ES2961918T3

ES2961918T3 - Método y dispositivo para la producción de piezas de trabajo que comprenden material compuesto de fibra

Info

Publication number: ES2961918T3
Application number: ES19752080T
Authority: ES
Inventors: Thomas Weiler; Richard Schares; Albert Wendt; Lazlo Giesgen; Ruben Johannes Matthias Timmermanns
Original assignee: Azl Aachen GmbH; Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Current assignee: Azl Aachen GmbH; Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2024-03-14
Anticipated expiration: 2039-06-25
Also published as: PL3814121T3; EP3814121A1; CN112533754A; CN112533754B; EP3814121C0; US20210260837A1; KR20210025082A; WO2020001702A1; EP3814121B1; US11731377B2; DE102018115392A1; DE102018115392B4; JP2021529116A; JP7337105B2

Abstract

En un método para producir piezas de trabajo que comprenden material compuesto de fibras, en el que una unidad base (5) sujeta por medios de retención (97) de un dispositivo transportador es guiada por al menos una estación de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 27 , 29,2, 14, 17, 20, 23, 27, 29, 39-41, 67-72) y, para formar las piezas en la estación de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 27, 29,2, 14, 17, 20, 23, 27, 29, 39-41, 67-72) o al menos en una de las estaciones de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 27, 29,2, 14, 17, 20, 23, 27, 29, 39-41, 67-72), durante un movimiento de traslación de la unidad base (5) a través de la estación de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 27, 29 ,2, 14, 17, 20, 23, 27, 29, 39-41, 67-72) en cuestión al menos una tira (6) perteneciente al material compuesto de fibras se coloca sobre la unidad base (5), se propuso que la orientación espacial de la unidad base (5) se altere mediante al menos una rotación con respecto a los medios de retención (97) antes de la estación de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 27, 29,2, 14, 17, 20, 23, 27, 29, 39-41, 67-72) o antes de al menos una de las estaciones de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 27, 29,2, 14, 17, 20, 23, 27, 29, 39-41, 67-72) en la dirección de transporte. La invención se refiere además a un aparato adecuado para ello. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método y dispositivo para la producción de piezas de trabajo que comprenden material compuesto de fibra

La invención se refiere a un método de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y a un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 9.

Los componentes compuestos de fibra de alto rendimiento se han establecido en muchos campos de aplicación, por ejemplo, en la ingeniería aeroespacial, y son particularmente adecuados cuando se requiere un peso bajo y, a la vez, una alta capacidad de carga mecánica. Los componentes compuestos de fibras de alto rendimiento pueden ser fabricados mediante la colocación de bandas sinfín reforzadas con fibras, también denominadas cintas. Las fibras de refuerzo pueden presentar una forma, por ejemplo, de hilos, telas tejidas o nidos y pueden ser de carbono, vidrio u otros materiales naturales o artificiales. En las bandas, las fibras están fijadas y/o embebidas en una matriz plástica consistente, por ejemplo, en un termoplástico o un plástico termoestable. Si las bandas ya están embebidas, al menos en gran medida, en la matriz de plástico antes de ser colocadas en la pieza de trabajo o en un sustrato, también se denominan bandas preimpregnadas (fibras preimpregnadas). Las bandas preimpregnadas pueden estar provistas de un material adhesivo, por ejemplo, un adhesivo termofundible reactivo, en su lado de colocación y/o colocadas sobre un material de base que se retira antes de colocar las bandas. También se pueden colocar y fijar fibras secas para impregnarlas y/o recubrirlas posteriormente con una matriz plástica, de manera que la banda acabada se produzca prácticamente en el momento de la colocación. Como medio de fijación de las fibras secas se pueden utilizar, por ejemplo, aglutinantes, hilos fundibles o suturas.

Para crear las piezas de trabajo, las bandas son desplazadas o avanzadas mecánicamente, son presionadas sobre un sustrato y son colocadas automáticamente. Las bandas pueden cortarse a la longitud deseada antes o durante la colocación. Para la fabricación de piezas planas, se colocan varias bandas a una distancia definida, por ejemplo, una a continuación de la otra, superpuestas o separadas entre sí. La capa inferior del material compuesto de fibras puede ser colocada sobre un sustrato, que posteriormente pasa a formar parte de la pieza acabada o retirada de nuevo. El grosor del componente es creado superponiendo varias capas, si es necesario también con diferentes orientaciones de las fibras, para cumplir las especificaciones relativas a la estructura laminar. De esta manera, se pueden conseguir refuerzos locales del componente o direcciones preferentes y omitir áreas locales de la pieza. De este modo, pueden reducirse los costes de material en el componente.

El escalado rentable de la cantidad de salida de los procesos para la producción de piezas de trabajo de materiales compuestos de fibra es un aspecto esencial de la mejora, con el fin de poder aumentar los campos de aplicación económicamente sensibles debido a la reducción de costes asociada.

La patente de los Estados Unidos núm. US 6607626 B2 describe un método y un dispositivo del tipo mencionado anteriormente. En ella se plantea que para la producción de piezas de trabajo que comprenden material compuesto de fibra, por ejemplo, partes de carrocería de vehículos, se transporta una unidad base en una cinta transportadora sucesivamente hacia varias estaciones de aplicación, en cada una de las cuales el material compuesto de fibra es aplicado en forma de bandas a la unidad base correspondiente. De esta manera, se crean varias capas superpuestas del material compuesto de fibras. Cada una de las estaciones de aplicación dispone una de una pluralidad de cabezales de colocación para el material de banda que se va a colocar. Los cabezales de colocación están dispuestos sobre una unidad transportadora común que puede desplazarse transversalmente a la dirección de transporte de la cinta transportadora. Además, cada uno de los cabezales de colocación posee un elemento guía de la banda que puede girar con respecto a un eje perpendicular al plano de transporte. De este modo, la orientación de las bandas a colocar puede ser cambiada con respecto a la dirección de transporte, de manera que se pueden proporcionar diferentes direcciones de colocación de las bandas con respecto a la dirección de transporte mediante el movimiento transversal de la unidad transportadora durante la colocación de la banda en las diferentes estaciones de aplicación. Los movimientos de rotación de los elementos guía de las bandas deben ser coordinadas con el movimiento transversal de la unidad transportadora para conseguir la alineación deseada de las bandas que van a ser colocadas. Además, la variación de las posibles direcciones de colocación en la unidad base es limitada. La aceleración de grandes masas en dirección transversal limita la dinámica del sistema y, por tanto, la velocidad de colocación, especialmente en ángulos de colocación elevados. Debido al movimiento transversal, existe una zona de proceso que cambia espacialmente. Esto dificulta la instalación de los dispositivos de seguridad y su control de calidad.

La patente europea núm. EP 2925509 B1 describe un dispositivo de colocación de bandas que presenta una mesa de colocación móvil tanto en sentido giratorio como en el de traslación. En una variante de este estado de la técnica, en una única unidad de cabezal de colocación, dos bandas de diferentes unidades de alimentación de material se pueden extraerse sucesivamente, cortarse a la longitud adecuada y colocarse en la mesa de colocación situada en una posición adecuada. Para fijar las bandas colocadas, se proporciona una unidad de cosido de bandas que, de acuerdo con las figuras, comprende una pluralidad de dispositivos individuales dispuestos en serie, presumiblemente sonotrodos ultrasónicos. En una variante con dos unidades de cabezal de colocación, accesibles para una mesa de colocación común, las unidades de cabezal de colocación son independientes entre sí y disponen cada una de su propia unidad de alimentación de material, un dispositivo de corte, unos medios de agarre para las bandas y para cada medio de agarre un propulso lineal asociado, carriles de guía para la banda correspondiente a colocar y una unidad de cosido de banda. En esta configuración, una sección de banda puede ser estirada longitudinalmente, posicionada en los carriles guía y grapada en posición sobre la pieza a producir por la primera unidad de cabezal de colocación, mientras que al mismo tiempo la siguiente sección de banda es estirada longitudinalmente y posicionada en los carriles guía sobre la segunda unidad de cabezal de colocación. Una vez que la primera sección de banda ha sido grapada por la primera unidad de cabezal de colocación, la mesa de colocación transporta la pieza a fabricar a la segunda unidad de cabezal de colocación, mientras que la siguiente sección de banda es preparada y colocada en posición para ser grapada a la pieza a fabricar. Por consiguiente, solo es colocada y grapada una banda a la vez. El movimiento de la mesa de colocación y de los actores sobre la mesa de colocación requerido de acuerdo con este estado de la técnica supone un movimiento de masas relativamente elevado en relación con las masas de banda aplicadas con ella. Además, mediante una unidad de cosido de bandas, evidentemente en forma de sonotrodos ultrasónicos, cada una las bandas son cosidas individualmente a continuación tras su colocación, lo que requiere una consolidación posterior del laminado producido con las bandas antes de su procesamiento posterior.

El modelo de utilidad alemán núm. DE 202016 105889 U1 divulga otro dispositivo para la producción de piezas de trabajo que comprenden material compuesto de fibras, en el cual las bandas de material compuesto de fibras son colocadas mediante una estación de aplicación sobre una mesa de colocación móvil tanto en sentido giratorio como de traslación. Las piezas a fabricar son fijadas sobre un tablero de la mesa de colocación por depresión. La mesa es desplazada varias veces bajo la estación de aplicación para aplicar varias capas y, en caso necesario, es girada para permitir diferentes direcciones de colocación de las bandas. De ese modo, cada banda es colocada individualmente. Para alimentar la banda se divulga un sistema de amortiguación, que puede diseñarse, por ejemplo, como un sistema danzante, y que mantiene una reserva de banda que permite sustituir una reserva de bandas sin tener que interrumpir el proceso de producción. Además, el sistema de amortiguación puede servir para permitir la operación de parada en el área de los cortes necesaria para cortar la banda a la longitud de colocación deseada sin interrumpir el desbobinado continuo de la banda desde la existencia. También, se divulga el suministro de material de banda al proceso colocación como bandas ya cortado. De esta manera, se puede prescindir de un proceso de corte. Para el proceso de colocación, las bandas cortadas son transportadas por depresión suspendidas en el cabezal de colocación. También se ha divulgado que se pueden colocar varias bandas simultáneamente. Las bandas colocadas son fijadas mediante dispositivos de grapado por ultrasonidos. Las desventajas ya mencionadas para la patente europea núm. EP 2925 509 B1 también están presentes en ésta descripción, lo que también se aplica al siguiente estado de la técnica.

La patente de los Estados Unidos núm. US 8.048.253 B2 describe un dispositivo de colocación de banda que, en una variante, dispone de varios cabezales de colocación de manera que es posible colocar varias bandas o tiras de banda simultáneamente. El material de banda es alimentado a un dispositivo de corte, el cual corta una banda de la longitud deseada y a continuación es colocado con la unidad de colocación asociada sobre la superficie de procesamiento de una mesa de colocación, la cual puede moverse en traslación en dos direcciones de un plano de desplazamiento y puede girar alrededor de un eje de rotación alineado perpendicularmente al plano de desplazamiento. La banda cortada es guiada en el cabezal de colocación por carriles guía dispuestos a ambos lados de la banda, en donde los bordes de la banda quedan sujetos en las ranuras de los carriles guía. Las bandas son fijadas mediante sonotrodos ultrasónicos.

Además, es conocida una variante de un dispositivo de colocación de banda para la producción de piezas de trabajo que comprenden compuestos de fibra con una mesa de colocación móvil tanto en sentido giratorio como en el de traslación (https://www.fill.co.at/de/automotive kunststofftechnik/composites/fiber-&-preforming/multilayer/video/1358p572i30.html, 22.06.2018), en la que la mesa de colocación es colocada en una orientación deseada bajo una batería de unidades de colocación dispuestas en paralelo y desplazables entre sí. Con la mesa de colocación estacionaria, las unidades de colocación son movidas en grupos o individualmente, a continuación, la mesa es desplazada tanto en sentido giratorio como de traslación y vuelve a ser desplazada en una nueva orientación bajo la batería de unas unidades de colocación. Si el patrón de colocación difiere de una capa a otra de bandas, es posible que sea necesario utilizar solo algunas de las unidades de colocación en una capa determinada. En dependencia del patrón de colocación, esto puede dar lugar a largos tiempos de inactividad de las unidades de colocación. Ello da lugar a una inversión no utilizada, así como a una gran complejidad de la máquina en relación con el espacio de instalación, en particular debido a la gran demanda de actores lineales para las unidades de colocación, concretamente uno por unidad de colocación. Este principio de máquina también da lugar a grandes masas en movimiento.

La patente alemana núm. DE 102014201 060 A1 divulga un sistema de colocación de fibras en el que una pluralidad de estaciones de aplicación, denominadas máquinas de colocación de fibras, están conectadas a un dispositivo transportador. El sistema de colocación de fibras posee un punto de recogida desde el cual se transportan a las estaciones de aplicación, mediante un carro transportador, medios de sujeción para unidades base, denominadas en la citada publicación paletas para herramientas de moldeo. En el área de entrada de la estación de aplicación correspondiente, los medios de sujeción respectivos son colocados mediante una unidad de manipulación en una mesa de herramientas de un carro que puede moverse en la dirección X, que a continuación es desplazado dentro de una cámara de colocación que puede cerrarse con puertas bajo un cabezal de colocación. En la cámara de colocación, el cabezal de colocación puede ser movido en la dirección Y en altura, mientras que el carro permanece móvil en la dirección X y la mesa de herramientas es giratoria. También se ha descrito un método de la mesa en la dirección X durante la colocación de la banda. De esta manera, las unidades básicas tridimensionales (herramientas de moldeo) pueden ser cargadas con bandas dentro de la cámara de colocación cerrada.

La patente internacional núm. WO 2017/127276 A1 describe una estación de aplicación única, a través de la cual una mesa de colocación gira en torno a su eje vertical y es guiada hacia delante y hacia atrás sobre un dispositivo transportador. Se puede suponer que antes de colocar las bandas, la mesa de colocación es girada hacia la orientación deseada y la unidad de colocación para colocar las bandas es desplazada en sentido de traslación en una dirección perpendicular a la dirección de transporte del transportador. De esta manera, la colocación de las bandas tiene lugar con la mesa de colocación estacionaria y en la estación de aplicación con la unidad de colocación en movimiento.

La patente europea núm. EP 1422 048 A2 divulga una unidad de colocación en forma de puente con una pluralidad de cabezales de colocación que pueden moverse hacia las piezas de trabajo estacionarias. Los cabezales de colocación están dispuestos desplazados a ambos lados del puente transversal de tal manera que es posible una colocación ininterrumpida, aunque para ello están previstos dos procesos de desplazamiento de la unidad de colocación en sentidos opuestos.

La patente alemana núm. DE 102016 104926 A1 describe una máquina compleja, en la cual primero es cortada a medida el material de banda tomado de una bobina y luego es alimentada a una unidad de colocación a través de unas cintas transportadoras estrechas. Los cabezales de colocación recogen los trozos de banda cortados mediante vacío, los guían hasta una mesa de colocación y los colocan. Una vez colocado un número suficiente de bandas en una primera capa, la capa colocada es recogida por una unidad transportadora y colocada en otra mesa. Esta segunda mesa se hace girar para que otra capa colocada en la primera mesa de colocación se pueda colocar sobre la primera capa con la orientación deseada.

La patente de los Estados Unidos núm. US 2018/036966 A1 describe un método y un dispositivo del tipo mencionado anteriormente para fabricar componentes de fibra compuesta. El dispositivo comprende al menos una primera máquina de colocación de fibras para aplicar capas de fibras sobre una pieza de trabajo y una estación de procesamiento adicional, diferente de la máquina de colocación de fibras, para modificar la pieza de trabajo. La pieza de trabajo puede ser transportada tanto hacia la máquina de colocación de fibras como hacia la estación de procesamiento posterior mediante un dispositivo transportador automatizado.

La patente internacional núm. WO 96/20824 A1 divulga un método y un dispositivo para producir capas de refuerzo para materiales compuestos. A partir del material de fibra en combinación con material de matriz se forman barras perfiladas, en donde estas barras perfiladas son colocadas sobre o en un portapiezas de acuerdo con un patrón de estructura preseleccionado y cortadas a una dimensión que se corresponde con el patrón de estructura antes o después de la colocación. Puede ser utilizado un portapiezas giratorio para colocar las barras perfiladas. Las barras perfiladas posicionadas pueden ser unidas entre sí, por ejemplo, mediante procesos de prensado, de tal manera que se puedan fabricar capas de refuerzo, por ejemplo, para discos de corte o muelas abrasivas. Las barras perfiladas pueden estar enrolladas o no. En este último caso, se describe la posibilidad de unir barras perfiladas individuales para producir unidades más largas.

La presente invención tiene el objetivo técnico de proporcionar un método, así como un dispositivo del tipo mencionado al principio, que puedan ser más económicos que los de la técnica anterior, por ejemplo, reduciendo las masas móviles en relación con la cantidad de banda colocada y minimizando los tiempos de parada de las unidades de colocación.

El objetivo técnico se logra con respecto al método con las características de la reivindicación 1 y con respecto al dispositivo con las características de la reivindicación 9.

En las reivindicaciones secundarias se describen modalidades ventajosas del método de acuerdo con la invención, así como del dispositivo de acuerdo con la invención.

Por consiguiente, con respecto a un método para producir piezas de trabajo que comprenden material compuesto de fibras, en el que una unidad base sostenida por medios de sujeción de un dispositivo transportador es guiada a través de al menos una estación de aplicación y, con el fin de formar las piezas de trabajo en la estación de aplicación o en al menos una de las estaciones de aplicación, al menos una banda perteneciente al material compuesto de fibras es colocada sobre la unidad base durante un movimiento de traslación de la unidad base a través de la estación de aplicación en cuestión, proponiéndose que, en la dirección de transporte aguas arriba de la estación de aplicación o aguas arriba de al menos una de las estaciones de aplicación, sea modificada la orientación espacial de la unidad base mediante al menos una rotación con respecto a los medios de sujeción.

Por colocación de una banda en el sentido de la invención se entiende tanto la colocación de una banda preimpregnada como la colocación de material de fibra que está impregnado con un aglutinante y/o rodeado por una matriz plástica sólo inmediatamente antes, durante o inmediatamente después de la colocación.

Colocar una banda sobre la unidad base significa tanto la aplicación de una primera capa sobre la unidad base como la aplicación de otra capa sobre al menos una capa ya existente de bandas colocadas.

El término unidad base en el sentido de la invención significa tanto una unidad base básica libre aún no cubierta con material de banda, como, por ejemplo, un elemento portador, un sustrato, una lámina orgánica, un material textil o una película de plástico, como una unidad base básica sobre la cual ya se ha colocado material de banda hasta la pieza acabada. La unidad base básica puede pasar a formar parte de la pieza de trabajo acabada o puede ser separada de la pieza de trabajo aplicada, preferentemente de forma reutilizable.

Sin embargo, por unidad base también se debe entender una primera capa con al menos una banda no colocada sobre una unidad base básica. Por ejemplo, dicha primera capa de banda puede ser colocada directamente sobre los medios de sujeción del transportador. Estos medios de sujeción no forman parte de una unidad base.

Por material de banda se entiende tanto una banda prefabricada (banda preimpregnada) con fibras de refuerzo y matriz aglutinante y/o plástica, como también un material de fibras procedente de un rollo de suministro, ya preimpregnado o no, que se puede completar para formar la banda acabada sólo poco antes de su colocación, durante su colocación o inmediatamente después de su colocación. Así, cuando se dice que se ha formado una banda con el material de banda, significa que la formación de la banda viene dada o bien por la colocación de la pieza correspondiente de material de banda sobre la unidad base sola, o bien viene dada por la adición de material adicional, como la matriz plástica. Las bandas preimpregnadas pueden presentar diferentes grosores, anchos y contenidos de volumen de fibra.

El dispositivo transportador puede comprender, por ejemplo, cintas transportadoras de fricción accionadas, transportadores de rodillos, transportadores de bolas, cintas de vacío, correderas magnéticas y/o carros de accionamiento lineal. El dispositivo transportador puede constar de varios dispositivos transportadores secundarios, de tal manera que el dispositivo transportador global pueda ser dispuesto o montado en diferentes configuraciones.

Con el método de acuerdo con la invención o el dispositivo de acuerdo con la invención, es posible la automatización completa del proceso de producción. El cambio de orientación es realizado fuera de la(s) estación(es) de aplicación, en donde la unidad de orientación puede ser considerado preferentemente parte del dispositivo transportador. El cambio de orientación de la unidad base con respecto a los medios de sujeción que la soportan proporciona una alternativa potencialmente mucho más eficaz desde el punto de vista económico que la solución conocida de la técnica anterior con una mesa de colocación móvil tanto en sentido giratorio como de traslación. El cambio en la orientación de la unidad base con respecto a los medios de sujeción significa una masa significativamente menor a mover en relación con la cantidad de material de banda a colocar. Además, evita la necesidad de que las unidades de colocación dispongan de complejos actores de movimiento adicionales guiados por robot para colocar la banda. Dado que se puede prescindir de las unidades de colocación móviles en el área de las estaciones de aplicación, puede establecerse allí una zona de proceso estática, de manera que pueden implementarse de forma rentable los cerramientos de protección locales, los sensores de proceso, los procesos adicionales y la alimentación sinfín del material de banda.

Para el cambio de alineación, una unidad de alineación puede acceder a la unidad base desde arriba, es decir, en la dirección de la gravedad, y agarrarla, por ejemplo, mediante vacío o de algún otro modo. Alternativamente, la unidad de alineación puede acceder a la unidad base desde abajo, es decir, a través del plano de transporte. En este caso, el agarre o la fijación de la unidad base por parte de la unidad de alineación pueden estar asistidos por la gravedad y, si es necesario, reforzados por características técnicas adicionales. Por ejemplo, para el cambio de alineación también puede ser considerado al menos un borde de impacto, que preferentemente está unido al transportador, elementos transportadores que funcionan a diferentes velocidades, por ejemplo, cintas, tolvas o fosos de caída.

No obstante, la unidad de alineación también puede ser configurada para apilar una pluralidad de unidades base. En este caso, es posible cambiar la orientación de toda la pila de unidades básicas, preferentemente girándola, para cambiar la orientación de la unidad básica superior. La pila puede servir de amortiguador para el proceso de mecanizado.

El cambio de orientación puede consistir, por ejemplo, en una rotación alrededor de un eje de rotación alineado perpendicularmente a un plano de transporte, por lo que la unidad base es transportada paralelamente al plano de transporte, por ejemplo, se apoya directa o indirectamente en el plano de transporte. Sin embargo, también son posibles, alternativa o adicionalmente, ejes de rotación alineados de modo diferente, por ejemplo, para girar la unidad básica.

El método de acuerdo con la invención también puede ser llevado a cabo de manera que el cambio de orientación tenga lugar mientras la unidad base está siendo transportada sobre el transportador. En este caso, la unidad de alineación se movería junto con la unidad base o con una pila de unidades base en la dirección de transporte. El transportador puede tener un actor para el cambio de orientación. La unidad de alineación también puede considerarse parte del transportador. Sin embargo, también es posible acceder a la unidad base a través de una unidad que se desplaza además del dispositivo transportador.

Por supuesto, el cambio de alineación también puede ser llevado a cabo durante una parada del transportador, independientemente de si los actores para el cambio de alineación son transportados por el dispositivo transportador o no.

La primera capa, consistente en al menos una banda, puede ser colocado directamente sobre un elemento del transportador, por ejemplo, sobre los medios de sujeción del transportador, creando así una unidad base para colocar al menos una capa más. Sin embargo, el método de acuerdo con la invención también puede llevarse a cabo de manera que una primera capa, consistente en al menos una banda, se deposite sobre una unidad básica de base que no pertenezca al dispositivo transportador, por ejemplo, sobre un portapiezas. El conjunto de la unidad base y la primera capa colocada forma entonces la unidad base para el proceso posterior.

Además, el método de acuerdo con la invención puede llevarse a cabo de manera que la unidad base en el dispositivo transportador se someta al menos también a calor fuera de la al menos una estación de aplicación. Esto puede llevarse a cabo por medio de al menos una unidad de control de temperatura dispuesta a lo largo del dispositivo transportador. De esta manera, puede evitarse o reducirse el esfuerzo de calentar la unidad base en la estación de aplicación detrás de la unidad de control de temperatura en la dirección de transporte. Además, de este modo pueden evitarse fluctuaciones de temperatura de la al menos una unidad base, que posiblemente sean perjudiciales. En este sentido, puede ser ventajoso utilizar una unidad base o una unidad transportadora separada para que la unidad base tenga un alto coeficiente de transferencia de calor a la al menos una banda aplicada y además preferentemente una baja conductividad térmica.

Además, el método de acuerdo con la invención puede ser llevado a cabo de manera que el material de banda para formar la al menos una banda se mantenga en al menos un depósito de almacenamiento. En particular, puede ser ventajoso si al menos dos de los depósitos de suministro sean cargados con material de banda en al menos una de las estaciones de aplicación de manera que se agoten al mismo tiempo o al menos casi al mismo tiempo cuando la banda es colocada planificadamente con un patrón de colocación predeterminado. Esto tiene la enorme ventaja económica de que los depósitos de suministro implicados pueden ser sustituidos al mismo tiempo sin dejar una cantidad significativa de material de banda en al menos uno de los depósitos de suministro. Un depósito de suministro puede ser, por ejemplo, una bobina o un rollo con material de banda enrollado o un almacén con, por ejemplo, material de banda apilado o material de banda en pliegue de meandro.

Además, el método de acuerdo con la invención puede ser llevado a cabo de manera que antes de sustituir un primer depósito de suministro por un segundo depósito de suministro, el material de banda del segundo depósito de suministro se una al material de banda del primer depósito de suministro. La unión puede realizarse manual o, preferentemente, mediante un proceso automatizado. Esto significa que incluso si se sustituye un depósito de suministro, el proceso de producción puede continuar de manera continua o sólo necesita interrumpirse durante un tiempo relativamente corto. Puede preverse que el material de banda sea guiado sobre una zona de amortiguación, por ejemplo, con un sistema danzante.

El método de acuerdo con la invención también puede ser llevado a cabo de manera que, mediante la introducción de puntos de separación predeterminados, al menos una cantidad parcial del material de banda sea dividida en secciones de material de banda que puedan separarse entre sí fácilmente y cuya respectiva longitud se corresponda exactamente o al menos sustancialmente con la longitud de la banda que se va a formar con ella. De esta manera, puede evitarse un proceso de corte por separado. Los puntos de separación predeterminados pueden ser introducidos, por ejemplo, perforando o cortando parcialmente el material de banda en la dirección del ancho, uniendo los extremos de las piezas sucesivas de material de banda mediante piezas de acoplamiento adhesivas o grapando juntos los extremos solapados de las piezas sucesivas de material de banda o fijando las piezas de material de banda que se han separado entre sí a una lámina portadora. En dependencia del tipo de puntos de separación deseados, la separación en los puntos de separación deseados puede ser conseguido, por ejemplo, simplemente arrancando la película portadora, tirando de ella o introduciendo calor o radiación, en particular radiación láser, de manera que pueda prescindirse de un dispositivo de corte, en particular uno de corte mecánico.

El método de acuerdo con la invención también puede ser llevado a cabo de manera que en al menos una de las estaciones de aplicación para colocar la banda o al menos una de las bandas, el material de banda asociado es presionado contra la unidad base con un elemento de presión correspondiente de una unidad de colocación. Esto es realizado preferentemente mediante al menos una unidad de colocación estacionaria bajo la cual es conducida la unidad base.

También puede preverse que, antes del prensado del material de banda contra la unidad base, se actúe sobre el material de banda desde un área distanciada del elemento de prensado en la dirección de prensado del elemento de prensado, en particular el material de banda es colocado previamente, se trata previamente, en particular se calienta previamente, y/o se fija con grapas al elemento de prensado en cuestión antes del contacto con la unidad base. En el caso de que el transporte de las unidades base sea realizado en un plano de transporte que es horizontal en el campo gravitacional, la acción sobre el material de banda tiene lugar desde un área situada por debajo del plano de transporte. Para ello, el dispositivo transportador debe estar diseñado de tal manera que esté abierto al menos temporalmente en el área del elemento de presión correspondiente. El tratamiento previo también puede consistir, por ejemplo, en la aplicación de un adhesivo. Si se desea realizar un grapado, éste debe efectuarse preferentemente de manera que cuando el elemento de presión entre en contacto con la unidad base transportada por el transportador, el inicio del trozo de material de banda entre en contacto con la unidad base exactamente en el punto en el que debe comenzar la banda a colocar de acuerdo con el patrón de colocación predeterminado. De esta manera, pueden evitarse procesos posteriores de corte o separación.

El método de acuerdo con la invención también puede ser llevado a cabo de manera que el elemento de presión se enfríe por medio de un líquido refrigerante que fluya a través del elemento de presión, por ejemplo, un rodillo de presión. El elemento de presión también puede diseñarse, por ejemplo, como un cordón de presión o una zapata deslizante. El enfriamiento proporciona una protección eficaz del material del elemento de presión en cuestión.

El dispositivo de acuerdo con la invención puede diseñarse ventajosamente de manera que al menos un elemento de presión dispuesto en la unidad de colocación o en una de las unidades de colocación se enfríe mediante un líquido refrigerante, en donde el elemento de presión es un rodillo de presión montado en un eje fijo fijado en un soporte de rodillo, en donde el rodillo de presión comprende un elemento de revestimiento previsto para el contacto con el material de banda y al menos parte de un conducto de líquido refrigerante discurre entre el eje y el elemento de revestimiento o está formado por al menos una cámara dispuesta entre el elemento de revestimiento y el eje. Puede ser especialmente ventajoso disponer el rodamiento del rodillo de presión dentro de un ancho útil del rodillo de presión. Además, el líquido refrigerante puede ser introducido directamente en el eje estacionario a través del soporte del rodillo, de modo que se proporcione un paso rotativo inherente. De esta manera, las juntas necesarias para guiar el líquido refrigerante también pueden disponerse dentro del ancho útil del rodillo de presión.

Esta disposición permite disponer de unidades de colocación adyacentes tan cerca unas de otras que las bandas puedan colocarse simultáneamente dejando sólo una pequeña distancia lateral entre ellas. También puede preverse que el líquido refrigerante sea alimentado a través del soporte de rodillo, por ejemplo, mediante unos brazos de un elemento de elevación, de tal manera que no se requieran elementos de alimentación separados que aumenten el ancho de la unidad de colocación, como por ejemplo un alimentador giratorio fuera del ancho útil.

El método de acuerdo con la invención también puede ser llevado a cabo de manera que al menos dos unidades base sean transportadas simultáneamente en el dispositivo transportador y las al menos dos unidades base sean guiadas una tras otra a través de al menos dos estaciones de aplicación, en las cuales preferentemente en al menos dos de las estaciones de aplicación son proporcionados diferentes patrones de colocación para la banda o bandas. Preferentemente, varias unidades base se encuentran en el transportador en un momento dado y todas pasan por las estaciones de aplicación una tras otra. Los patrones de colocación en las estaciones de aplicación están determinados preferentemente sólo por la posición fija de la al menos una unidad de colocación situada en ella y las dimensiones del material de banda colocado en cada caso. La orientación del patrón de colocación en la unidad base provista en una estación de aplicación particular está predeterminada por la orientación de la unidad base en el espacio y, por lo tanto, en relación con la estación de aplicación, así como con la dirección de transporte, y puede verse influenciada por un cambio de orientación posible con la unidad de alineación.

Los patrones de colocación pueden ser planificadas en las estaciones de aplicación de tal manera que todas las unidades de colocación presentes en las estaciones de aplicación participen en la colocación de la banda cuando pase una unidad base. Además, puede estar establecido un ciclo en el transporte de las unidades base, con el que al menos una unidad base esté presente en cualquier momento en la estación de aplicación o antes de ella, de tal manera que se pueda lograr una utilización optimizada de las unidades de colocación y, por tanto, de los tiempos de inactividad de las unidades de colocación.

La distribución de las unidades de colocación en una pluralidad de estaciones de aplicación también tiene la ventaja de facilitar la colocación de bandas de diferentes anchos, especialmente en diferentes posiciones de la banda. La colocación de bandas más anchas puede aumentar la rentabilidad del proceso de producción. Por otra parte, los anchos de colocación de bandas muy pequeñas pueden minimizar los residuos en el borde de la pieza. Proporcionar diferentes anchos de colocación de banda sería problemático en la técnica anterior, por ejemplo, que prevé que una mesa de colocación giratoria se mueva por debajo de una única estación de aplicación.

En general, puede conseguirse un elevado rendimiento de la pieza de trabajo con unos costes de inversión y funcionamiento relativamente bajos. Además, en las estaciones de aplicación, que preferentemente están instaladas en una posición fija en la sala, las unidades de colocación y los medios para alimentar la banda pueden se intercambiados fácilmente, lo que significa que el patrón de colocación correspondiente puede ser cambiado con facilidad. De esta manera, es fácil realizar configuraciones específicas para cada pedido.

El dispositivo de acuerdo con la invención también puede ser diseñado de manera que la estación de aplicación o al menos una de las estaciones de aplicación tenga al menos dos unidades de colocación estacionarias en el proceso de producción, con puntos de colocación de las unidades de colocación dispuestas separadas entre sí en la dirección de transporte. Estacionario significa que la posición de la unidad de colocación no se modifica con respecto a la estación de aplicación. La distancia en la dirección de transporte solo facilita o permite el acceso lateral, es decir, transversal a la dirección de transporte, necesario para la reparación, el mantenimiento o la sustitución de una unidad de colocación o de partes de ella. Además, la distancia en la dirección de transporte puede ser diseñada de manera que las distancias de las unidades de colocación en la superficie de colocación perpendicular a la dirección de transporte se correspondan con los anchos de las bandas a colocar. Esto significa que se puede conseguir una superficie continua de las bandas colocadas en una sola pasada. Por lo tanto, los anchos utilizables de unidades de colocación adyacentes de la misma unidad de aplicación pueden ser directamente adyacentes entre sí.

Las modalidades ilustrativas del dispositivo de acuerdo con la invención y del método de acuerdo con la invención se explican a continuación tomando como referencia las figuras.

Se muestra esquemáticamente:

La Figura 1: una vista superior de un primer dispositivo de producción con una estación de aplicación, La Figura 2: una vista lateral del dispositivo de producción de acuerdo con la Figura 1,

La Figura 3: una vista superior de un segundo dispositivo de producción con una pluralidad de estaciones de aplicación,

Las Figuras 4-9: diferentes planos de distribución de las colocaciones de una estación de aplicación,

La Figura 10: representación de principio de una distribución optimizada de las bobinas de suministro,

La Figura 11: dos bobinas de suministro con bandas que deben unirse,

La Figura 12: un tercer dispositivo de producción con una unidad de atemperado,

La Figura 13: una unidad de atemperado,

La Figura 14: unidad de colocación parcial con rodillo de presión y banda adyacente,

La Figura 15: una unidad de colocación con bobina de suministro y una banda colocada,

La Figura 16: una sección parcial de una unidad de colocación con rodillo de presión enfriado con líquido, La Figura 17: una disposición de varias unidades de colocación sobre un bastidor de sujeción,

La Figura 18: una unidad de colocación sobre un bastidor de sujeción,

La Figura 19: un diagrama de flujo de un proceso de producción,

La Figura 20: un dispositivo de producción para el diagrama de flujo de acuerdo con la Figura 19;

La Figura 21: una vista lateral de una unidad base y un elemento de sujeción; y

La Figura 22: una vista superior del elemento de sujeción de acuerdo con la Figura 21.

La Figura 1 muestra una vista superior esquemática y la Figura 2 una vista lateral de una subunidad transportadora 1 de un sistema transportador de un primer dispositivo de producción con una estación de aplicación 2, que no se muestra en la presente descripción en su totalidad. En la vista superior de la Figura 1, se muestra una pluralidad de unidades de colocación 3 (sólo dos de las cuales están marcadas con números de referencia) para la estación de aplicación 2, que reciben material de banda, no mostrado en la presente descripción, mediante unas bobinas de suministro 4 (sólo dos de los cuales están marcados con números de referencia). Se muestran varias unidades base 5 en distintas fases de procesamiento. En la Figura 1, arriba a la izquierda, la unidad base 5 se encuentra en un primer dispositivo de apilamiento 7 con bandas 6 ya aplicadas, con diferentes longitudes, de una primera capa de colocación. En la vista lateral de la Figura 2, las unidades base 5 aún no están provistas de bandas 6 antes de entrar en la estación de aplicación 2. Sólo a la derecha de la estación de aplicación 2 se indica una banda 6 de una primera capa de colocación. El dispositivo de apilamiento 7 permite alojar una pila de unidades base 5 sobre un primer elemento portador 8.

El primer dispositivo de apilamiento 7 dispone además de un dispositivo de rotación 12, simbolizado en la presente descripción sólo por flechas, mediante el cual puede girarse el elemento portador 8 y, por tanto, toda la pila de unidades base 5, con el fin de dar a la pila y, por tanto, a la unidad base 5 situada más arriba, una orientación específica antes de que entre en la estación de aplicación 2. De esta manera, el primer dispositivo de apilamiento 7 sirve simultáneamente como unidad de alineación 11. Después de salir de la estación de aplicación 2, la unidad base 5 es alimentada a un segundo dispositivo de apilamiento 9, en el cual de nuevo las unidades base 5 pueden alojarse en una pila sobre un segundo elemento portador 10.

Después de salir de la estación de aplicación 2, las unidades base 5 pueden ser devueltas por el segundo dispositivo de apilamiento 9 al primer dispositivo de apilamiento 7 con una segunda subunidad transportadora no mostrada en la presente descripción, para ser cubiertas con bandas 6 de nuevo en la estación de aplicación 2 después de una orientación posiblemente cambiada. Por consiguiente, las unidades base 5 a la derecha de la estación de aplicación 2 en la Figura 1 ya muestran bandas 6 de una segunda capa de colocación. Este ciclo puede ser realizado tantas veces como sea necesario. El transporte desde el segundo dispositivo de apilamiento 9 hasta el primer dispositivo de apilamiento 7 es realizado preferentemente de una manera automatizada por medio del dispositivo transportador que no se muestra con mayor detalle.

Sin embargo, desde el segundo dispositivo de apilamiento 9, las unidades básicas 5 también pueden alimentarse a otras aplicaciones, es decir, a otra estación de aplicación no mostrada en las Figuras 1 y 2, o a otras medidas, tal como el corte a medida o el atemperado.

Los dispositivos de apilamiento 7 ó 9 para las unidades base 5 tienen la ventaja de que pueden utilizarse como amortiguadores en el proceso de producción. En principio, sin embargo, la alineación de las unidades base 5 antes de que entren en la estación de aplicación 2 también puede llevarse a cabo individualmente en las unidades base 5 mediante otras medidas de alineación que no se muestran en la presente descripción. El apilamiento no es necesario.

La Figura 3 muestra una vista superior de un segundo dispositivo de producción diseñado como una línea de producción y muestra la cobertura de una unidad base 5 con varias capas de bandas 6. La unidad base 5 (arriba a la izquierda en la Figura), que aún no está cubierta con bandas 6, es guiada a través de una primera estación de aplicación 14 por medio de una primera subunidad transportadora 13, donde es cubierta con una primera capa de colocación de bandas 6. A continuación, la unidad base 5 se hace girar un cierto ángulo en una primera unidad de alineación 15, que sólo se simboliza mediante flechas de rotación, con un eje de rotación perpendicular al plano de transporte. Mediante una segunda subunidad transportadora 16, la unidad base 5 es alimentada a una segunda estación de aplicación 17 y provista de una segunda capa de colocación de bandas 6. Este esquema se continúa a través de una segunda unidad de alineación 18, una tercera subunidad transportadora 19, una tercera estación de aplicación 20, una tercera unidad de alineación 21, una cuarta subunidad transportadora 22 y una cuarta estación de aplicación 23, una cuarta unidad de alineación 24, una quinta subunidad transportadora 25, una quinta estación de aplicación 26, una quinta unidad de alineación 27 y una sexta subunidad transportadora 28 con una sexta estación de aplicación 29, de manera que finalmente las bandas 6 están presentes en seis capas de colocación sobre la unidad base 5.

La Figura 3 puede ser entendida como una representación de la secuencia de etapas de tratamiento de una misma unidad base 5. Por supuesto, la representación esquemática de acuerdo con la Figura 3 también representa el dispositivo de producción con una pluralidad de unidades base 5 en las diferentes estaciones.

De acuerdo con la representación de la Figura 3, cada una de las diferentes estaciones de aplicación 14, 17, 20, 23, 26 y 29 presenta diferentes disposiciones de puntos de colocación 30 para las bandas 6, de los cuales sólo uno está provisto de un número de referencia en cada caso. Por punto de colocación 30 se entiende el lugar en el que el material de banda es presionado sobre la unidad base 5 mediante un rodillo de presión que todavía no es mostrado en la presente descripción. Con la diferente distribución de los puntos de colocación 30, cada capa de colocación en el segundo dispositivo de producción de acuerdo con la Figura 3 posee un patrón de colocación diferente de las bandas 6 colocadas.

Sin embargo, también es posible que las bandas a colocar en una estación de aplicación choquen al menos parcialmente entre sí con sus bordes, de manera que resulte una capa cerrada que supere el ancho de las bandas individuales. Las Figuras 4 a 9 muestran diferentes disposiciones posibles de los puntos de colocación 30 en la correspondiente subunidad transportadora 1, de las cuales sólo dos están marcadas con números de referencia en las Figuras en aras de la claridad. Una unidad base 5 se muestra a la izquierda en cada una de las Figuras, también en una orientación anterior en la línea discontinua de la Figura 4. En el extremo derecho de la subunidad transportadora 1, la unidad base 5 se muestra con bandas 6 (sólo dos de las siete bandas tienen números de referencia) fijadas a los puntos de colocación 30.

Debido al desplazamiento de los puntos de colocación 30 en la dirección de transporte, las unidades de colocación asociadas no mostradas en la presente descripción pueden hacerse más anchas que el ancho de la banda a colocar, lo que tiene considerables simplificaciones con respecto a la construcción de las unidades de colocación.

Además, la disposición escalonada de los puntos de colocación 30 permite el acceso lateral a las unidades de colocación 3 (no mostradas en las Figuras 4 a 9), por ejemplo, con fines de mantenimiento, reparación o sustitución.

La Figura 10 muestra esquemáticamente en el lado izquierdo una unidad base 5 y sobre ella un patrón de colocación 66 de bandas 6 a colocar, tal como se realiza en el lado derecho en la ilustración de las unidades base después de colocar las bandas 6. El patrón de colocación 66 no es un área cuadrada, sino que proporciona áreas con bandas 6 de diferentes longitudes (por ejemplo, x y x'). Para poder colocar las bandas 6 adyacentes entre sí, se proporcionan puntos de colocación escalonados 30 (no mostrados en la Figura 10), similares a la disposición de la Figura 8. Cada punto de colocación 30 dispone de una unidad de colocación (no representada en la Figura 10) a la que se suministra material de banda 31 por medio de bobinas de suministro 4. Varias bobinas de suministro 4 están dispuestas una al lado de la otra en una primera hilera de bobinas 32 y una segunda hilera de bobinas 33. Las bobinas de suministro 4 de las dos hileras de bobinas 32 y 33 también están dispuestas desplazadas entre sí de acuerdo con los puntos de colocación desplazadas (compárese con los puntos de colocación 30 de la Figura 8) para el material de banda 31. De esta manera, se consigue una capa de colocación densa con las bandas 6 en contacto.

Las bobinas de suministro 4 presentan unas diferentes cantidades de material de banda 31. Así, la cantidad de material de banda 31 en las bobinas de suministro centrales 4 de las hileras de bobinas 32 y 33 es sustancialmente mayor que en las bobinas de suministro 4 dispuestas en el borde correspondiente. En este caso, la cantidad de material de banda 31 presente en las bobinas de suministro 4 es adaptable en cada caso al patrón de banda que se va a colocar y se selecciona de manera que, cuando las bandas 6 se colocan según lo planificado, los suministros de material de banda 31 en todas las bobinas 4 se agotan simultáneamente. Esto tiene la ventaja de que todas las bobinas de suministro 4 pueden ser sustituidas al mismo tiempo sin que queden restos significativos de material de banda 31 en ninguna de las bobinas 4.

Para poder intercambiar las bobinas de suministro 4 sin tener que interrumpir el proceso de producción o para reducir al mínimo la interrupción, el material de banda 31 de dos bobinas de suministro 4 diferentes puede unirse mediante el método que se muestra en la Figura 11. La Figura 11 muestra una primera bobina de suministro 4a cuyo suministro de material de banda 31a se está agotando. Encima de la primera bobina de suministro 4a se encuentra una segunda bobina de suministro 4b, cuyo suministro de material de banda 31b aún está completo. El material de banda 31a o 31b correspondiente se alimenta a un dispositivo de unión 35 a través de los rodillos de desviación 34a ó 34b, en el que se unen los materiales de bandas 31a y 31b. El posible engrosamiento del material de banda que pueda ser producido durante la unión se puede cortar o despreciarse durante el proceso de colocación. A partir de la variante mostrada en la Figura 10, la sustitución de las bobinas de suministro 4 puede ser realizado para todas las bobinas 4 de la hilera de bobinas 32 ó 33, ya que las bobinas 4 de las hileras de bobinas 32 ó 33 se agotan en gran medida al mismo tiempo.

La Figura 12 muestra esquemáticamente un tercer dispositivo de producción con tres subunidades transportadoras 36, 37, 38 cada una con una estación de aplicación 39, 40, 41 con diferentes disposiciones de las unidades de colocación 3. Entre cada una de las subunidades transportadoras 36, 37, 38 está dispuesta una unidad de alineación 42 y 43, señalizada únicamente por flechas de rotación, para alinear las unidades base 5. Entre las estaciones de aplicación 39, 40 y 41 figura un dispositivo de control de la temperatura 44 por encima del plano de transporte (no representado en la Figura 12), de manera que la temperatura de la unidad base 5 desciende sólo ligeramente en el trayecto de transporte entre las estaciones de aplicación 39, 40 y 41. En la Figura 13 se muestra esquemáticamente uno de los dispositivos de control de la temperatura 44, que actúa sobre la unidad base 5 mediante radiación térmica 45, por ejemplo, luz infrarroja. También son posibles otras variantes de calentamiento, como el calentamiento inductivo o el calentamiento por resistencia de una parte transportadora de la unidad base 5, gas caliente o una fuente de calentamiento fotónica. De esta manera, en la estación de aplicación posterior correspondiente, por ejemplo 40 ó 41, el tiempo necesario para el calentamiento necesario puede ser mantenido bajo. Por encima del tercer dispositivo de producción, se muestra, idealizado con una línea continua, un diagrama con un curso ilustrativo de la temperatura TB en la unidad base 5 sin la influencia de uno o más dispositivos de control de la temperatura 44 y con una línea discontinua bajo la influencia del control de la temperatura.

La Figura 14 muestra esquemáticamente una subunidad transportadora 46 con unidades base 5 transportadas sobre ella mediante rodillos transportadores 47. Un rodillo de presión 48 de una unidad de colocación 3, que no se muestra en la presente descripción en su totalidad, es alimentado con material de banda 31, que está destinado a ser colocado en la unidad base 5 que llega desde la izquierda. El rodillo de presión 48 es accesible desde debajo del plano de transporte 49 proporcionado por la parte inferior de la unidad base con el fin de permitir una entrada de calor dQ/dt sobre el material de banda 31 que yace contra el rodillo de presión 48 y también para aplicar el material de banda 31 contra el rodillo de presión 48. Preferentemente, el material de banda 31 es aplicado específicamente en un punto del rodillo de presión 48 que coincide con el punto de inicio de la colocación de la banda deseado en la unidad base 5 cuando se desenrolla el rodillo de presión 48. Para aplicar el material de banda 31 sobre el rodillo de presión 48 puede ser utilizado un elemento de presión no representado en la presente descripción.

La Figura 15 muestra esquemáticamente una unidad de colocación 3 a la que se suministra material de banda 50 desde una bobina de suministro 4. El material de banda 50 es transportado mediante unos pares de rodillos propulsores 51, de los cuales preferentemente sólo uno es accionado de manera activa a la vez, a través de una unidad de guía 52 hasta un rodillo de presión 53, que coloca el material de banda 50 en la parte delantera de una de las dos unidades base 5 mostradas en la dirección de transporte. El material de banda 50 es calentado mediante una unidad de calentamiento fotónico 54, por ejemplo, un láser, inmediatamente antes de ser colocado. Las unidades base 5 transportadas al rodillo de presión 53 son detectadas por un sensor de proximidad 55, que también puede ser utilizado para controlar la fuerza de presión (simbolizada por la flecha) del rodillo de presión 53 sobre la unidad base 5, por ejemplo, mediante un cilindro neumático no representado en la presente descripción, y/o para controlar la unidad de calentamiento 54. El rodillo de presión 53 es elástico en toda su circunferencia para poder compensar las irregularidades de la superficie de la unidad base 5.

El material de banda 50 es guiado por un área de amortiguación 63, que desacopla el avance del material de banda 50 hacia el rodillo de presión 53 de la inercia de masa de la bobina de suministro 4.

El material de banda 50 está cortado previamente en trozos de material de banda que se unen sin apretar en puntos de contacto 56 que forman puntos de separación predeterminados, por ejemplo, mediante un aglutinante que se funde por debajo de la temperatura de fusión de la matriz plástica del material de banda 50. También son posibles otros mecanismos, por ejemplo, una perforación, el apoyo de las piezas de material de banda sobre un material portador o la conexión de las piezas de material de banda mediante elementos de conexión fácilmente desmontables. De esta manera, se puede evitar el esfuerzo de un proceso de corte dentro de la unidad de colocación 3. La separación de los trozos de material de banda entre sí también puede ser llevados a cabo por medio de la unidad de calentamiento fotónico 54.

La Figura 16 muestra, en parte en perspectiva y en parte en sección, un rodillo de presión 48 dispuesto sobre un elemento de elevación pivotante 57 entre dos piezas de brazo de elevación 103 y 104 con un elemento de revestimiento 101 previsto para el contacto con el material de banda a colocar. El rodillo de presión 48 está montado sobre un eje 58 fijado a las piezas de brazo de elevación 103 y 104 mediante rodamientos 102. En la Figura 16 se indica un rodamiento de bolas. Evidentemente, también son posibles otros tipos de rodamientos, como rodamientos de rodillos o rodamientos lisos. La disposición de los rodamientos 102 dentro de un ancho útil del rodillo de presión 48 determinada por el ancho del elemento de revestimiento 101, es decir, entre las piezas de brazo de elevación 103 y 104 en el ejemplo mostrado en la presente descripción en la Figura 16, significa que el ancho del elemento de elevación 57 no se aumenta por los rodamientos 102, lo cual permite un diseño más compacto con unidades de colocación adyacentes.

El eje fijo 58 posee unos orificios 59 a través de los cuales puede introducirse un líquido refrigerante en una cámara 60 que circula alrededor del eje 58. La cámara 60 está separada de los rodamientos 102 por unas juntas 105. El líquido refrigerante, cuyo recorrido está simbolizado por flechas, puede ser alimentado a través de una entrada dispuesta en la pieza del brazo de elevación 103 (no visible en la presente descripción) y guiarse hacia el eje estático 58 a través de los orificios del brazo de elevación 62. El líquido refrigerante sale del elemento de elevación 57 a través de una salida 61 en la pieza 104 del brazo de elevación. Una parte frontal 107 del elemento de elevación 57 puede ser desmontado junto con el rodillo de presión 48 para fines de reparación, mantenimiento o sustitución debido a un tabique 106.

La Figura 17 muestra una vista en perspectiva de una disposición paralela de varias unidades de colocación 3 sujetas a un bastidor de sujeción 64, cada una con un rodillo de presión 48. Una disposición de este tipo se puede proporcionar en una estación de aplicación. Los elementos individuales de las unidades de colocación 3 mostradas en la Figura 17, que son conocidos en principio en el estado de la técnica, no serán abordados en detalle en la presente descripción. La Figura 18 muestra únicamente una vista lateral esquemática de una de las unidades de colocación 3 sobre el bastidor de sujeción 64. La unidad de colocación 3 está dispuesta sobre un carril móvil 65 que permite desplazar la unidad de colocación 3 hacia arriba o hacia abajo con respecto al bastidor de sujeción 64, ya sea por motor o manualmente. Esto facilita los trabajos de mantenimiento o reparación que puedan ser necesarios, así como la sustitución de la unidad de colocación 3. Para una mejor accesibilidad de la unidad de colocación individual 3, se podría considerar un movimiento de giro alrededor de un eje de giro dispuesto en el bastidor de sujeción 64 y no mostrado en la presente descripción, como alternativa al movimiento hacia arriba y hacia abajo.

La Figura 19 muestra esquemáticamente la secuencia de un ejemplo del método de acuerdo con la invención. En las estaciones de aplicación 67 a 72 están colocados diferentes patrones de colocación 73 a 78. Con este fin, en cada estación de aplicación 67 a 72 se proporcionan diferentes disposiciones de unidades de colocación no mostradas en la presente descripción o sólo una única unidad de colocación de tal manera que cada una de las unidades de colocación está activa con cada paso de unidades básicas tampoco mostradas en la presente descripción, de manera que se logra una utilización optimizada de las unidades de colocación. Así, en la estación de aplicación 67 puede proporcionada una sola unidad de colocación que coloca una banda muy ancha, simbolizada por la pieza de banda 79. La pieza de banda 80, por otro lado, es estrecha y representa bandas que se colocarán en la estación de aplicación 70 para el patrón 76. Las bandas de acuerdo con el patrón de banda 81 podrían ser colocadas en la estación de aplicación 72.

También pueden ser utilizadas estructuras de banda triangulares, tal como muestra el patrón de banda 82, por ejemplo, en la estación de aplicación 69 para el patrón de colocación 75. En principio, pueden ser alimentados patrones de banda triangulares o con otras formas 82 como material continuo, por ejemplo, sobre un material portador. Sin embargo, todas las muestras de banda también pueden alimentar a las unidades de colocación como trozos de banda ya cortados, por ejemplo, a través de un depósito 83, que recibe los trozos de banda cortados (presentes allí en una pila 84) desde una bobina de suministro 4 y, posiblemente, a través de un punto de corte que no se muestra en la presente descripción.

La Figura 20 muestra el proceso ilustrado en la Figura 19 con una vista del dispositivo de producción asociado. Viniendo de la izquierda, las unidades básicas 5 pasan por las estaciones de aplicación 67 a 72 con las subunidades transportadoras y las unidades de alineación 91 a 95 asociadas. Los patrones de colocación colocados en la posición correspondiente de las bandas en los puntos de colocación 30 corresponden esencialmente a los patrones de colocación 73 a 78 de la Figura 19.

Por último, las Figuras 21 y 22 muestran una unidad base básica 96 con una banda 6 colocada sobre ella y un elemento de sujeción 97 para la unidad base básica 96. La unidad base básica 96 y la banda 6 juntas forman una unidad base 5 en el sentido de la invención. La unidad base básica 96 presentan unos medios de enganche 98, mostrados a modo de ejemplo en la presente descripción en forma de púas, que se enganchan en los orificios 99 del elemento de sujeción 97. Los orificios 99 adyacentes, de los que en la Figura 22 sólo se muestran claramente dos, pero que están distribuidos uniformemente en un círculo, forman un ángulo a con el centro del elemento de sujeción 97, mediante el cual la unidad básica de base 96 puede encajar en el elemento de sujeción 97 de manera desplazada. El elemento de sujeción 97 posee un orificio central 100 a través del cual los medios de alineación de una unidad de alineación, no mostrados en la presente descripción, pueden acceder a la unidad base básica 96 para poder llevar a cabo un cambio de alineación.

Lista de símbolos de referencia

1 Subunidad transportadora 32 Primera hilera de bobinas 2 Estación de aplicación 33 Segunda hilera de bobinas 3 Unidad de colocación 34 Rodillos de desviación

4 Bobina de alimentación 35 Dispositivo de unión

5 Unidad base 36 Subunidad transportadora 6 Banda 37 Subunidad transportadora 7 Primer dispositivo de apilado 38 Subunidad transportadora 8 Primer elemento portador 39 Estación de aplicación

9 Segundo dispositivo de apilado 40 Estación de aplicación

10 Segundo elemento portador 41 Estación de aplicación

11 Unidad de alineación 42 Unidad de alineación

12 Dispositivo giratorio 43 Unidad de alineación

13 Primera subunidad transportadora 44 Dispositivo de atemperado 14 Primera estación de aplicación 45 Radiación de calor

15 Primera unidad de alineación 46 Subunidad transportadora 16 Segunda subunidad transportadora 47 Rodillos transportadores 17 Segunda estación de aplicación 48 Rodillo de presión

18 Segunda unidad de alineación 49 Plano de transporte

19 Tercera subunidad transportadora 50 Material de banda

20 Tercera estación de aplicación 51 Rodillo propulsor

21 Tercera unidad de alineación 52 Unidad guía

22 Cuarta subunidad transportadora 53 Rodillo de presión

23 Cuarta unidad de aplicación 54 Unidad de calentamiento 24 Cuarta unidad de alineación 55 Sensor de proximidad

25 Quinta subunidad transportadora 56 Punto de contacto

26 Quinta estación de aplicación 57 Elemento de elevación

27 Quinta unidad de alineación 58 Eje

28 Sexta subunidad transportadora 59 Orificio

29 Sexta estación de aplicación 60 Cámara

30 Puntos de colocación 61 Salida del líquido refrigerante 31 Material de banda 62 Orificio del brazo de elevación 63 Área de amortiguación 95 Unidad de alineación

64 Bastidor de sujeción 96 Unidad base básica

65 Carril 97 Elemento de sujeción

66 Patrón de colocación 98 Elemento de enganche

67 Estación de aplicación 99 Orificios

68 Estación de aplicación 100 Orificio central

69 Estación de aplicación 101 Elemento de revestimiento 70 Estación de aplicación 102 Rodamiento

71 Estación de aplicación 103 Pieza del brazo de elevación 72 Estación de aplicación 104 Pieza del brazo de elevación 73 Patrón de colocación 105 Junta

74 Patrón de colocación 106 Separación

75 Patrón de colocación 107 Parte delantera del elemento de elevación 76 Patrón de colocación

77 Patrón de colocación

78 Patrón de colocación

79 Patrón de banda

80 Patrón de banda

81 Patrón de banda

82 Patrón de banda

83 Almacén

84 Pila

85 Subunidad transportadora

86 Subunidad transportadora

87 Subunidad transportadora

88 Subunidad transportadora

89 Subunidad transportadora

90 Subunidad transportadora

91 Unidad de alineación

92 Unidad de alineación

93 Unidad de alineación

94 Unidad de alineación

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método para la producción de piezas de trabajo que comprenden material compuesto de fibras, en el que

a) una unidad base (5) sujetada por medios de sujeción (97) de un dispositivo transportador es guiada a través de al menos una estación de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41,67-72), y

b) para formar las piezas de trabajo en la estación de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41,67-72) o en al menos una de las estaciones de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41, 67-72) durante un movimiento de traslación de la unidad base (5) a través de la estación de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41, 67 72) en cuestión, al menos una banda (6) perteneciente al material compuesto de fibras es colocada sobre la unidad base (5),

caracterizado porque

c) mediante al menos una unidad de alineación (11, 15, 18, 21, 24, 27, 42, 43, 91-95) dispuestas aguas arriba de la estación de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41, 67-72) en la dirección de transporte o aguas arriba de al menos una de las estaciones de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41,67-72), se modifica la alineación espacial de la unidad base (5) mediante al menos una rotación con respecto a los medios de sujeción (97).

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1,caracterizado porqueel cambio de orientación tiene lugar mientras la unidad base (5) es transportada sobre el transportador.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2,caracterizado porqueuna primera capa constituida por al menos una banda (6) es colocada sobre una unidad base básica (96) no perteneciente al dispositivo transportador.

4. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porquese aplica calor a la al menos una unidad base (5) del dispositivo transportador al menos también fuera de la al menos una estación de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41,67-72).

5. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,caracterizado porqueel material de banda (31, 50) para formar la al menos una banda (6) se mantiene en al menos un depósito de suministro (4), en donde preferentemente

- al menos dos de los depósitos de suministro (4) son cargados con material de banda (31, 50) en al menos una de las estaciones de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41,67-72) de manera que se agotan al mismo tiempo o al menos aproximadamente al mismo tiempo durante la colocación programada de bandas con un patrón de colocación predeterminado (66), o bien

- antes de sustituir un primero de los depósitos de suministro (4) por un segundo de los depósitos de suministro (4), el material de banda (31, 50) del segundo depósito de suministro (4) es unido al material de banda (31,50) del primer depósito de suministro (4).

6. Método de acuerdo con la reivindicación 5,caracterizado porquemediante la introducción de puntos de separación predeterminados (56) al menos una cantidad parcial del material de banda (31, 50) es dividido en porciones de material de banda que pueden ser separadas entre sí de manera más fácil y cuya respectiva longitud se corresponde exactamente o al menos sustancialmente con la longitud de la banda (6) que se va a formar con ella.

7. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 o 6,caracterizado porqueen al menos una de las estaciones de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41, 67-72) para depositar la banda (6) o al menos una de las bandas (6), el material de banda (31, 50) asociado es presionado contra la unidad base (5) con un elemento de presión (48, 53) correspondiente de una unidad de depósito (3), en donde preferentemente en el momento antes de que el material de banda (31,50) sea presionado contra la unidad base (5), se actúa sobre el material de banda (31,50) desde un área separada del elemento de presión (48, 53) en la dirección de presión del elemento de presión (48, 53), en particular el material de banda (31, 50), es preposicionado, pretratado, en particular precalentado, y/o adherido al elemento de presión afectado (48, 53) antes del contacto con la unidad base (5), en donde el elemento de presión (48, 53) es preferentemente enfriado por medio de un líquido refrigerante que fluye a través del elemento de presión (48, 53).

8. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueal menos dos unidades básicas (5) son transportadas simultáneamente en el dispositivo transportador y las al menos dos unidades base (5) son guiadas sucesivamente a través de al menos dos estaciones de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39 41, 67-72), en donde preferentemente están dispuestos diferentes patrones de colocación (66) de las bandas (6) en al menos dos de las estaciones de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41,67-72).

9. Dispositivo para fabricar piezas de material compuesto de fibras, que comprende

a) al menos una estación de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41, 67-72) que presenta al menos una unidad de colocación (3), en donde la unidad de colocación (3) está configurada para colocar al menos una banda (6) formada a partir de un material de banda (31, 50) y perteneciente al material compuesto de fibras sobre al menos una unidad base (5) siguiendo un patrón de colocación predeterminado (66), y

b) un dispositivo transportador, que está configurado para transportar al menos una unidad base (5), sujetándola con medios de sujeción (97), sucesivamente a al menos dos estaciones de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41,67-72) separadas entre sí en la dirección de transporte o al menos dos veces a la misma estación de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41,67-72),

caracterizado por

c) al menos una unidad de alineación (11, 15, 18, 21, 24, 27, 42, 43, 91-95) dispuesta delante de la estación de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41, 67-72) o delante de al menos una de las estaciones de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41,67-72), que está configurada para modificar la alineación espacial de la unidad base (5) o de al menos una de las unidades base (5) mediante al menos una rotación con respecto a los medios de sujeción (97).

10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9,caracterizado porquela unidad de alineación (11, 15, 18, 21, 24, 27, 42, 43, 91 -95) está configurada para recibir una pila (84) de unidades base (5).

11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10,caracterizado porqueal menos una unidad de control de temperatura (44) está configurada para el control de temperatura de al menos una de las unidades base (5) situadas en el transportador.

12. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11,caracterizado porqueal menos un depósito de suministro (4) para el material de banda (31,50) está dispuesto en al menos una de las estaciones de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41,67-72), en donde para cada una de al menos una de las unidades de colocación (3) se proporcionan preferentemente dos depósitos de suministro (4), en donde además preferentemente se proporcionan medios de unión que están configurados para unir un inicio del material de banda (31,50) de uno de los dos depósitos de suministro (4) a un final del material de banda (31,50) del otro de los dos depósitos de suministro (4).

13. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 12,caracterizado porqueal menos uno de los depósitos de suministro (4) comprende material de banda (31,50) con puntos de separación predeterminados (56) que dividen al menos una cantidad parcial del material de banda (31, 50) en porciones de material de banda que pueden separarse entre sí con facilidad.

14. Dispositivo según la reivindicación 12 o 13,caracterizado porqueal menos un elemento de presión (48, 53) dispuesto en la unidad de colocación (3) o en una de las unidades de colocación (3) es enfriado mediante un líquido refrigerante, en donde el elemento de presión (48, 53) es un rodillo de presión montado en un eje fijo (58) fijado en un soporte de rodillo, en donde el rodillo de presión comprende un elemento de revestimiento (101) provisto para entrar en contacto con el material de banda (31,50) y al menos parte de un conducto de líquido refrigerante discurre entre el eje (58) y el elemento de revestimiento (101) o está formado por al menos una cámara (60) dispuesta entre el elemento de revestimiento (101) y el eje (58), en donde preferentemente el alojamiento del elemento de revestimiento (101) está dispuesto dentro de un ancho útil del rodillo de presión.

15. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 14,caracterizado porqueel al menos un actor es adecuado para actuar sobre el al menos un elemento de presión (48, 53) o sobre el material de banda (31,50) aún no colocado, en particular para fijar el inicio de un trozo de material de banda proporcionado a uno de los elementos de presión (48, 53) al elemento de presión (48, 53) y/o para introducir calor, en donde el al menos un actor está colocado de tal manera que, en caso de uso, acceda al elemento de presión (48, 53) desde un área dispuesta por debajo de un plano de transporte (49) para la al menos una unidad base (5).

Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 15,caracterizado porquela estación de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41,67-72) o al menos una de las estaciones de aplicación (2, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 39-41,67-72) presenta al menos dos unidades de colocación (3) estacionarias en el proceso de producción, en donde los puntos de colocación (30) de las unidades de colocación (3) están dispuestos separados entre sí en la dirección de transporte.