54 are spaced from the material drives 51 and 52 and loaded with coils of the same material type and the same width, which may correspond to or differ from the material loaded on the material drives 51 and 52 ,
  • the material drives 53 and 54 deliver material to the lay-up machine 68 via the belt path 56 through the car loader 67.
  • the tape path from the material drive 51 is determined by a plurality of deflection rollers 59 which are mounted on a carriage 57.
  • the carriage 57 can move linearly and independently via a driven slide mechanism 60.
  • the carriage 57 comprises a cutting device 61, an adjustable guide device 62, a material clamping device 63, a movable belt deflection device 64 and a movable welding stop device 65.
  • the belt path from the material drive 52 is determined by a plurality of deflection rollers 59, which are mounted on a carriage 58.
  • the carriage 58 can also move linearly and independently via a powered slide mechanism 60.
  • the carriage 58 comprises a cutting device 61, an adjustable guide device 62, a material clamping device 63, a movable belt deflection device 64 and a movable welding device 66.
  • FIG. 8 shows the initial operating configuration in which the
  • Laying machine 68 from the material drive 51 via the tape 55 continuously material is supplied.
  • the carriage 57 has been positioned by the sliding mechanism 60 so that the material from the material drive 51 on the tape path 55 for
  • Laying machine 68 is aligned.
  • the material clamping device 63, the movable belt deflector 64 and the movable welding stopper 65 on the carriage 57 are all in the retracted position without contact with the moving belt material.
  • the carriage 58 is positioned away from the belt path 55 to provide a safety area in which an employee can replace used spools and perform maintenance and / or repair work.
  • the material clamp 63 and the movable belt deflector 64 on the carriage 58 are in the extended position to hold the belt material fixed while the cutter 61 and the movable welder 66 remain retracted.
  • the strip material feed from the material drive 51 is stopped.
  • the carriage 58 is offset by the sliding mechanism 60 so that the material from the material drive 52 is now aligned on the belt path 55 to the laying machine 68.
  • the belt deflectors 64 on both carriages 57 and 58 are actuated, thereby causing them to extend, whereby the belt material from the material drive 51 comes into contact with the belt material from the material drive 52.
  • the movable welding stopper 65 on the carriage 57 extends to contact the strip material from the material drive 51.
  • the welder 66 on the carriage 58 moves out of contact with the strip material from the material drive 52 and pushes both this and the material from the material drive 51 up against the movable welding stopper 65.
  • the welding device 66 on the carriage 58 is then activated and connects the strip material from the material drive 51 with the strip material from the material drive 52.
  • the cutter 61 on the carriage 57 is operated to remove the tape from the
  • the movable welding stopper 65 on the carriage 57 retracts. Both movable belt deflectors 64 on the carriages 57 and 58 retract.
  • Car loaders 67 are activated to supply material until the severed end of the strip material from the material drive 51 arrives at the position opposite the movable welder 66.
  • the movable welding stopper 65 on the carriage 57 extends again to contact the severed end of the strip material from the material drive 51.
  • the welder 66 on the carriage 58 again travels in contact with the strip material from the material drive 52 and pushes it and the cut end of the material upwardly from the material drive 51 against the movable welding stopper 65.
  • the welder 66 on the carriage 58 is then reactivated and connects the severed end of the strip material from the material drive 51 with the
  • the material clamping device 63 and the welder 66 on the carriage 58 retract again.
  • the movable welding stopper 65 on the carriage 57 retracts again.
  • Both movable belt deflectors 64 on the carriages 57 and 58 retract again. Production is resumed, and with material spliced together from material drivers 51 and 52, the remainder of the material is used by
  • Material drive 51 which is still threaded down to the laying machine, to the tape material from the material drive 52 through the tape path 55 on the
  • Car loader 67 and continue to pull in the laying machine 68.
  • the leading edge of the spliced tape portion is fed further forward and deflected by the lay-up machine 68 into a waste container.
  • the trailing edge of the spliced section is detected by sensors which again trigger the cutting mechanism 70 and remove it from the new strip material
  • Material drive 52 which is introduced from the car loader 67 in the feed 49 of the laying machine 68.
  • Material clamping device 63, the movable belt deflector 64 and the movable welding stopper 65 on the carriage 57th The material clamp 63 and the movable belt deflector 64 on the carriage 57 are extended to hold the fresh material fixed while the material drive 51 waits for the next material change and splicing operation. Production continues until the spool is consumed at material drive 52, then the next material change and splicing operation takes place:
  • the tape feed from the material drive 52 is stopped.
  • the carriage 57 is offset by the sliding mechanism 60 so that the material from the material drive 51 is now aligned with the tape path 55 to the laying machine.
  • the belt deflectors 64 on both carriages 57 and 58 are actuated, thereby causing them to extend, whereby the belt material from the material drive 51 comes into contact with the belt material from the material drive 52.
  • the movable welding stopper 65 on the carriage 57 extends to contact the strip material from the material drive 51.
  • the welder 66 on the carriage 58 moves out of contact with the strip material from the material drive 52 and pushes both this and the material from the material drive 51 up against the movable welding stopper 65.
  • the welding device 66 on the carriage 58 is then activated and connects the strip material from the material drive 51 with the strip material from the material drive 52.
  • the cutter 61 on the carriage 58 is operated to remove the tape from the
  • the movable welding stopper 65 on the carriage 57 retracts. Both movable belt deflectors 64 on the carriages 57 and 58 retract.
  • Car loaders 67 are activated to supply material until the severed end of the strip material from the material drive 52 arrives at position opposite the welder 66.
  • the movable welding stopper 65 on the carriage 57 extends again to contact the strip material from the material drive 51.
  • the welder 66 on the carriage 58 again travels in contact with the severed end of the strip material from the material drive 52 and pushes it and the material from the material drive 51 up against the movable welding stopper 65.
  • the welder 66 on the carriage 58 is then reactivated and connects the severed end of the strip material from the material drive 52 with the
  • the material clamping device 63 and the welder 66 on the carriage 58 retract again.
  • the movable welding stopper 65 on the carriage 57 retracts again.
  • Both movable belt deflectors 64 on the carriages 57 and 58 retract again. Production is resumed, and with material spliced together from material drivers 51 and 52, the remainder of the material is used by
  • Material drive 52 which is still threaded down to the depositing machine 68, to pull the strip material from the material drive 51 through the tape path 55 on the car loader 67 and further into the laying machine.
  • the spliced portion of the belt passes through the autoloader 67 and enters the feeder 49 of the lay-up machine 68, it is detected by sensors which trigger the cutting mechanism 70 and separate the leading edge of the splice from the trailing edge of the preceding web material from the material drive 52 already has been fed into the laying machine.
  • the leading edge of the spliced tape portion is fed forward and deflected away from the lay-up machine 68 into a waste container.
  • the trailing edge of the spliced tape portion is detected by sensors which again trigger the cutting mechanism 70 and separate it from the new tape material from the material drive 51 which is fed from the auto loader 67 into the feeder 49 of the laying machine 68.
  • An operator cleans the tape path through the carriage 58, reloads the media drive 52 with a fresh tape reel, and thread the leading edge of the tape through the cutter 61, the adjustable guide 62, the
  • Material clamping device 63 and the movable belt deflection device 64 on the carriage 58th are extended to hold the fresh material fixed while the material drive 52 waits for the next material change and splicing operation.
  • the event sequence described above may continue indefinitely as long as the material drives 51 and 52 alternate between the active supply of material and the position in a standby / standby state.
  • the material drives 53 and 54 are identically configured and operated in an identical manner to provide a more or less continuous supply of the
  • the autospline embodiments described above provide a significant reduction the unproductive time in connection with the lay-up process for the production of multilayer composite parts.
  • the specification may have represented the method and / or method of the present embodiments as a very particular sequence of operations. Meanwhile, the method or the method in the The extent to which the method or method does not rely on the particular sequence of operations as specified herein is not limited to the exact sequence of operations described. As readily recognizable by average skilled practitioners, there are others as well

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Abstract

Ein System zum Zuführen von Material zu einer Auflegemaschine weist vier Materialantriebe (1, 2, 3, 4) auf, welche jeweils mit einer Materialspule (5, 6) beladen werden können und Material von der jeweiligen Materialspule (5, 6) über einen jeweiligen Bandweg zu einer Zuführung der Auflegemaschine liefern können. Die Materialantriebe (1, 2, 3, 4) sind in zwei Paaren von jeweils zwei Materialantrieben (1 und 2; 3 und 4) angeordnet, die an einer gemeinsamen Halterung (7, 8) montiert sind. Die Halterungen (7, 8) werden von einer jeweiligen Antriebseinrichtung angetrieben, um eines der Paare in eine Aktivzone der Versorgung der Auflegemaschine und das andere Paar in eine Wartungszone zu positionieren. In der Wartungszone befinden sich die Materialantriebe des betreffenden Paares in einem inaktiven Zustand, um einen Zugang für Mitarbeiter für Neuladungs-, Wartungs- oder Reparaturarbeiten zu erlauben.

Description

Verfahren und System zum Zuführen von Material
VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung nimmt Bezug auf die US-Patent Nr. 6,607,626, erteilt am 19. August 2003; US-Patent Nr. 6,939,423, erteilt am 6. September 2005; US-Patent Nr.
7,235,149, erteilt am 26. Juni 2007; US-Patent Nr. 8,007,894, erteilt am 30. August 201 1 ; US-Patent-Nr. 8,048,253, erteilt am 1 . November 201 1 ; US-Patent Nr.
8,168,029, erteilt am 1 . Mai 2012; US-Patentanmeldung Nr. 13/435,006, eingereicht am 30. März 2012; und US-Patenmeldung Nr. 13/557,621 , eingereicht am 25. Juli 2012, die sämtlich in ihrer Gesamtheit diesem Dokument inkorporiert sind.
STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Die vorliegenden Ausführungsbeispiele betreffen allgemein moderne
Verbundwerkstoffe und insbesondere Systeme und Verfahren zur kontinuierlichen Materialzuführung in einem automatisierten Auflegesystem. Die Ausführungsbeispiele betreffen die Ausrüstung und die Systeme, die zur Herstellung moderner
Verbundwerkstoffkomponenten mit Hilfe des automatisierten Auflegeverfahrens unter Anwendung von Materialien angewendet werden, die in der Regel in Form aufgespulter Bänder bereitgestellt werden.
Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Ausarbeitung betrifft die Ausrüstung und Systeme zur Herstellung moderner Verbundwerkstoffkomponenten mit Hilfe des automatisierten
Auflegeverfahrens unter Verwendung von Materialien, die typisch erweise in Form eines aufgespulten Bandes bereitgestellt werden. Die Materialspulen sind von endlicher Länge und müssen nach dem Abspulen ersetzt werden, um den nächsten Teil aufzulegen. Es ist in vielen Fällen auch vorteilhaft, ein mehrlagiges
Verbundwerkstoffteil unter Verwendung eines Gemisches unterschiedlicher Verbundwerkstoffmaterialien und/oder Bandmaterialien unterschiedlicher Breiten zu konstruieren. Der Herstellungsprozess für solche Teile umfasst deshalb ein hohes Maß unproduktiver Zeit zum Nachfüllen verbrauchter Materialspulen und/oder zum Wechsel von einem Materialtyp zum anderen. Wenn es im Bandzuführungssystem zu
Fehlfunktionen kommt, wird zudem häufig die Produktion unterbrochen, bis das Problem gelöst ist.
Automatisierte Auflegesysteme nach dem Stand der Technik benutzen typischerweise eine motorbetriebene Einspannvorrichtung zum Festhalten der Materialspule. Eine Kombination aus der Rotation der Einspannvorrichtung und der Bewegung des Traktionsantriebs durch eine oder mehrere motorbetriebene
Andruckrolleneinrichtungen dient dazu, das Bandmaterial von der Spule abzuwickeln und in die Auflegemaschine einzuführen. Wenn eine Materialspule verbraucht ist oder das Teil ein anderes Material oder eine andere Breite benötigt, wird die Produktion angehalten, und ein Mitarbeiter muss restliches Band von den Andruckrollen manuell herausziehen und den leeren Materialkern aus der Einspannvorrichtung entfernen. Danach wird eine neue Materialspule an der Einspannvorrichtung montiert und ausgerichtet, woraufhin der Anfang der neuen Spule in die Andruckrollen eingeführt wird. Anschließend wird die Produktion wieder aufgenommen und fortgesetzt, bis die Materialspule erneut verbraucht ist, das Teil ein Material unterschiedlichen Typs oder unterschiedlicher Breite benötigt oder eine Fehlfunktion auftritt.
Es ist daher eine Aufgabe, ein System und ein Verfahren zur Zuführung von Material zu einer Auflegemaschine bereitzustellen, welche die vorstehenden Nachteile überwinden.
Es ist eine weitere Aufgabe, ein System und ein Verfahren zur Zuführung von Material zu einer Auflegemaschine bereitzustellen, welche es erlauben, allfällige
Unterbrechungen der Produktion zu minimieren.
Es ist eine nochmals weitere Aufgabe, ein System und ein Verfahren zur Zuführung von Material zu einer Auflegemaschine bereitzustellen, welche eine kontinuierlichen Materialversorgung ermöglichen, wobei insbesondere die Neuladungs-, Wartungs- und Reparaturarbeiten offline durchgeführt werden können. ZUSAMMENFASSUNG
Die obigen und anderen Aufgaben werden gelöst mit einem System und einem
Verfahren zur Zuführung von Material zu einer Auflegemaschine wie in den
Ansprüchen 1 und 5 definiert. Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Als eine Lösung wird ein System angegeben zum Zuführen von Material zu einer Auflegemaschine, wobei das System erste bis vierte Materialantriebe aufweist, welche jeweils mit einer Materialspule beladen werden können und welche jeweils eine motorbetriebene Einspannvorrichtung, Umlenkrollen und eine motorbetriebene
Andruckrolleneinrichtung aufweisen; jede der ersten bis vierten Materialantriebe Material von der jeweiligen Materialspule über einen jeweiligen Bandweg zu einer Zuführung der Auflegemaschine liefern können; der erste und der zweite
Materialantrieb ein erstes Paar Materialantriebe bilden, das an einer ersten
gemeinsamen Halterung montiert ist, die von einer ersten Antriebseinrichtung angetrieben ist, wobei der erste und der zweite Materialantriebe mit Materialspulen unterschiedlicher Materialtypen und/oder Materialbreiten beladen werden können; der dritte und der vierte Materialantrieb ein zweites Paar Materialantriebe bilden, das an einer zweiten gemeinsamen Halterung montiert ist, die von einer zweiten
Antriebseinrichtung angetrieben ist, wobei der dritte und der vierte Materialantrieb mit Materialspulen unterschiedlicher Materialtypen und/oder Materialbreiten beladen werden können, wobei der Materialtyp der dritten Materialspule dem Materialtyp der ersten Materialspule und der Materialtyp der vierten Materialspule dem Materialtyp der zweiten Materialspule entspricht, wobei, wenn sich das erste oder das zweite Paar von Materialantrieben sich in einer Aktivzone im Aktivmodus der Versorgung der
Auflegemaschine befindet, das andere, zweite oder erste Paar von Materialantrieben in einer Wartungszone positioniert ist, in einem inaktiven Zustand, um einen Zugang für Mitarbeiter für Neuladungs-, Wartungs- oder Reparaturarbeiten zu erlauben, und wobei das System eingerichtet ist, wenn eine Materialspule einer der Materialantriebe des Paares von Materialantrieben in der Aktivzone verbraucht ist, die erste und die zweite Antriebseinrichtung zu betätigen, um die Position des ersten und des zweiten Paares von Materialantrieben zu tauschen, um das Paar von Materialantrieben in der Aktivzone in die Wartungszone zu versetzen und das sich in der Wartungszone befindliche inaktive Paar von Materialantrieben in die Aktivzone zur Versorgung der Auflegemaschine zu versetzen. Vorzugsweise ist das System eingerichtet, zu jedem Zeitpunkt mit einem von den ersten bis vierten Materialantrieben des ersten oder des zweiten Paars die
Auflegemaschine aktiv mit Material zu versorgen, während der andere Materialantrieb des betreffenden Paares in Ruhe-/Bereitschaftsstellung bleibt, bis ein Teile- Auflegeprogramm einen Materialwechsel erfordert, und wenn das Teile- Auflegeprogramm einen Materialwechsel erfordert, der andere Materialantrieb des betreffenden ersten oder zweiten Paars durch Betätigen der ersten Antriebseinrichtung auf der Auflegemaschine an der Zuführung ausgerichtet positioniert wird.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die erste und die zweite gemeinsame Halterung durch einen ersten und einen zweiten Stützarm gebildet sind, und die erste und zweite Antriebseinrichtung durch einen ersten und einen zweiten Drehantrieb gebildet sind, wobei der erste und der zweite Drehantrieb an einer Basisunterlagsstruktur montiert sind, wobei der erste und der zweite Drehantrieb koaxial so positioniert sind, so dass sich jedes Paar der Materialantriebe unabhängig vom anderen um denselben
Drehpunkt bewegen kann, und wobei eine Rotationsachse so angeordnet ist, dass jeder der Materialantriebe in Ausrichtung zur Zuführung der Auflegemaschine positioniert werden kann.
Alternativ kann vorgesehen sein dass die erste und die zweite gemeinsame Halterung durch eine erste und eine zweite Schlitteneinrichtung gebildet sind, und die erste und zweite Antriebseinrichtung durch einen ersten und einen zweiten Linearantrieb gebildet sind, wobei der erste und der zweite Linearantrieb parallel versetzt zueinander positioniert sind, so dass sich jedes Paar der Materialantriebe unabhängig vom anderen entlang demselben linearen Weg bewegen kann, wobei der erste und der zweite Linearantrieb von einer Reihe von Basisunterlagsstrukturen getragen sind, und wobei die Linearantriebe so angeordnet sind, dass jeder der Materialantriebe in Ausrichtung zur Zuführung der Auflegemaschine positioniert werden kann. Als eine weitere Lösung wird ein System angegeben zum Zuführen von Material zu einer Auflegemaschine, wobei das System erste bis vierte Materialantriebe aufweist, welche jeweils mit einer Materialspule beladen werden können und welche jeweils eine motorbetriebene Einspannvorrichtung aufweisen; der erste und der zweite
Materialantrieb ein erstes Paar Materialantriebe bilden, wobei der erste und der zweite Materialantrieb mit Materialspulen gleicher Materialtypen und Materialbreiten beladen werden können, der dritte und der vierte Materialantrieb in einem Abstand von dem ersten und dem zweiten Materialantrieb angeordnet sind und ein zweites Paar
Materialantriebe bilden, wobei der dritte und der vierte Materialantrieb mit
Materialspulen gleicher Materialtypen und Materialbreiten beladen werden können, der erste und der zweite Materialantrieb Material über einen ersten Bandweg in die
Auflegemaschine (68) liefern, und der dritte und der vierte Materialantrieb Material über einen zweiten Bandweg in die Auflegemaschine liefern, wobei das System so eingerichtet ist, dass für jedes Paar der Materialantriebe jeweils einer der
Materialantriebe des Paares aktiv Material zuführen kann, während der andere
Materialantrieb des Paares in einem Ruhe-/Bereitschaftszustand bleiben kann, wobei die Bandwege der Materialantriebe eines jeweiligen Paares von Materialantrieben sich an einem Spleißmechanismus vereinigen, wobei das System eingerichtet ist, im Fall einer verbrauchten Materialspule von einem der Materialantriebe eines Paares den Spleißmechanismus zu aktivieren, so dass ein Ende der verbrauchten Materialspule automatisch am Anfang einer frischen Materialspule des anderen Materialantriebs des Paares befestigt beziehungsweise gespleißt werden kann, und die Produktion mit dem anderen Materialantrieb wieder aufzunehmen kann. Bevorzugt kann vorgesehen sein, der Bandweg von dem ersten Materialantrieb und von dem zweiten Materialantrieb jeweils durch mehrere Umlenkrollen bestimmt sind, welche jeweils an einem ersten Schlitten beziehungsweise einem zweiten Schlitten montiert sind, wobei der erste und der zweite Schlitten den Spleißmechanismus bilden, der erste und der zweite Schlitten sich jeweils über einen angetriebenen
Gleitmechanismus linear und unabhängig bewegen können, der erste und der zweite Schlitten jeweils eine Schneideinrichtung , eine verstellbare Führungseinrichtung, eine Materialklemmeinrichtung, und eine bewegliche Bandablenkeinrichtung aufweisen, der erste Schlitten weiter eine bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung aufweist, und der zweite Schütte weiter eine bewegliche Schweißeinrichtung aufweist, wobei das System eingerichtet ist, zum Befestigen des Endes einer verbrauchten Materialspule des ersten Materialantriebs automatisch am Anfang einer frischen Materialspule des zweiten Materialantriebs des Paares, die Zuführung von Bandmaterial von dem ersten Materialantrieb anzuhalten, den zweiten Schlitten durch den Gleitmechanismus so zu versetzen, dass das Material von dem zweiten Materialantrieb am Bandweg zur Auflegemaschine ausgerichtet ist, die Bandablenkeinrichtungen des ersten und des zweiten Schlittens zu betätigen und damit zum Ausfahren zu veranlassen, so dass das Bandmaterial von dem ersten Materialantriebs in Kontakt mit dem Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb kommt, die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung am ersten Schlitten auszufahren, um das Bandmaterial von dem ersten Materialantrieb zu kontaktieren, die Schweißeinrichtung am zweiten Schlitten auszufahren in Kontakt mit dem Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb, um das Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb und das Bandmaterial von dem ersten Materialantrieb gegen die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung des ersten Schlittens zu drücken, die Schweißeinrichtung am zweiten Schlitten zum Aktivieren zum Verbinden des
Bandmaterials von dem ersten Materialantrieb mit dem Bandmaterial von der zweiten Materialantriebseinrichtung die Schneideinrichtung am ersten Schlitten zu betätigen, um das Band von dem ersten Materialantrieb zu trennen, die Materialklemmeinrichtung und die Schweißeinrichtung am zweiten Schlitten zurückzuziehen, die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung am ersten Schlitten zurückzuziehen, die beweglichen Bandablenkeinrichtungen auf dem ersten und dem zweiten Schlitten zurückzuziehen, Material zuzuführen, bis das abgetrennte Ende des Bandmaterials von dem ersten Materialantrieb in der Position gegenüber der beweglichen Schweißeinrichtung des zweiten Schlittens ankommt, die Bandablenkeinrichtungen auf dem ersten und dem zweiten Schlitten erneut zu betätigen und zur Auswärtsbewegung zu veranlassen, so dass das abgetrennte Ende des Bandmaterials von dem ersten Materialantrieb in Kontakt mit dem Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb kommt,
die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung am ersten Schlitten erneut auszufahren, um das abgetrennte Ende des Bandmaterials von dem ersten Materialantrieb zu kontaktieren, die Schweißeinrichtung am zweiten Schlitten erneut auszufahren in
Kontakt mit dem Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb, um das Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb und das abgeschnittene Ende des Materials von dem ersten Materialantrieb gegen die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung (65) des ersten Schlittens zu drücken, die Schweißeinrichtung am zweiten Schlitten erneut zu aktivieren, um das abgetrennte Ende des Bandmaterials von dem ersten Materialantrieb mit dem Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb zu verbinden, die Materialklemmeinrichtung und die Schweißeinrichtung am zweiten Schlitten erneut zurückzuziehen, die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung am ersten
Schlittenerneut zurückzuziehen, die beweglichen Bandablenkeinrichtungen auf dem ersten und dem zweiten Schlitten erneut zurückzuziehen, und die Produktion wieder aufzunehmen.
Vorzugsweise sind ferner Sensoren vorgesehen, um einen gespleißten Abschnitt des Bandmaterials zu erkennen, der in die Zuführung der Auflegemaschine eindringt, wobei die Sensoren eingerichtet sind, den Schneidmechanismus auslösen und die
Vorderkante des Spleißes von der Hinterkante des vorangehenden Bandmaterials von dem ersten Materialantrieb zu trennen, der bereits in die Auflegemaschine zugeführt worden ist, und dass ferner Sensoren vorgesehen sind, um die Hinterkante des gespleißten Abschnitts zu erfassen, wobei die Sensoren eingerichtet sind, erneut den Schneidmechanismus auszulösen, um den gespleißten Abschnitt vom neuen
Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb zu trennen.
Als eine nochmals weitere Lösung wird ein Verfahren angegeben zum Zuführen von Material zu einer Auflegemaschine, wobei das Verfahren insbesondere mit einem System zum Zuführen von Material zu einer Auflegemaschine ausgeführt wird, aufweisend: Zuführen von Material eines ersten Materialtyps von dem ersten
Materialantrieb zu der Auflegemaschine; wenn eine der Materialspulen auf dem ersten Materialantrieb oder dem zweiten Materialantrieb verbraucht wird oder eine
Fehlfunktion festgestellt wird: abhängig davon, welche der Materialantriebe die
Auflegemaschine aktiv mit Material versorgt, Betätigen der Andruckrolleneinrichtung und der motorbetriebenen Einspannvorrichtung auf dem betreffenden Materialantrieb, um das mit der Zuführung auf der Auflegemaschine noch verbundene Bandmaterial zurückzuspulen; Betätigen der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung, so dass gleichzeitig der erste und der zweite Materialantrieb von der Aktivzone zur
Wartungszone und der dritte und der vierte Materialantrieb von der Wartungszone zur Aktivzone versetzt werden; Wiederaufnehmen der Produktion, indem der dritte und der vierte Materialantrieb sich in der Rolle der Versorger der Auflegemaschine nach Maßgabe der Erfordernisse des Teile-Auflegeprogramms abwechseln; und neu Laden, Reinigen und/oder Warten des ersten und/oder des zweiten Materialantriebs.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Verfahren weiter aufweist: Fortsetzen der Produktion, bis das Teile-Auflegeprogramm einen Wechsel zu einem zweiten
Materialtyp verlangt; Betätigen der Andruckrolleneinrichtung und der motorisierten Einspannvorrichtung auf dem erstem Materialantrieb, um das Bandmaterial vom ersten Materialtyp, das noch immer mit der Zuführung auf der Auflegemaschine verbunden ist, entlang dem ersten Bandweg aufzuwickeln; Betätigen der ersten Antriebseinrichtung, um den zweiten Materialantrieb an der Zuführung auf der Auflegemaschine
auszurichten; Betätigen der Andruckrolleneinrichtung und der motorisierten
Einspannvorrichtung auf dem zweiten Materialantrieb, um das Bandmaterial vom zweiten Materialtyp entlang dem Bandweg in die Zuführung auf der Auflegemaschine weiter zu bewegen; und Wiederaufnehmen der Produktion durch Versorgen der Auflegemaschine mit Bandmaterial durch den zweiten Materialantrieb.
Als eine nochmals weitere Lösung wird ein Verfahren angegeben zum Zuführen von Material zu einer Auflegemaschine, wobei das Verfahren insbesondere mit einem System zum Zuführen von Material zu einer Auflegemaschine ausgeführt wird, aufweisend: Zuführen von Bandmaterial zu der Auflegemaschine von dem ersten Materialantrieb über den ersten Bandweg; wenn die Materialspule an dem ersten Materialantrieb verbraucht wird: Anhalten der Bandmaterialzuführung von dem ersten Materialantrieb ; Versetzen des zweiten Schlittens durch den Gleitmechanismus, so dass das Material von dem Materialantrieb jetzt am Bandweg zur Auflegemaschine ausgerichtet ist; Betätigen der Bandablenkeinrichtungen an dem ersten und dem zweiten Schlitten, so dass das Bandmaterial von dem ersten Materialantrieb in Kontakt mit dem Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb kommt; Ausfahren der beweglichen Schweiß-Anschlageinrichtung am ersten Schlitten, um das Bandmaterial von dem ersten Materialantrieb zu kontaktieren; Ausfahren der Schweißeinrichtung am zweiten Schlitten in Kontakt mit dem Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb, Drücken des Bandmaterials von dem zweiten Materialantrieb und des Bandmaterials von dem ersten Materialantrieb gegen die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung am ersten Schlitten; Aktivieren der Schweißeinrichtung am zweiten Schlitten und Verbinden des Bandmaterials von dem ersten Materialantrieb mit dem Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb; Betätigen der Schneideinrichtung am ersten
Schlitten, um das Bandmaterial von dem ersten Materialantrieb zu trennen;
Zurückziehen der Materialklemmeinrichtung und der Schweißeinrichtung am zweiten Schlitten; Zurückziehen der beweglichen Schweiß-Anschlageinrichtung am ersten Schlitten; Zurückziehen beider beweglicher Bandablenkeinrichtungen auf dem ersten und dem zweiten Schlitten; Zuführen von Material, bis das abgetrennte Ende des Bandmaterials von dem ersten Materialantrieb in der Position gegenüber der beweglichen Schweißeinrichtung ankommt; erneutes Betätigen der
Bandablenkeinrichtungen auf dem ersten und dem zweiten Schlitten, so dass das abgetrennte Ende des Bandmaterials von dem ersten Materialantrieb in Kontakt mit dem Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb kommt; erneutes Ausfahren der beweglichen Schweiß-Anschlageinrichtung am ersten Schlitten, um das abgetrennte Ende des Bandmaterials von dem ersten Materialantrieb zu kontaktieren; erneutes Ausfahren der Schweißeinrichtung am zweiten Schlitten in Kontakt mit dem
Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb und Drücken des Bandmaterials von dem zweiten Materialantrieb und des abgeschnittenen Endes des Materials von dem ersten Materialantrieb gegen die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung; erneutes Aktivieren der Schweißeinrichtung am zweiten Schlitten zum Verbinden des abgetrennten Endes des Bandmaterials von dem ersten Materialantrieb mit dem Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb; erneutes Zurückziehen der
Materialklemmeinrichtung und der Schweißeinrichtung am zweiten Schlitten; erneutes Zurückziehen der beweglichen Schweiß-Anschlageinrichtung am ersten Schlitten; erneutes Zurückziehen beider beweglicher Bandablenkeinrichtungen auf dem ersten und dem zweiten Schlitten; Wiederaufnehmen der Produktion mit dem von dem zweiten Materialantrieb zugeführten Material; Reinigen des Bandwegs durch den ersten Schlitten, neu Laden des ersten Materialantriebs mit einer frischen Materialspule und Fädeln der Vorderkante des Bandes durch die Schneideinrichtung , die
einstellbare Führungseinrichtung, die Materialklemmeinrichtung und die bewegliche Bandablenkeinrichtung am ersten Schlitten; und Ausfahren der
Materialklemmeinrichtung und der beweglichen Bandablenkeinrichtung am ersten Schlitten, um das frische Material fixiert zu halten, während der erste Materialantrieb auf den nächsten Materialwechsel- und Spleißvorgang wartet. Vorzugsweise kann das Verfahren weiter aufweisen: wenn der gespleißte Abschnitt des Bandes in die Zuführung der Auflegemaschine eindringt, Erfassen des gespleißten Abschnitts durch Sensoren, die den Schneidmechanismus auslösen und die
Vorderkante des Spleißes von der Hinterkante des vorangehenden Bandmaterials von dem ersten Materialantrieb trennen, der bereits in die Auflegemaschine zugeführt worden ist; weiter vorwärts Zuführen der Vorderkante des gespleißten Bandabschnitts und Ablenken von der Auflegemaschine in einen Abfallbehälter; Erfassen der Hinterkante des gespleißten Abschnitts durch Sensoren, die erneut den
Schneidmechanismus auslösen, um den gespleißten Abschnitts vom neuen
Bandmaterial von dem zweiten Materialantrieb zu trennen; Wiederaufnehmen der Produktion, nachdem der gespleißte Abschnitt vollständig in den Abfallbehälter umgelenkt worden ist.
Es wird weiter ein automatisiertes Auflegesystem angegeben, welches eine
Auflegemaschine und ein System zur Zuführung von Material zu der Auflagemaschine aufweist.
Die Ausführungsbeispiele schaffen Systeme und Verfahren zur kontinuierlichen Materialzuführung in einem automatisierten Auflegesystem. Die Ausführungsbeispiele können insbesondere auf die Verfahren und Systeme angewendet werden, die in der diesem Dokument in vollem Umfang einverleibten US-Patentanmeldung Nr.
13/557,621 , eingereicht am 25. Juli 2012, offenbart sind.
Andere Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile der Ausführungsbeispiele sind für einschlägig bewanderte Fachpersonen nach Prüfung der nachstehenden Figuren und der detaillierten Beschreibung offensichtlich bzw. ohne weiteres einsehbar. Es ist beabsichtigt, dass alle solche zusätzlichen Systeme, Verfahren, Merkmale und Vorteile in diese Beschreibung und in diese Zusammenfassung aufgenommen, dem
Geltungsbereich der Ausführungsbeispiele zugehörig und von den Patentansprüchen geschützt seien. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Ausführungsbeispiele sind besser verständlich unter Bezugnahme auf die nachstehend dargestellten Figuren und Beschreibungen. Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, es geht dabei in erster Linie um die Illustration der Grundsätze der Ausführungsbeispiele. Überdies ist zu beachten, dass identische Bezugszeichen in den unterschiedlichen Ansichten der Figuren durchgehend identische Teile bezeichnen. Es zeigen: Fig. 1 bis 3 ein System zur kontinuierlichen Ladung von Spulenmaterialien gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 bis 6 ein System zur kontinuierlichen Ladung von Spulenmaterialien gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 7 bis 1 1 ein System zur kontinuierlichen Ladung von Spulenmaterialien gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegenden Ausführungsbeispiele betreffen die Ausrüstung und Systeme zur Herstellung moderner Verbundwerkstoffkomponenten mit Hilfe des automatisierten Auflegeverfahrens unter Verwendung von Materialien, die typisch erweise in Form eines aufgespulten Bandes bereitgestellt werden. Die Materialspulen sind von endlicher Länge und müssen nach dem Abspulen ersetzt werden, um den nächsten Teil aufzulegen. Es ist in vielen Fällen auch vorteilhaft, ein mehrlagiges
Verbundwerkstoffteil unter Verwendung eines Gemisches unterschiedlicher
Verbundwerkstoffmaterialien und/oder Bandmaterialien unterschiedlicher Breiten zu konstruieren.
Doppelzuführungsverfahren und Systeme zur kontinuierlichen Ladung von aufgespulten Materialien - Rotationskonfiguration In einem ersten Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 1 ) sind vier Materialantriebe (wobei jeder Materialantrieb aus einer motorbetriebenen Einspannvorrichtung, einer
Materialspule, Umlenkrollen und einer motorbetriebenen Andruckrolleneinrichtung zusammengesetzt ist) so konfiguriert, dass sie um eine gemeinsame Achse rotieren. Zwei der Materialantriebe sind an einer gemeinsamen Halterung montiert, die ihrerseits von einem Drehantrieb angetrieben wird. Die beiden anderen Materialantriebe sind an einer zweiten gemeinsamen Halterung montiert, die ihrerseits von einem zweiten Drehantrieb angetrieben wird. Die zwei Drehantriebe sind koaxial positioniert, so dass sich jedes Paar der Materialantriebe unabhängig vom anderen um denselben
Drehpunkt bewegen kann. Die Rotationsachse ist so angeordnet, dass jeder der
Materialantriebe in Ausrichtung zur Materialzuführung der Auflegemaschine positioniert werden kann.
Die zwei Materialantriebe in einem bestimmten Paar werden mit Spulen
unterschiedlicher Materialtypen und/oder -breiten geladen, so dass der
Auflegemaschine jeder Materialtyp zugeführt werden kann, während dieses bestimmte Paar von Materialantrieben aktiv ist. Zu jedem Zeitpunkt versorgt einer der
Materialantriebe eines bestimmten Paars die Auflegemaschine aktiv mit Material, während der andere Materialantrieb in Ruhe-/Bereitschaftsstellung bleibt, bis das Teile- Auflegeprogramm einen Materialwechsel erfordert. Wenn das Teile-Auflegeprogramm einen Materialwechsel verlangt, erfolgt der Übergang mit minimalen
Produktionspausen (zur Neupositionierung der Materialantriebe und Zuführung von Material) und ohne Personaleingriffe. Die zwei Materialantriebe wechseln einander in der Rolle als Versorger der Auflegemaschine ab, je nach den Erfordernissen des Teile- Auflegeprogramms.
Das zweite Paar von Materialantrieben wird auf identische Weise wie das erste Paar konfiguriert, geladen und betrieben. Während sich das erste Paar von
Materialantrieben im Aktivmodus der Versorgung der Auflegemaschine befindet, ist das zweite Paar von Materialantrieben in der Wartungszone positioniert, wo es in einem inaktiven Zustand nach Abschluss der Neuladungs-, Wartungs- oder Reparaturarbeiten durch einen Mitarbeiter wartet. Wenn im ersten Paar von Materialantrieben eine Materialspule verbraucht ist oder eine Fehlfunktion festgestellt wird, wird die Produktion unterbrochen, während das erste Paar und das zweite Paar von Materialantrieben die Positionen tauschen, d.h. das zweite Paar von Materialantrieben übernimmt die Aufgaben der Versorgung der Auflegemaschine, während das erste Paar in die Wartungszone versetzt wird.
Nachdem das erste Paar von Materialantrieben neu geladen und/oder von einem Mitarbeiter repariert wurde, geht dieses in einen inaktiven Zustand in Warteposition.
Diese Anordnung verschafft einem Paar von Materialantrieben die Fähigkeit, dazu zur Verfügung zu stehen, die Auflegemaschine bei minimalen Produktionsunterbrechungen mit beiden Materialtypen zu versorgen, während das andere Paar von
Materialantrieben neu geladen, gereinigt oder repariert werden kann. Auf diese Weise ist eine mehr oder weniger kontinuierliche Versorgung einer Auflegemaschine mit Bandmaterial gesichert.
Bezug nehmend auf Figur 1 bis 3 folgt eine detaillierte Beschreibung des Systems:
Die rotierbare System 15 zum automatisierten Laden ist aus zwei Paaren von
Materialantrieben zusammen mit deren Stützarmen, zwei Drehantrieben und einer Basisunterlagsstruktur zusammengesetzt. Die Materialantriebe 1 und 2 umfassen eines der zwei Paare und sind mit Spulen unterschiedlicher Materialtypen und/oder - breiten geladen. Der Materialantrieb 1 liefert Material von der Materialspule 5
(Materialtyp "A") über den Bandweg 9 zur Zuführung 49 der Auflegemaschine 16. Der Materialantrieb 2 liefert Material von der Materialspule 6 (Materialtyp "B") über den Bandweg 10 zur Zuführung 49 der Auflegemaschine 16. Die Materialantriebe 1 und 2 sind am Stützarm 7 montiert, der seinerseits am Drehantrieb 13 montiert ist.
Die Materialantriebe 3 und 4 umfassen das oben beschriebene zweite Paar und sind ebenfalls mit Spulen unterschiedlicher Materialtypen und/oder -breiten geladen. Der Materialantrieb 3 liefert Material von der Materialspule 5 (Materialtyp "A") über den Bandweg 1 1 zur Zuführung 49 der Auflegemaschine 16. Der Materialantrieb 4 liefert Material von der Materialspule 6 (Materialtyp "B") über den Bandweg 12 zur Zuführung 49 der Auflegemaschine 16. Die Materialantriebe 3 und 4 sind am Stützarm 8 montiert, der seinerseits am Drehantrieb 14 montiert ist. Beide Drehantriebe sind an der
Basisunterlagsstruktur 17 montiert.
In der anfänglichen Betriebskonfiguration wird der Materialtyp "A" der Auflegemaschine 16 kontinuierlich vom Materialantrieb 1 über den Bandweg 9 zugeführt. Die Produktion wird fortgesetzt, bis das Teile-Auflegeprogramm einen Wechsel zu Materialtyp "B" verlangt, an welchem Punkt folgende Ereignissequenz stattfindet:
Die Andruckrolleneinrichtung 18 und die motorbetriebene Einspannvorrichtung 22 auf dem Materialantrieb 1 werden betätigt, um das Bandmaterial (Typ "A"), das noch immer mit der Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16 verbunden ist, entlang dem Bandweg 9 aufzuwickeln.
Der Drehantrieb 13 wird betätigt, und der Stützarm 7 wird gedreht, um den
Materialantrieb 2 an der Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16 auszurichten.
Die Andruckrolleneinrichtung 19 und die motorbetriebene Einspannvorrichtung 23 auf dem Materialantrieb 2 werden betätigt, um das Bandmaterial (Materialtyp "B") entlang dem Bandweg 10 in die Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16 weiter zu bewegen.
Die Produktion wird wieder aufgenommen, indem der Materialantrieb 2 die
Auflegemaschine 16 mit Bandmaterial Typ "B" versorgt.
Wenn eine der Materialspulen auf dem Materialantrieb 1 oder dem Materialantrieb 2 verbraucht wird oder eine Fehlfunktion festgestellt wird, findet folgende
Ereignissequenz statt:
Abhängig davon, welcher Materialantrieb die Auflegemaschine 16 aktiv mit Material versorgt, werden die Andruckrolleneinrichtung 18 und die motorbetriebene
Einspannvorrichtung 22 auf dem Materialantrieb 1 oder die Andruckrolleneinrichtung 19 und der motorbetriebene Einspannvorrichtung 23 auf dem Materialantrieb 2 betätigt, um das mit der Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16 noch verbundene
Bandmaterial zurückzuspulen. Die Drehantriebe 13 und 14 werden beide betätigt, und die Stützarme 7 und 8 werden koordiniert gedreht, so dass gleichzeitig die Materialantriebe 1 und 2 von der Aktivzone zur Wartungszone und die Materialantriebe 3 und 4 von der Wartungszone zur Aktivzone versetzt werden.
Der Drehantrieb 13 wird in den inaktiven Zustand versetzt.
Je nachdem, welcher Materialtyp gerade vom Auflegeprogramm benötigt wird, positioniert der Drehantrieb 14 entweder den Materialantrieb 3 oder den Materialantrieb 4 auf der Auflegemaschine 16 an der Zuführung 49 ausgerichtet.
Je nachdem, welcher Materialtyp gerade vom Auflegeprogramm benötigt wird, werden die Andruckrolleneinrichtung 20 und die motorbetriebene Einspannvorrichtung 24 auf dem Materialantrieb 3 oder die Andruckrolleneinrichtung 21 und die motorbetriebene Einspannvorrichtung 25 am Materialantrieb 4 betätigt, um das Bandmaterial entlang dem Bandweg 1 1 oder den Bandweg 12 in die Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16 weiter zu bewegen.
Die Produktion wird wieder aufgenommen, indem die Materialantriebe 3 und 4 sich in der Rolle der Versorger der Auflegemaschine 16 nach Maßgabe der Erfordernisse des Teile-Auflegeprogramms abwechseln.
Gleichzeitig werden die Materialantriebe 1 und 2 von einem Mitarbeiter neu geladen, gereinigt und/oder repariert und warten in einem inaktiven Zustand in der
Wartungszone bis zum nächsten Übergangsereignis.
Wenn eine der Materialspulen auf dem Materialantrieb 3 oder dem Materialantrieb 4 verbraucht wird oder eine Fehlfunktion festgestellt wird, findet folgende
Ereignissequenz statt:
Abhängig davon, welcher Materialantrieb die Auflegemaschine 16 aktiv mit Material versorgt, werden die Andruckrolleneinrichtung 20 und die motorbetriebene
Einspannvorrichtung 24 auf dem Materialantrieb 3 oder die Andruckrolleneinrichtung 21 und die motorbetriebene Einspannvorrichtung 25 auf dem Materialantrieb 4 betätigt, um das noch mit der Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16 verbundene
Bandmaterial zurückzuspulen.
Die Drehantriebe 13 und 14 werden beide betätigt, und die Stützarme 7 und 8 werden koordiniert gedreht, so dass gleichzeitig die Materialantriebe 3 und 4 von der Aktivzone zur Wartungszone und die Materialantriebe 1 und 2 von der Wartungszone zur Aktivzone versetzt werden.
Der Drehantrieb 14 wird in den inaktiven Zustand versetzt.
Je nachdem, welcher Materialtyp gerade vom Auflegeprogramm benötigt wird, positioniert der Drehantrieb 13 entweder den Materialantrieb 1 oder den Materialantrieb 2 auf der Auflegemaschine 16 an der Zuführung 49 ausgerichtet. Je nachdem, welcher Materialtyp gerade vom Auflegeprogramm benötigt wird, werden die Andruckrolleneinrichtung 18 und die motorbetriebene Einspannvorrichtung 22 auf dem Materialantrieb 1 oder die Andruckrolleneinrichtung 19 und die motorbetriebene Einspannvorrichtung 23 am Materialantrieb 2 betätigt, um das Bandmaterial entlang dem Bandweg 1 1 oder dem Bandweg 12 in die Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16 weiter zu bewegen.
Die Produktion wird wieder aufgenommen, indem die Materialantriebe 1 und 2 sich erneut in der Rolle der Versorger der Auflegemaschine 16 nach Maßgabe der
Erfordernisse des Teile-Auflegeprogramms abwechseln.
Gleichzeitig werden die Materialantriebe 3 und 4 von einem Mitarbeiter neu geladen, gereinigt und/oder repariert und warten in einem inaktiven Zustand in der
Wartungszone bis zum nächsten Übergangsereignis. Der voranstehenden beschriebene Betriebsmodus kann unbeschränkt fortgesetzt werden, wobei die beiden Paare von Materialantrieben abwechseln zwischen einer aktiven Zuführung von Bandmaterial zur Auflegemaschine in der Aktivzone und der Bereitschaft zur Neuladung oder Reparatur in der Wartungszone. Durch die mehr oder weniger kontinuierliche Zuführung zweier unterschiedlicher Materialtypen zu einer Auflegemaschine und die Bereitstellung eines Mittels für einen Mitarbeiter, die
Materialspulen sicher neu zu laden oder Wartungs- und/oder Reparaturaufgaben bei laufender Produktion vorzunehmen, bringen die oben beschriebenen
Ausführungsbeispiele eine signifikante Reduzierung der unproduktiven Zeiten in Verbindung mit dem Auflege verfahren zur Herstellung mehrlagiger
Verbundwerkstoffteile.
Doppelzuführungsverfahren und Systeme zur kontinuierlichen Ladung von aufgespulten Materialien - lineare Konfiguration
In einem alternativen Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 4) sind vier Materialantriebe (wobei jeder Materialantrieb aus einer motorbetriebenen Einspannvorrichtung, einer Materialspule, Umlenkrollen und einer motorbetriebenen Andruckrolleneinrichtung zusammengesetzt ist) so konfiguriert, dass sie sich eine gemeinsame Achse entlang fortbewegen. Zwei der Materialantriebe sind an einem gemeinsamen Schlitten montiert, der seinerseits von einem Linearantrieb angetrieben wird. Die beiden anderen Materialantriebe sind an einem zweiten gemeinsamen Schlitten montiert, der seinerseits von einem zweiten Linearantrieb angetrieben wird. Die zwei Linearantriebe sind parallel versetzt zueinander positioniert, so dass sich jedes Paar der
Materialantriebe unabhängig vom anderen entlang demselben linearen Weg bewegen kann. Die Linearantriebe sind so angeordnet, dass jeder der Materialantriebe in Ausrichtung zur Materialzuführung der Auflegemaschine positioniert werden kann.
Die zwei Materialantriebe in einem bestimmten Paar werden mit Spulen
unterschiedlicher Materialtypen und/oder -breiten geladen, so dass der
Auflegemaschine jeder Materialtyp zugeführt werden kann, während dieses bestimmte Paar von Materialantrieben aktiv ist. Zu jedem Zeitpunkt versorgt einer der
Materialantriebe eines bestimmten Paars die Auflegemaschine aktiv mit Material, während der andere Materialantrieb in Ruhe-/Bereitschaftsstellung bleibt, bis das Teile- Auflegeprogramm einen Materialwechsel erfordert. Wenn das Teile-Auflegeprogramm einen Materialwechsel verlangt, erfolgt der Übergang mit minimalen
Produktionspausen (zur Neupositionierung der Materialantriebe und Zuführung von Material) und ohne Personaleingriffe. Die zwei Materialantriebe wechseln einander in der Rolle als Versorger der Auflegemaschine ab, je nach den Erfordernissen des Teile- Auflegeprogramms.
Das zweite Paar von Materialantrieben wird auf identische Weise wie das erste Paar konfiguriert, geladen und betrieben. Während sich das erste Paar von
Materialantrieben im Aktivmodus der Versorgung der Auflegemaschine befindet, ist das zweite Paar von Materialantrieben in der Wartungszone positioniert, wo es in einem inaktiven Zustand nach Abschluss der Neuladungs-, Wartungs-, oder
Reparaturarbeiten durch einen Mitarbeiter wartet.
Wenn im ersten Paar von Materialantrieben eine Materialspule verbraucht ist oder eine Fehlfunktion festgestellt wird, wird die Produktion unterbrochen, während das erste Paar und das zweite Paar von Materialantrieben die Positionen tauschen, d.h. das zweite Paar von Materialantrieben übernimmt die Aufgaben der Versorgung der Auflegemaschine, während das erste Paar in die Wartungszone versetzt wird.
Nachdem das erste Paar von Materialantrieben neu geladen und/oder von einem Mitarbeiter repariert wurde, geht dieses in einen inaktiven Zustand in Warteposition.
Diese Anordnung verschafft einem Paar von Materialantrieben die Fähigkeit, dazu zur Verfügung zu stehen, die Auflegemaschine bei minimalen Produktionsunterbrechungen mit beiden Materialtypen zu versorgen, während das andere Paar von
Materialantrieben neu geladen, gereinigt oder repariert werden kann. Auf diese Weise ist eine mehr oder weniger kontinuierliche Versorgung einer Auflegemaschine mit Bandmaterial gesichert.
Bezug nehmend auf Figur 4 bis 6 folgt eine detaillierte Beschreibung des Systems:
Das lineare System 26 zum automatisierten Laden ist aus zwei Paaren von
Materialantrieben zusammen mit deren Schlitten, zwei Linearantrieben und einem Gefüge von Basisunterlagsstrukturen zusammengesetzt. Die Materialantriebe 1 und 2 umfassen eines der zwei Paare und sind mit Spulen unterschiedlicher Materialtypen und/oder -breiten geladen. Der Materialantrieb 1 liefert Material von der Materialspule 31 (Materialtyp "A") über den Bandweg 29 zur Zuführung 49 der Auflegemaschine 16. Der Materialantrieb 2 liefert Material von der Materialspule 35 (Materialtyp "B") über den Bandweg 33 zur Zuführung 49 der Auflegemaschine 16. Die Materialantriebe 1 und 2 sind an der Schlitteneinrichtung 27 montiert, die ihrerseits am Linearantrieb 45 montiert ist. Die Materialantriebe 3 und 4 umfassen das oben beschriebene zweite Paar und sind ebenfalls mit Spulen unterschiedlicher Materialtypen und/oder -breiten geladen. Der Materialantrieb 3 liefert Material von der Materialspule 39 (Materialtyp "A") über den Bandweg 37 zur Zuführung 49 der Auflegemaschine 16. Der Materialantrieb 4 liefert Material von der Materialspule 43 (Materialtyp "B") über den Bandweg 41 zur
Zuführung 49 der Auflegemaschine 16. Die Materialantriebe 3 und 4 sind an der
Schlitteneinrichtung 28 montiert, die ihrerseits am Linearantrieb 46 montiert ist. Beide Linearantriebe 45 und 46 werden von einer Reihe von Basisunterlagsstrukturen 47 getragen. In der anfänglichen Betriebskonfiguration wird der Materialtyp "A" der Auflegemaschine 16 kontinuierlich vom Materialantrieb 1 über den Bandweg 29 zugeführt. Die
Produktion wird fortgesetzt, bis das Teile-Auflegeprogramm einen Wechsel zu
Materialtyp "B" verlangt, an welchem Punkt folgende Ereignissequenz stattfindet: Die Andruckrolleneinrichtung 30 und die motorbetriebene Einspannvorrichtung 32 auf dem Materialantrieb 1 werden betätigt, um das Bandmaterial (Typ "A"), das noch immer mit der Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16 verbunden ist, entlang dem Bandweg 29 zurückzuspulen. Der Linearantrieb 45 wird betätigt, und die Schlitteneinrichtung 27 bewegt sich seitlich, um den Materialantrieb 2 an der Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16
auszurichten.
Die Andruckrolleneinrichtung 34 und die motorbetriebene Einspannvorrichtung 36 auf dem Materialantrieb 2 werden betätigt, um das Bandmaterial (Materialtyp "B") entlang dem Bandweg 33 in die Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16 weiter zu bewegen.
Die Produktion wird wieder aufgenommen, indem der Materialantrieb 2 die
Auflegemaschine 16 mit Bandmaterial Typ "B" versorgt. Wenn eine der Materialspulen auf dem Materialantrieb 1 oder dem Materialantrieb 2 verbraucht wird oder eine Fehlfunktion festgestellt wird, findet folgende
Ereignissequenz statt: Abhängig davon, welcher Materialantrieb die Auflegemaschine 16 aktiv mit Material versorgt, werden die Andruckrolleneinrichtung 30 und die motorbetriebene
Einspannvorrichtung 32 auf dem Materialantrieb 1 oder die Andruckrolleneinrichtung 34 und die motorbetriebene Einspannvorrichtung 36 auf dem Materialantrieb 2 betätigt, um das mit der Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16 noch verbundene
Bandmaterial zurückzuspulen.
Die Linearantriebe 45 und 46 werden beide betätigt, und die Schlitteneinrichtungen 27 und 28 werden koordiniert bewegt, so dass gleichzeitig die Materialantriebe 1 und 2 von der Aktivzone in die Wartungszone 48 und die Materialantriebe 3 und 4 von der Wartungszone 50 in die Aktivzone versetzt werden.
Der Linearantrieb 45 wird in den inaktiven Zustand versetzt.
Je nachdem, welcher Materialtyp gerade vom Teile-Auflegeprogramm benötigt wird, positioniert der Linearantrieb 46 entweder den Materialantrieb 3 oder den
Materialantrieb 4 auf der Auflegemaschine 16 an der Zuführung 49 ausgerichtet.
Je nachdem, welcher Materialtyp gerade vom Auflegeprogramm benötigt wird, werden die Andruckrolleneinrichtung 38 und die motorbetriebene Einspannvorrichtung 40 auf dem Materialantrieb 3 oder die Andruckrolleneinrichtung 42 und die
Einspannvorrichtung 44 am Materialantrieb 4 betätigt, um das Bandmaterial entlang dem Bandweg 37 oder dem Bandweg 41 in die Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16 weiter zu bewegen. Die Produktion wird wieder aufgenommen, indem die Materialantriebe 3 und 4 sich in der Rolle der Versorger der Auflegemaschine 16 nach Maßgabe der Erfordernisse des Teile-Auflegeprogramms abwechseln. Gleichzeitig werden die Materialantriebe 1 und 2 von einem Mitarbeiter neu geladen, gereinigt und/oder repariert und warten in einem inaktiven Zustand in der
Wartungszone 48 bis zum nächsten Übergangsereignis. Wenn eine der Materialspulen auf dem Materialantrieb 3 oder dem Materialantrieb 4 verbraucht wird oder eine Fehlfunktion festgestellt wird, findet folgende
Ereignissequenz statt:
Abhängig davon, welcher Materialantrieb die Auflegemaschine 16 aktiv mit Material versorgt, werden die Andruckrolleneinrichtung 38 und die motorbetriebene
Einspannvorrichtung 40 auf dem Materialantrieb 3 oder die Andruckrolleneinrichtung 42 und die Einspannvorrichtung 44 auf dem Materialantrieb 4 betätigt, um das mit der Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16 noch verbundene Bandmaterial zurückzuspulen.
Die Linearantriebe 45 und 46 werden beide betätigt, und die Schlitteneinrichtungen 27 und 28 werden koordiniert bewegt, so dass gleichzeitig die Materialantriebe 3 und 4 von der Aktivzone in die Wartungszone 50 und die Materialantriebe 1 und 2 von der Wartungszone 48 in die Aktivzone versetzt werden.
Der Linearantrieb 46 wird in den inaktiven Zustand versetzt.
Je nachdem, welcher Materialtyp gerade vom Teile-Auflegeprogramm benötigt wird, positioniert der Linearantrieb 45 entweder den Materialantrieb 1 oder den
Materialantrieb 2 auf der Auflegemaschine 16 an der Zuführung 49 ausgerichtet.
Je nachdem, welcher Materialtyp gerade vom Auflegeprogramm benötigt wird, werden die Andruckrolleneinrichtung 30 und die motorbetriebene Einspannvorrichtung 32 auf dem Materialantrieb 1 oder die Andruckrolleneinrichtung 34 und die motorbetriebene Einspannvorrichtung 36 am Materialantrieb 2 betätigt, um das Bandmaterial entlang dem Bandweg 29 oder dem Bandweg 33 in die Zuführung 49 auf der Auflegemaschine 16 weiter zu bewegen. Die Produktion wird wieder aufgenommen, indem die Materialantriebe 1 und 2 sich erneut in der Rolle der Versorger der Auflegemaschine 16 nach Maßgabe der Erfordernisse des Teile-Auflegeprogramms abwechseln. Gleichzeitig werden die Materialantriebe 3 und 4 von einem Mitarbeiter neu geladen, gereinigt und/oder repariert und warten in einem inaktiven Zustand in der
Wartungszone 50 bis zum nächsten Übergangsereignis.
Der voranstehend beschriebene Betriebsmodus kann unbeschränkt fortgesetzt werden, wobei sich die beiden Paare von Materialantrieben zwischen einer aktiven Zuführung von Bandmaterial zur Auflegemaschine in der Aktivzone und der
Bereitschaft zur Neuladung oder Reparatur in der Wartungszone abwechseln. Durch die mehr oder weniger kontinuierliche Zuführung zweier unterschiedlicher
Materialtypen zu einer Auflegemaschine und die Bereitstellung eines Mittels für einen Mitarbeiter, die Materialspulen sicher neu zu laden oder Wartungs- und/oder
Reparaturaufgaben bei laufender Produktion vorzunehmen, bringen die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele eine signifikante Reduzierung der unproduktiven Zeiten in Verbindung mit dem Auflegeverfahren zur Herstellung mehrlagiger
Verbundwerkstoffteile.
Verfahren und Systeme zum automatischen Spleißen
In einem Ausführungsbeispiel (vgl. Figur 7) sind vier Materialantriebe (jeder
Materialantrieb zusammengesetzt aus einer angetriebenen Einspannvorrichtung und einer Materialspule) als zwei Paare angeordnet. Jedes Paar von Materialantrieben führt der Auflegemaschine entlang einem festgelegten Bandweg Material zu. Zu jedem Zeitpunkt führt einer der Materialantriebe aktiv Material zu, während der andere Materialantrieb in einem Ruhe-/Bereitschaftszustand bleibt. Auf gleiche Weise liefert das andere Paar von Materialantrieben Material zur Auflegemaschine entlang einem anderen, getrennten Bandweg, wobei einer der Materialantriebe aktiv Material zuführt, während der andere in einem Ruhe-/Bereitschaftszustand bleibt.
Die Bandwege von jedem Materialantrieb in einem gegebenen Paar vereinigen sich an einem Spleißmechanismus, so dass das Ende einer verbrauchten Materialspule automatisch am Anfang der frischen Materialspule befestigt werden kann. Wenn eine Materialspule in einem bestimmten Paar verbraucht ist, wird der Spleißmechanismus aktiviert. Wenn der gespleißte Abschnitt schließlich in die Zuführung der
Auflegemaschine vordringt, wird er lokalisiert, ausgeschnitten und entfernt. Die
Produktion wird sodann mit dem zuvor ruhenden Materialantrieb wieder aufgenommen, der nunmehr die Auflegemaschine aktiv versorgt. Die verbrauchte Materialspule wird offline wieder befüllt, woraufhin dieser Materialantrieb in den Ruhe- /Bereitschaftszustand versetzt wird. Die zwei Materialantriebe in einem bestimmten Paar wechseln einander in den Aktiv- und Bereitschaftszustanden ab und stellen damit ein Mittel zur mehr oder weniger kontinuierlichen Bereitstellung von Material für die Auflegemaschine über einen einzelnen Bandweg für jeden Materialtyp dar.
Angrenzend an die Materialzuführung auf der Auflegemaschine ist eine
Pendelvorrichtung (auch als Autoladevorrichtung bezeichnet) vorgesehen, die dazu geeignet ist, Material von beiden Bandwegen zu empfangen. Die Pendelvorrichtung umfasst getrennte, angetriebene Andruckrolleneinrichtungen für jeden Bandweg und kann sich nach Bedarf bewegen, um beide Bandwege an der Materialzuführung auf der Auflegemaschine auszurichten. Wenn das Auflegeprogramm für ein bestimmtes Teil einen anderen Materialtyp oder eine andere Materialbreite verlangt, wird eine Einheit der Andruckrolleneinrichtungen auf der Pendel-/Autoladevorrichtung aktiviert, um das Material von der Zuführung der Auflegemaschine zu entnehmen. Die Pendel-/ Autoladevorrichtung bewegt sich dann so, dass der Bandweg für das neue Material an der Zuführung auf der Auflegemaschine ausgerichtet wird. Anschließend wird eine weitere Einheit angetriebener Andruckrollen auf der Pendel-/Autoladevorrichtung aktiviert, um das neue Material der Auflegemaschine zuzuführen, woraufhin die
Produktion wieder aufgenommen wird. Diese Anordnung stellt ein effektives Mittel für einen automatischen Wechsel und die Zuführung von Material in die Auflegemaschine von einem Bandweg oder dem anderen dar. Bezug nehmend auf Figur 7 bis 1 1 folgt eine detaillierte Beschreibung des Systems:
Die Materialantriebe 51 und 52 umfassen eines der zwei oben beschriebenen Paare und sind mit Spulen desselben Materialtyps und derselben Breite geladen. Die
Materialantriebe 51 und 52 liefern Material über den Bandweg 55 über die Autoladevorrichtung 67 in die Auflegemaschine 68. Die Materialantriebe 53 und 54 sind in einem Abstand von den Materialantrieben 51 und 52 angeordnet und mit Spulen desselben Materialtyps und derselben Breite geladen, die dem auf die Materialantriebe 51 und 52 geladenen Material entsprechen oder sich von diesem unterscheiden können. Die Materialantriebe 53 und 54 liefern Material über den Bandweg 56 durch die Autoladevorrichtung 67 in die Auflegemaschine 68.
Der Bandweg vom Materialantrieb 51 wird von mehreren Umlenkrollen 59 bestimmt, die an einem Schlitten 57 montiert sind. Der Schlitten 57 kann sich über einen angetriebenen Gleitmechanismus 60 linear und unabhängig bewegen. Der Schlitten 57 umfasst eine Schneideinrichtung 61 , eine verstellbare Führungseinrichtung 62, eine Materialklemmeinrichtung 63, eine bewegliche Bandablenkeinrichtung 64 und eine bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung 65. Der Bandweg vom Materialantrieb 52 wird durch mehrere Umlenkrollen 59 bestimmt, die an einem Schlitten 58 montiert sind. Der Schlitten 58 kann sich über einen angetriebenen Gleitmechanismus 60 ebenfalls linear und unabhängig bewegen. Der Schlitten 58 umfasst eine Schneideinrichtung 61 , eine verstellbare Führungseinrichtung 62, eine Materialklemmeinrichtung 63, eine bewegliche Bandablenkeinrichtung 64 und eine bewegliche Schweißeinrichtung 66.
In Figur 8 ist die anfängliche Betriebskonfiguration dargestellt, bei der der
Auflegemaschine 68 vom Materialantrieb 51 über den Bandweg 55 kontinuierlich Material zugeführt wird. Der Schlitten 57 ist vom Gleitmechanismus 60 so positioniert worden, dass das Material vom Materialantrieb 51 am Bandweg 55 zur
Auflegemaschine 68 ausgerichtet ist. Die Schneideinrichtung 61 , die
Materialklemmeinrichtung 63, die bewegliche Bandablenkeinrichtung 64 und die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung 65 auf dem Schlitten 57 befinden sich sämtlich in der zurückgezogenen Position ohne Kontakt mit dem sich bewegenden Bandmaterial.
Demgegenüber ist der Schlitten 58 vom Bandweg 55 entfernt positioniert, um einen Sicherheitsbereich bereitzustellen, in dem ein Mitarbeiter verbrauchte Spulen ersetzen und Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten durchführen kann. Die Materialklemmeinrichtung 63 und die bewegliche Bandablenkeinrichtung 64 am Schlitten 58 befinden sich in der ausgefahren Position, um das Bandmaterial fixiert zu halten, während die Schneideinrichtung 61 und die bewegliche Schweißeinrichtung 66 zurückgezogen bleiben.
Wenn die Spule am Materialantrieb 51 verbraucht wird, findet die folgende
Ereignissequenz statt:
Die Bandmaterialzuführung vom Materialantrieb 51 wird angehalten.
Der Schlitten 58 wird vom Gleitmechanismus 60 so versetzt, dass das Material vom Materialantrieb 52 jetzt am Bandweg 55 zur Auflegemaschine 68 ausgerichtet ist.
Die Bandablenkeinrichtungen 64 an beiden Schlitten 57 und 58 werden betätigt und damit zum Ausfahren veranlasst, wodurch das Bandmaterial vom Materialantrieb 51 in Kontakt mit dem Bandmaterial vom Materialantrieb 52 kommt.
Die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung 65 am Schlitten 57 fährt aus, um das Bandmaterial vom Materialantrieb 51 zu kontaktieren. Die Schweißeinrichtung 66 am Schlitten 58 fährt aus in Kontakt mit dem Bandmaterial vom Materialantrieb 52 und drückt sowohl dieses wie das Material vom Materialantrieb 51 aufwärts gegen die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung 65.
Die Schweißeinrichtung 66 am Schlitten 58 wird dann aktiviert und verbindet das Bandmaterial vom Materialantrieb 51 mit dem Bandmaterial vom Materialantrieb 52.
Die Schneideinrichtung 61 am Schlitten 57 wird betätigt, um das Band vom
Materialantrieb 51 zu trennen. Die Materialklemmeinrichtung 63 und die Schweißeinrichtung 66 am Schlitten 58 ziehen sich zurück.
Die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung 65 am Schlitten 57 zieht sich zurück. Beide beweglichen Bandablenkeinrichtungen 64 auf den Schlitten 57 und 58 ziehen sich zurück.
Die angetriebenen Andruckrolleneinrichtungen am Bandweg 55 der
Autoladevorrichtung 67 werden aktiviert, um Material zuzuführen, bis das abgetrennte Ende des Bandmaterials vom Materialantrieb 51 in der Position gegenüber der beweglichen Schweißeinrichtung 66 ankommt.
Die Bandablenkeinrichtungen 64 auf beiden Schlitten 57 und 58werden erneut betätigt und zur Auswärtsbewegung veranlasst, wodurch das abgetrennte Ende des
Bandmaterials vom Materialantrieb 51 in Kontakt mit dem Bandmaterial vom
Materialantrieb 52 kommt.
Die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung 65 am Schlitten 57 fährt erneut aus, um das abgetrennte Ende des Bandmaterials vom Materialantrieb 51 zu kontaktieren.
Die Schweißeinrichtung 66 am Schlitten 58 fährt erneut aus in Kontakt mit dem Bandmaterial vom Materialantrieb 52 und drückt dieses und das abgeschnittene Ende des Materials vom Materialantrieb 51 aufwärts gegen die bewegliche Schweiß- Anschlageinrichtung 65.
Die Schweißeinrichtung 66 am Schlitten 58 wird dann erneut aktiviert und verbindet das abgetrennte Ende des Bandmaterials vom Materialantrieb 51 mit dem
Bandmaterial vom Materialantrieb 52.
Die Materialklemmeinrichtung 63 und die Schweißeinrichtung 66 am Schlitten 58 ziehen sich erneut zurück.
Die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung 65 am Schlitten 57 zieht sich erneut zurück.
Beide beweglichen Bandablenkeinrichtungen 64 auf den Schlitten 57 und 58 ziehen sich erneut zurück. Die Produktion wird wieder aufgenommen, und bei zusammengespleißtem Material von den Materialantrieben 51 und 52 dient der restliche Teil des Materials vom
Materialantrieb 51 , der noch immer zur Auflegemaschine hinunter eingefädelt ist, dazu, das Bandmaterial vom Materialantrieb 52 durch den Bandweg 55 über die
Autoladevorrichtung 67 und weiter in die Auflegemaschine 68 zu ziehen.
Wenn der gespleißte Abschnitt des Bandes durch die Autoladevorrichtung 67 geht und in die Zuführung der Auflegemaschine eindringt, wird er von Sensoren erfasst, die den Schneidmechanismus 70 auslösen und die Vorderkante des Spleißes von der
Hinterkante des vorangehenden Bandmaterials vom Materialantrieb 51 trennen, der bereits in die Auflegemaschine zugeführt worden ist.
Die Vorderkante des gespleißten Bandabschnitts wird weiter vorwärts zugeführt und von der Auflegemaschine 68 in einen Abfallbehälter abgelenkt.
Die Hinterkante des gespleißten Abschnitts wird von Sensoren erfasst, die erneut den Schneidmechanismus 70 auslösen und diesen vom neuen Bandmaterial vom
Materialantrieb 52 trennen, der von der Autoladevorrichtung 67 in die Zuführung 49 der Auflegemaschine 68 eingeführt wird.
Wenn der gespleißte Abschnitt vollständig in den Abfallbehälter umgelenkt worden ist, wird die Produktion mit dem vom Materialantrieb 52 zugeführten Material wieder aufgenommen. Der Schlitten 57 wird vom Gleitmechanismus 60 in eine Position entfernt vom Bandweg 55 versetzt.
Ein Mitarbeiter reinigt den Bandweg durch den Schlitten 57, lädt den Materialantrieb 1 mit einer frischen Bandmaterialspule und fädelt die Vorderkante des Bandes durch die Schneideinrichtung 61 , die einstellbare Führungseinrichtung 62, die
Materialklemmeinrichtung 63, die bewegliche Bandablenkeinrichtung 64 und die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung 65 am Schlitten 57. Die Materialklemmeinrichtung 63 und die bewegliche Bandablenkeinrichtung 64 am Schlitten 57 werden ausgefahren, um das frische Material fixiert zu halten, während der Materialantrieb 51 auf den nächsten Materialwechsel- und Spleißvorgang wartet. Die Produktion wird fortgesetzt, bis die Spule am Materialantrieb 52 verbraucht wird, dann findet der nächste Materialwechsel- und Spleißvorgang statt:
Die Bandzuführung vom Materialantrieb 52 wird angehalten. Der Schlitten 57 wird vom Gleitmechanismus 60 so versetzt, dass das Material vom Materialantrieb 51 jetzt am Bandweg 55 zur Auflegemaschine ausgerichtet ist.
Die Bandablenkeinrichtungen 64 auf beiden Schlitten 57 und 58 werden betätigt und damit zum Ausfahren veranlasst, wodurch das Bandmaterial vom Materialantrieb 51 in Kontakt mit dem Bandmaterial vom Materialantrieb 52 kommt.
Die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung 65 am Schlitten 57 fährt aus, um das Bandmaterial vom Materialantrieb 51 zu kontaktieren. Die Schweißeinrichtung 66 am Schlitten 58 fährt aus in Kontakt mit dem Bandmaterial vom Materialantrieb 52 und drückt sowohl dieses wie das Material vom Materialantrieb 51 aufwärts gegen die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung 65.
Die Schweißeinrichtung 66 am Schlitten 58 wird dann aktiviert und verbindet das Bandmaterial vom Materialantrieb 51 mit dem Bandmaterial vom Materialantrieb 52.
Die Schneideinrichtung 61 am Schlitten 58 wird betätigt, um das Band vom
Materialantrieb 52 zu trennen. Die Materialklemmeinrichtung 63 und die Schweißeinrichtung 66 am Schlitten 58 ziehen sich zurück.
Die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung 65 am Schlitten 57 zieht sich zurück. Beide beweglichen Bandablenkeinrichtungen 64 auf den Schlitten 57 und 58 ziehen sich zurück.
Die angetriebenen Andruckrolleneinrichtungen am Bandweg 55 der
Autoladevorrichtung 67 werden aktiviert, um Material zuzuführen, bis das abgetrennte Ende des Bandmaterials vom Materialantrieb 52 in der Position gegenüber der Schweißeinrichtung 66 ankommt.
Die Bandablenkeinrichtungen 64 auf beiden Schlitten 57 und 58werden erneut betätigt und zur Auswärtsbewegung veranlasst, wodurch das abgetrennte Ende des
Bandmaterials vom Materialantrieb 52 in Kontakt mit dem Bandmaterial vom
Materialantrieb 51 kommt.
Die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung 65 am Schlitten 57 fährt erneut aus, um das Bandmaterial vom Materialantrieb 51 zu kontaktieren.
Die Schweißeinrichtung 66 am Schlitten 58 fährt erneut aus in Kontakt mit dem abgetrennten Ende des Bandmaterials vom Materialantrieb 52 und drückt dieses und das Material vom Materialantrieb 51 aufwärts gegen die bewegliche Schweiß- Anschlageinrichtung 65.
Die Schweißeinrichtung 66 am Schlitten 58 wird dann erneut aktiviert und verbindet das abgetrennte Ende des Bandmaterials vom Materialantrieb 52 mit dem
Bandmaterial vom Materialantrieb 51 .
Die Materialklemmeinrichtung 63 und die Schweißeinrichtung 66 am Schlitten 58 ziehen sich erneut zurück.
Die bewegliche Schweiß-Anschlageinrichtung 65 am Schlitten 57 zieht sich erneut zurück.
Beide beweglichen Bandablenkeinrichtungen 64 auf den Schlitten 57 und 58 ziehen sich erneut zurück. Die Produktion wird wieder aufgenommen, und bei zusammengespleißtem Material von den Materialantrieben 51 und 52 dient der restliche Teil des Materials vom
Materialantrieb 52, der noch immer zur Auflegemaschine 68 hinunter eingefädelt ist, dazu, das Bandmaterial vom Materialantrieb 51 durch den Bandweg 55 über die Autoladevorrichtung 67 und weiter in die Auflegemaschine zu ziehen.
Wenn der gespleißte Abschnitt des Bandes durch die Autoladevorrichtung 67 geht und in die Zuführung 49 der Auflegemaschine 68 eindringt, wird er von Sensoren erfasst, die den Schneidmechanismus 70 auslösen und die Vorderkante des Spleißes von der Hinterkante des vorangehenden Bandmaterials vom Materialantrieb 52 trennen, der bereits in die Auflegemaschine zugeführt worden ist.
Die Vorderkante des gespleißten Bandabschnitts wird vorwärts zugeführt und von der Auflegemaschine 68 weg in einen Abfallbehälter abgelenkt.
Die Hinterkante des gespleißten Bandabschnitts wird von Sensoren erfasst, die erneut den Schneidmechanismus 70 auslösen und diesen vom neuen Bandmaterial vom Materialantrieb 51 trennen, der von der Autoladevorrichtung 67 in die Zuführung 49 der Auflegemaschine 68 zugeführt wird.
Wenn der gespleißte Abschnitt vollständig in den Abfallbehälter umgelenkt worden ist, wird die Produktion mit dem vom Materialantrieb 51 zugeführten Material wieder aufgenommen. Der Schlitten 58 wird vom Gleitmechanismus 60 in eine Position entfernt vom Bandweg 55 versetzt.
Ein Mitarbeiter reinigt den Bandweg durch den Schlitten 58, lädt den Materialantrieb 52 mit einer frischen Bandmaterialspule neu und fädelt die Vorderkante des Bandes durch die Schneideinrichtung 61 , die einstellbare Führungseinrichtung 62, die
Materialklemmeinrichtung 63 und die bewegliche Bandablenkeinrichtung 64 am Schlitten 58. Die Materialklemmeinrichtung 63 und die bewegliche Bandablenkeinrichtung 64 am Schlitten 58 werden ausgefahren, um das frische Material fixiert zu halten, während der Materialantrieb 52 auf den nächsten Materialwechsel- und Spleißvorgang wartet. Die oben beschriebene Ereignissequenz kann unendlich fortgesetzt werden, solange die Materialantriebe 51 und 52 zwischen der aktiven Zuführung von Material und der Position in einem Ruhe-/Bereitschaftszustand abwechseln.
Die Materialantriebe 53 und 54 sind identisch konfiguriert und werden auf identische Weise betrieben, um eine mehr oder weniger kontinuierliche Zuführung des
alternativen Bandmaterials über den Bandweg 56 durch die Autoladevorrichtung 67 in die Auflegemaschine 68 zu gewährleisten.
Durch die Bereitstellung einer mehr oder weniger kontinuierlichen Zuführung zweier unterschiedlicher Materialtypen zu einer Auflegemaschine 68 sowie eines Mittels für einen Mitarbeiter zur sicheren Neuladung von Materialspulen oder zur Durchführung von Wartungs- und/oder Reparaturaufgaben bei laufender Produktion erbringen die oben beschriebenen Autospleiß-Ausführungsbeispiele eine signifikante Verkürzung der unproduktiven Zeit in Verbindung mit dem Auflegevorgang zur Produktion mehrlagiger Verbundwerkstoffteile.
Die voranstehende Offenbarung der Ausführungsbeispiele wird für Zwecke der Illustration und Beschreibung vorgelegt. Es ist nicht beabsichtigt, hiermit erschöpfende Ausführungen zu diesem Gegenstand vorzubringen oder andere Ausführungsbeispiele auf die präzisen Formen so wie offenbart einschränkend festzulegen. Für einschlägig bewanderte Fachpersonen sind im Lichte der voranstehenden Offenbarung zahlreiche Variationen und Modifikationen der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele offensichtlich. Der Geltungsbereich der Ausführungsbeispiele kann ausschließlich durch die Patentansprüche und deren Äquivalente festgelegt werden.
Bei der Beschreibung repräsentativer Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Ausführungsbeispiele hat die Spezifikation das Verfahren und/oder die Methode der vorliegenden Ausführungsbeispiele möglicherweise als ganz bestimmte Abfolge von Arbeitsschritten dargestellt. Indessen kann das Verfahren oder die Methode in dem Ausmaß, in dem das Verfahren oder die Methode nicht auf die bestimmte Abfolge von Arbeitsschritten wie hierin festgelegt angewiesen ist, nicht auf die beschriebene exakte Abfolge von Arbeitsschritten eingeschränkt werden. Wie von durchschnittlich bewanderten Fachpersonen ohne weiteres erkennbar, sind auch andere
Schrittabfolgen möglich. Aus diesem Grund darf die in dieser Spezifikation im speziellen vorgegebene Abfolge der Arbeitsschritte nicht als Einschränkung der Ansprüche interpretiert werden. Zudem dürfen die auf das Verfahren und/oder die Methode der vorliegenden Ausführungsbeispiele gerichteten Patentansprüche nicht auf die Durchführung ihrer Arbeitsschritte in der formulierten Reihenfolge eingeschränkt werden; eine durchschnittlich bewanderte Fachperson erkennt ohne weiteres, dass die Abfolgen variiert werden können, ohne dass das Prinzip und der Geltungsbereich der vorliegenden Ausführungsbeispiele verlassen werden.
Bezugszeichenliste: P0162WO
1 Materialantrieb 32 Einspannvorrichtung
2 Materialantrieb 35 33 Bandweg
3 Materialantrieb 34 Andruckrolleneinrichtung
4 Materialantrieb 35 Materialspule
5 Materialspule 36 Einspannvorrichtung
6 Materialspule 37 Bandweg
7 Stützarm 40 38 Andruckrolleneinrichtung
8 Stützarm 39 Materialspule
9 Bandweg 40 Einspannvorrichtung
10 Bandweg 41 Bandweg
1 1 Bandweg 42 Andruckrolleneinrichtung
12 Bandweg 45 43 Materialspule
13 Drehantrieb 44 Einspannvorrichtung
14 Drehantrieb 45 Linearantrieb
15 System 46 Linearantrieb
16 Auflegemaschine 47 Basisunterlagsstruktur
17 Basisunterlagsstruktur 50 48 Wartungszone
18 Andruckrolleneinrichtung 49 Zuführung
19 Andruckrolleneinrichtung 50 Wartungszone
20 Andruckrolleneinrichtung 51 Materialantrieb
21 Andruckrolleneinrichtung 52 Materialantrieb
22 Einspannvorrichtung 55 53 Materialantrieb
23 Einspannvorrichtung 54 Materialantrieb
24 Einspannvorrichtung 55 Bandweg
25 Einspannvorrichtung 56 Bandweg
26 System 57 Schlitten
27 Schlitteneinrichtung 60 58 Schlitten
28 Schlitteneinrichtung 59 Umlenkrollen
29 Bandweg 60 Gleitmechanismus
30 Andruckrolleneinrichtung 61 Schneideinrichtung
31 Materialspule 62 Führungseinrichtung Materialklemmeinrichtung Autoladevorrichtung Bandablenkeinrichtung Auflegemaschine Schweiß-Anschlageinrichtung System
Schweißeinrichtung Schneidmechanismus

Claims

Ansprüche
System (15; 26) zum Zuführen von Material zu einer Auflegemaschine (18), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das System erste bis vierte Materialantriebe (1 , 2, 3, 4;) aufweist, welche jeweils mit einer Materialspule (5, 6, 7, 8; 31 , 35, 39, 43) beladen werden können und welche jeweils eine motorbetriebene Einspannvorrichtung (22, 23, 24, 25; 32, 36, 40, 44), Umlenkrollen und eine motorbetriebene Andruckrolleneinrichtung (18, 19, 20, 21 ; 30, 34, 38, 42) aufweisen;
jede der ersten bis vierten Materialantriebe (1 , 2, 3, 4) Material von der jeweiligen Materialspule (5, 6, 7, 8; 31 , 35, 39, 43) über einen jeweiligen Bandweg (9, 10, 1 1 , 12; 29, 33, 37, 41 ) zu einer Zuführung (49) der
Auflegemaschine (16) liefern können;
der erste und der zweite Materialantrieb (1 , 2) ein erstes Paar Materialantriebe (1 , 2) bilden, das an einer ersten gemeinsamen Halterung montiert ist, die von einer ersten Antriebseinrichtung angetrieben ist,
wobei der erste und der zweite Materialantriebe (1 , 2) mit Materialspulen (5, 6; 31 , 35) unterschiedlicher Materialtypen und/oder Materialbreiten beladen werden können;
der dritte und der vierte Materialantrieb (3, 4) ein zweites Paar Materialantriebe (3, 4) bilden, das an einer zweiten gemeinsamen Halterung montiert ist, die von einer zweiten Antriebseinrichtung angetrieben ist,
wobei der dritte und der vierte Materialantrieb (3, 4) mit Materialspulen (7, 8; 39, 43) unterschiedlicher Materialtypen und/oder Materialbreiten beladen werden können, wobei der Materialtyp der dritten Materialspule (7; 39) dem Materialtyp der ersten Materialspule (5; 31 ) und der Materialtyp der vierten Materialspule (8; 43) dem Materialtyp der zweiten Materialspule (8; 35) entspricht,
wobei, wenn sich das erste oder das zweite Paar von Materialantrieben (1 , 2, 3, 4) sich in einer Aktivzone im Aktivmodus der Versorgung der Auflegemaschine (16) befindet, das andere, zweite oder erste Paar von Materialantrieben (3, 4, 1 , 2) in einer Wartungszone (48, 50) positioniert ist, in einem inaktiven Zustand, um einen Zugang für Mitarbeiter für Neuladungs-, Wartungs- oder
Reparaturarbeiten zu erlauben, und wobei das System (15; 26) eingerichtet ist, wenn eine Materialspule (5, 6, 31 , 35) einer der Materialantriebe (1 , 2) des Paares von Materialantrieben (1 , 2) in der Aktivzone verbraucht ist, die erste und die zweite Antriebseinrichtung zu betätigen, um die Position des ersten und des zweiten Paares von
Materialantrieben (1 , 2, 3, 4) zu tauschen, um das Paar von Materialantrieben
(1 , 2) in der Aktivzone in die Wartungszone (48, 50) zu versetzen und das sich in der Wartungszone (48, 50) befindliche inaktive Paar von Materialantrieben (3, 4) in die Aktivzone zur Versorgung der Auflegemaschine (16) zu versetzen.
System (15; 26) nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das System (15; 26) eingerichtet ist, zu jedem Zeitpunkt mit einem von den ersten bis vierten Materialantrieben (1 , 2, 3, 4) des ersten oder des zweiten Paars die Auflegemaschine (16) aktiv mit Material zu versorgen, während der andere Materialantrieb (2, 1 , 4, 3) des betreffenden Paares in Ruhe- /Bereitschaftsstellung bleibt, bis ein Teile-Auflegeprogramm einen
Materialwechsel erfordert, und
wenn das Teile-Auflegeprogramm einen Materialwechsel erfordert, der andere Materialantrieb (2, 1 , 4, 3) des betreffenden ersten oder zweiten Paars durch Betätigen der ersten Antriebseinrichtung auf der Auflegemaschine (16) an der Zuführung (49) ausgerichtet positioniert wird.
System (15) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die erste und die zweite gemeinsame Halterung durch einen ersten und einen zweiten Stützarm (7, 8) gebildet sind, und
die erste und zweite Antriebseinrichtung durch einen ersten und einen zweiten Drehantrieb (13, 14) gebildet sind,
wobei der erste und der zweite Drehantrieb (13, 14) an einer
Basisunterlagsstruktur (17) montiert sind,
wobei der erste und der zweite Drehantrieb (13, 14) koaxial so positioniert sind, so dass sich jedes Paar der Materialantriebe (1 , 2, 3, 4) unabhängig vom anderen um denselben Drehpunkt bewegen kann, und
wobei eine Rotationsachse so angeordnet ist, dass jeder der Materialantriebe (1 , 2, 3, 4) in Ausrichtung zur Zuführung (49) der Auflegemaschine (16) positioniert werden kann. System (26) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die erste und die zweite gemeinsame Halterung durch eine erste und eine zweite Schlitteneinrichtung (27, 28) gebildet sind, und
die erste und zweite Antriebseinrichtung durch einen ersten und einen zweiten Linearantrieb (45, 46) gebildet sind,
wobei der erste und der zweite Linearantrieb (45, 46) parallel versetzt zueinander positioniert sind, so dass sich jedes Paar der Materialantriebe (1 , 2, 3, 4) unabhängig vom anderen entlang demselben linearen Weg bewegen kann,
wobei der erste und der zweite Linearantrieb (45, 46) von einer Reihe von Basisunterlagsstrukturen (47) getragen sind, und
wobei die Linearantriebe (45, 46) so angeordnet sind, dass jeder der
Materialantriebe (1 , 2, 3, 4) in Ausrichtung zur Zuführung (49) der
Auflegemaschine (16) positioniert werden kann.
Verfahren zum Zuführen von Material zu einer Auflegemaschine (16), wobei das Verfahren mit einem System (15; 26) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgeführt wird, aufweisend:
Zuführen von Material eines ersten Materialtyps von dem ersten Materialantrieb (1 ) zu der Auflegemaschine (16);
wenn eine der Materialspulen (5, 6) auf dem ersten Materialantrieb (1 ) oder dem zweiten Materialantrieb (2) verbraucht wird oder eine Fehlfunktion festgestellt wird:
abhängig davon, welche der Materialantriebe (1 , 2, 3, 4) die Auflegemaschine (16) aktiv mit Material versorgt, Betätigen der Andruckrolleneinrichtung (18, 19) und der motorbetriebenen Einspannvorrichtung (22, 23) auf dem betreffenden Materialantrieb (1 , 2), um das mit der Zuführung (49) auf der Auflegemaschine (16) noch verbundene Bandmaterial zurückzuspulen;
Betätigen der ersten und der zweiten Antriebseinrichtung, so dass gleichzeitig der erste und der zweite Materialantrieb (1 , 2) von der Aktivzone zur
Wartungszone und der dritte und der vierte Materialantrieb (3, 4) von der Wartungszone (48, 50) zur Aktivzone versetzt werden;
Wiederaufnehmen der Produktion, indem der dritte und der vierte
Materialantrieb (3, 4) sich in der Rolle der Versorger der Auflegemaschine (16) nach Maßgabe der Erfordernisse des Teile-Auflegeprogramms abwechseln; und
neu Laden, Reinigen und/oder Warten des ersten und/oder des zweiten Materialantriebs (1 , 2).
Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Verfahren weiter aufweist:
Fortsetzen der Produktion, bis das Teile-Auflegeprogramm einen Wechsel zu einem zweiten Materialtyp verlangt;
Betätigen der Andruckrolleneinrichtung (18) und der motorisierten
Einspannvorrichtung (22) auf dem erstem Materialantrieb (1 ), um das
Bandmaterial vom ersten Materialtyp, das noch immer mit der Zuführung (49) auf der Auflegemaschine (16) verbunden ist, entlang dem ersten Bandweg (9) aufzuwickeln;
Betätigen der ersten Antriebseinrichtung, um den zweiten Materialantrieb (2) an der Zuführung (49) auf der Auflegemaschine (16) auszurichten;
Betätigen der Andruckrolleneinrichtung (19) und der motorisierten
Einspannvorrichtung (23) auf dem zweiten Materialantrieb (2), um das
Bandmaterial vom zweiten Materialtyp entlang dem Bandweg (10) in die Zuführung (49) auf der Auflegemaschine (16) weiter zu bewegen; und
Wiederaufnehmen der Produktion durch Versorgen der Auflegemaschine (16) mit Bandmaterial durch den zweiten Materialantrieb (2).
Automatisiertes Auflegesystem, aufweisend:
eine Auflegemaschine (16; 68); und
ein System (15, 26, 69) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
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