DE102009042384A1

DE102009042384A1 - Verfahren und Einrichtung zum Aufbringen einer unidirektionalen Faserlage auf eine sich bewegende Unterstützung und Verfahren zum Herstellen eines Multiaxialgeleges

Info

Publication number: DE102009042384A1
Application number: DE102009042384A
Authority: DE
Inventors: Rainer Seuss; Roland Schmidt
Original assignee: LIBA Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Karl Mayer Technische Textilien GmbH
Priority date: 2009-09-21
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2029-09-22
Also published as: CN102021738A; CN102021738B; DE102009042384B4

Abstract

Bei einer Einrichtung zum Aufbringen einer, aus einzelnen Segmenten 18 gebildeten unidirektionalen Faserlage auf eine, sich bewegende Unterstützung 1 sind in der Laufrichtung der Unterstützung 1 hintereinander zwei Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b, von denen jede eine Vorratseinrichtung 6a, 6b und eine Verlegeeinrichtung 12a, 12b umfasst. Mittels Greifern 10a, 10b werden parallel gerichtete Fasern aus der Vorratseinheit 6a, 6b entnommen, abgelängt und von den Verlegeeinrichtungen 12a, 12b auf der Unterstützung 1 abgelegt. Die Unterstützung 1 kann in der üblichen Weise durch zwei endlose Förderketten 3 gebildet sein. Die Station 4 dient der weiteren Verarbeitung, beispielsweise zum Aufwickeln der fertigen unidirektionalen Lage auf eine Spule. Das Besondere besteht darin, dass zwei Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b in der Lauf- und Längsrichtung der Unterstützung 1 hintereinander vorgesehen sind und dass das Verlegen "auf Lücke" erfolgt. Die erste Segment-Zufuhrstation 6a verlegt die Segmente 18 mit dazwischen befindlichen Lücken 19; die zweite Segment-Zufuhrstation 6b füllt diese Lücken 19 mit den von ihr verlegten Segmente passgenau aus. Damit wird insgesamt eine erhebliche Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit erzielt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Aufbringen einer aus einzelnen Segmenten gebildeten band-, streifen- oder bahnförmigen unidirektionalen Faserlage auf eine sich bewegende Unterstützung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 sowie 13 und 16. Verfahren und Einrichtungen dieser Art gehören zum Stand der Technik, wie beispielsweise aus der EP 2 003 232 A1 hervorgeht.
Die in der vorliegenden Anmeldung behandelten unidirektionalen Faserlagen werden in der Regel zum Aufbau von Multiaxialgelegen verwendet, indem eine Anzahl von unidirektionalen Faserlagen mit unterschiedlicher Richtung ihrer Fasern nacheinander abschnittsweise übereinander abgelegt werden. Eine Unterstützung im Sinne dieser Anmeldung ist für die zuerst abgelegte Faserlage eine endlose Transporteinrichtung, die sich in der Längsrichtung der entstehenden Faserlage und damit auch in der Längsrichtung des später gebildeten Multiaxialgeleges bewegt. Als Transporteinrichtung sind vor allem zwei im Abstand parallel zueinander verlaufende endlose Förderketten üblich, die mit Halteeinrichtungen für die abgelegten Faserscharen versehen sind. Die zwischen den Förderketten befindlichen Abschnitte der verlegten unidirektionalen Faserschar werden durch diese Halteeinrichtungen nicht nur gehalten, sondern nach Möglichkeit auch gestrafft, so dass sie nicht durchhängen. Für die danach abgelegten Faserscharen wird die erwähnte Unterlage durch die schon vorhandene unidirektionale Faserlage gebildet; sie werden aber ebenfalls an den Halteeinrichtungen der Förderketten befestigt.
Die einzelnen Fasern, welche die Faserscharen und Faserlagen bilden, werden auch als Kabel, Fäden oder Rovings bezeichnet. Sie bestehen aus vielen einzelnen Filamenten und können Kreisquerschnitt haben oder auch schon verbreitert sein, so dass sie die Form eines flachen Kabels haben. Multiaxialgelege werden zur Verstärkung von Faserverbund-Bauteilen verwendet. Da immer kompliziertere Bauteile nach dieser Technik hergestellt werden, müssen die Multiaxialgelege sich gut verformen lassen, d. h. drapierfähig und somit dünn sein. Aus Kostengründen werden dünne Fasern, insbesondere Kohlenstofffasern hergestellt, indem man verhältnismäßig dicke Fasern als Ausgangsmaterial verwendet und aus diesen in einem Prozess des „Spreizens”, d. h. des Verbreiterns, eine Faserschar herstellt, die aus parallel zueinander verlaufenden verbreiterten Fasern besteht und ein geringes Flächengewicht hat. Zurzeit werden Kohlenstofffasern mit 12 000 Filamenten und mehr (K-Zahl größer 12) durch Walzen verbreitert und zu dünnen, geschlossenflächigen Bändern verarbeitet.
Unidirektionale Lagen aus derartigen dünnen, geschlossenflächigen Bändern werden gemäß dem Stand der Technik dadurch hergestellt, dass man aus diesen von einem Vorrat zur Verfügung gestellten Bändern einzelne abgelängte Abschnitte herstellt, die zuletzt in der Form von abgelängten Segmenten in Querrichtung auf der sich bewegenden Unterstützung abgelegt sind. Das Wort „quer” bedeutet dabei, dass die parallel zueinander verlaufenden Fasern, welche das Segment bilden, schräg oder senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Unterstützung gerichtet sind.
In der EP 2 003 232 A1 ist im Einzelnen beschrieben, wie das Ablegen der Segmente vor sich geht. Neben der sich in ihrer Längsrichtung bewegenden Unterstützung, ist dort eine Vorratseinheit angeordnet, die eine Faserschar mit einer Länge zur Verfügung stellt, welche einer Vielzahl von Segmenten entspricht. Bei jedem einzelnen Verlegevorgang zieht ein angetriebener Greifer einen vorderen Abschnitt der Faserschar, dessen Länge einem Segment entspricht, in Querrichtung über die Unterstützung. Dieser vordere Abschnitt wird sodann von einer Verlegeeinrichtung übernommen und von dem Vorrat durch eine Trenneinrichtung abgetrennt, womit das Segment gebildet ist. Die Verlegeeinrichtung umfasst einen für sich beweglichen Laufwagen, der über der Unterstützung in deren Längsrichtung gesteuert hin- und herfährt. Wenn die Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit von Laufwagen und Unterstützung übereinstimmen, wird das Segment von der Verlegeeinrichtung an die Unterstützung übergeben. Eine präzise Steuerung sorgt dafür, dass jedes neue Segment passgenau auf Stoß seitlich neben dem letzten vorhergehenden Segment abgelegt wird. Wenn es erforderlich ist, können die Segmente aber auch „auf Lücke”, d. h. mit seitlichen Abständen oder mit Teilüberlappung verlegt werden. Wenn Greifer und Verlegeeinrichtung in ihre Ausgangsstellung zurückgekehrt sind, kann der nächste Ablegevorgang beginnen, bei dem neues Segment gebildet und abgelegt wird.
Gemäß der EP 2 003 232 A1 besteht die Vorratseinheit aus einem Laufwagen, auf dem sich ein Spulengatter und ein Spreizaggregat befinden. Auf den Spulen des Spulengatters befinden sich die noch nicht oder noch nicht ausreichend verbreiterten Fasern des Ausgangsmaterials. Die Fasern werden kontinuierlich dem Spreizaggregat zugeführt und verlassen dieses ebenfalls kontinuierlich in der Form der verbreiterten Faserschar, die das Ausgangsmaterial der Segmente bildet. Der Laufwagen wird im Takt des Ablegevorgangs und auf einer Bahn hin und her gefahren, die in der verlängerten Bewegungsbahn des Greifers liegt. Durch die Bewegung des Laufwagens wird ein Faserspeicher gebildet, der die ungleichmäßige Bewegung des Greifers und der Verlegeeinrichtung ausgleicht. Dadurch können auf dem Laufwagen die Fasern mit gleich bleibender Geschwindigkeit von den Spulen des Spulengatters abgezogen und durch das Spreizaggregat hindurchgeführt werden. Diese Ausbildung der Vorratseinheit dient der besonders gleichmäßigen Ausbildung der unidirektionalen Lage.
In der vorliegenden Anmeldung ist der Begriff der Vorratseinheit jedoch nicht auf die Ausbildung gemäß der EP 2 003 232 A1 beschränkt. Die Vorratseinheit kann demnach auch ein Spulengatter mit Einzelspulen umfassen, deren Fasern zusammengeführt werden, oder eine Einzelspule, auf der sich die schon parallel zusammengeführte Schar von verbreiterten Fasern befindet. Ebenso kann die Vorratseinheit aus einem Spulengatter mit einem nachgeschalteten Spreizaggregat gebildet sein, die beide stationär neben der sich bewegenden Unterstützung angeordnet sind. Eine Vorratseinheit im Sinne dieser Anmeldung ist somit jede Einrichtung, die an der sich bewegenden Unterstützung fortlaufend Faserscharen zur Bildung abgelängter Segmente bereitstellt, die über die Unterstützung geführt und von der Verlegeeinrichtung übernommen werden. Im Falle einer Ausbildung gemäß der EP 2 003 232 A1 gehören zu der Vorratseinheit auch eine Trenneinrichtung, welche das in der Verlegeeinrichtung aufgenommene Segment von dem verbleibenden Faserschar-Vorrat abtrennt, und eine Klemmeinrichtung, welche die neue Anfangsstelle des Vorrats festhält, bis die nächste Abziehbewegung einsetzt.
Die Vorratseinheit und die Verlegeeinrichtung bilden zusammen eine Segment-Zufuhrstation. Stand der Technik bei Multiaxialmaschinen ist es, dass mehrere unidirektionale Lagen übereinander auf einer angetriebenen Endlos-Fördereinrichtung abgelegt werden, wobei für jede unidirektionale Lage eine eigene Segment-Zufuhrstation vorgesehen ist. Die Befestigung der Faserscharen oder Segmente an einem Greifer, am Laufwagen der Verlegeeinrichtung und an der sich bewegenden Unterstützung erfolgt in der Regel durch Klemmeinrichtungen, welche die Faserscharen oder Segmente an ihren Schmalseiten klemmend erfassen.
Die bekannten Verfahren und Einrichtungen zum Aufbringen von unidirektionalen Faserlagen in Form von Segmenten haben sich bewährt. Bei dem stets vorhandenen Bestreben nach Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit haben sich jedoch Grenzen herausgestellt. Eine erste Grenze ist dadurch gegeben, dass die Breite der Segmente nicht beliebig gesteigert werden kann. Das Klemmen der Faserscharen oder Segmente in den verschiedenen Phasen des Aufbringens von der Vorratseinheit bis zu der sich bewegenden Unterstützung erfordert nämlich einen erheblichen Klemmdruck, der für alle Fasern innerhalb einer Faserschar oder eines Segments nach Möglichkeit gleich hoch sein soll. Das lässt sich bei größeren Klemmbreiten nicht mehr erreichen. Der Grund dafür liegt darin, dass die Klemmkräfte zu hoch werden. Die Klemmeinrichtungen und ihre Träger müssten daher sehr massiv ausgeführt werden, was zu schweren Maschinenteilen führt, die infolge ihrer größeren Massen nur noch langsamer bewegt werden können. Bestimmte maximale Klemmbreiten beim Aufbringen von Fasern in der Form von Segmenten werden daher in der Praxis nicht überschritten.
Eine weitere Grenze besteht in der maximal möglichen Arbeitsgeschwindigkeit der Verlegeeinrichtung. Wenn beispielsweise der Laufwagen der Verlegeeinrichtung gemäß der EP 2 003 232 A1 ein neues Segment klemmend übernommen hat, führt er zunächst eine beschleunigte Bewegung entgegengesetzt zu der Laufrichtung der Unterstützung aus, kehrt sodann die Bewegungsrichtung um und fährt schließlich mit etwa derselben Geschwindigkeit in derselben Richtung über der Unterstützung dahin, so dass er das Segment an die Unterstützung übergeben kann. Diesem wechselnden Bewegungsablauf mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ist das Material der Fasern bei höheren Geschwindigkeiten nicht mehr gewachsen. Die Segmente werden dann fehlerhaft mit Verwerfungen oder Rissen abgelegt. Da hilft es nichts, dass ein schnellerer Lauf der bewegten Unterstützung ohne weiteres möglich ist.
Das Ablegen einer unidirektionalen Lage in Form von Segmenten ist insoweit als diskontinuierliches Verfahren prinzipiell nachteilig im Vergleich zu einem kontinuierlichen Verfahren, wie es die Ablage einer endlosen Faserschar durch einen bewegten Fadenführer ist, der in einer geschlossenen Bahn über der Unterlage bewegt wird. Es besteht aber das Bestreben, die Produktionsgeschwindigkeit des diskontinuierlichen Verfahrens an die der kontinuierlichen Verfahren anzunähern.
Schließlich sind auch die unvermeidlichen Rüstzeiten der Vorratseinheit ein entscheidendes Hindernis beim Bestreben nach einer erhöhten Produktionsgeschwindigkeit. In der Regel sind es die Spulen mit dem Vorrat an Fasermaterial, die leerlaufen und in regelmäßigen Abständen ausgewechselt werden müssen. Zwar bestehen Unterschiede darin, ob das Fasermaterial auf einer Vielzahl von Spulen eines Spulengatters zur Verfügung gestellt wird oder ob bereits verbreitertes Spulenmaterial in Form eines Bandes von Segmentbreite vorliegt, das auf einer Scheibenspule aufgerollt ist. Aber als Erfahrungswert aus der Praxis kann gelten, dass bei einer Vorratseinheit etwa 25 Prozent als Rüstzeit von der gesamten Betriebszeit abgezogen werden müssen; das gilt unabhängig von der Betriebsgeschwindigkeit der Segment-Zufuhrstation, die ihrerseits die Laufgeschwindigkeit der bewegten Unterstützung bestimmt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren und die bekannte Einrichtung der eingangs genannten Art gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 sowie 13 und 16 mit dem Ziel einer Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit zu verbessern.
Hinsichtlich des Verfahrens besteht eine erste Lösung dieser Aufgabe darin, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 mindestens zwei Segment-Zufuhrstationen, die in der Bewegungsrichtung der Unterstützung hintereinander angeordnet sind, die Segmente zu derselben unidirektionalen Faserlage aufbringen.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 1 besteht darin, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Unterstützung verdoppelt werden kann. Indem nämlich mindestens zwei Segment-Zufuhrstationen bei unveränderter Arbeitsgeschwindigkeit ihrer Verlegeeinrichtungen gleichzeitig Segmente auf dieselbe Unterstützung zum Aufbau derselben unidirektionalen Faserlage aufbringen, wird die Produktionsgeschwindigkeit verdoppelt. Man kann hierbei auf bewährte Techniken zurückgreifen, indem die bereits vorhandenen Segment-Zufuhrstationen unverändert übernommen werden.
Aus der Weiterbildung gemäß Anspruch 2 wird deutlich, dass das erfindungsgemäße Verfahren besonders für solche bekannten Verfahren und Einrichtungen vorteilhaft ist, wie sie aus der EP 2 003 232 A1 der Anmelderin bekannt sind.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn gemäß Anspruch 3 die Bewegungsrichtung, in der die Faserschar von der Vorratseinheit über die Unterstützung geführt wird, in benachbarten Segment-Zufuhrstationen entgegengesetzt gerichtet ist. Die beiden Segment-Zufuhrstationen können dabei die von ihnen verlegten Segmente immer an derselben Bezugslinie oder Anlagestelle der Unterstützung anfügen. Allerdings ergeben sich dabei räumliche Zwänge für die Unterbringung der beiden Verlegeeinrichtungen. Die Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverhältnisse für das Zusammenarbeiten der beiden Segment-Zufuhrstationen müssen dabei neu eingestellt werden.
Um selbst diese Zwänge zu vermeiden, wird das Verfahren gemäß Anspruch 4 vorgesehen, wonach mindestens zwei Segment-Zufuhrstationen nach dem Prinzip „Verlegung auf Lücke” zusammenarbeiten. In diesem Fall verlegt die erste von zwei Segment-Zufuhrstationen die Segmente mit zwischengeschalteten Lücken. Aufgabe der zweiten Segment-Zufuhrstation ist es sodann, diese Lücken mit weiteren Segmenten passgenau auszufüllen. Dabei gibt es keine Schwierigkeiten mit einem Abstand zwischen den beiden Segment-Zufuhrstationen.
Die beiden Segment-Zufuhrstationen können in jedem Fall gleichzeitig in Betrieb sein; es kann jedoch auch vorteilhaft sein, dass sie wechselweise in Betrieb sind, wobei die Betriebszeit der einen Segment-Zufuhrstation mit der Rüstzeit der anderen Segment-Zufuhrstation zusammenfällt (Ansprüche 5 und 6).
Beim Arbeiten nach dem Prinzip „Verlegung auf Lücke” ist es erstrebenswert, dass die abwechselnd verlegten Segmente möglichst lückenlos und überlappungsfrei aneinander anschließen. Hierzu wird in vorteilhafter Weise ein Mess- und Steuerverfahren gemäß Anspruch 7 vorgeschlagen, das die Breite der Segmente und ihrer Lücken ständig ermittelt und beim Verlegen berücksichtigt. Die hierzu erforderlichen Vorraussetzungen sind in der zum Zeitpunkt dieser Anmeldung noch nicht offengelegten älteren europäischen Patentanmeldung 0 816 2037.9 vom 7. August 2008 der Anmelderin angegeben.
Eine vorteilhafte Weiterbildung gemäß Anspruch 8 der Anmeldung besteht darin, dass beim Verlegen nach dem Prinzip „Verlegung auf Lücke” von zwei Segment-Zufuhrstationen jede zumindest zeitweise mit zwei Vorratseinheiten betrieben wird, die sich dann auf entgegengesetzten Seiten der sich bewegenden Unterstützung befinden. Die zwischen den beiden Vorratseinheiten befindliche Verlegeeinrichtung kann dann wechselweise von je einer Vorratseinrichtung beschickt werden. Auch ein einziger Greifer, der Faserscharen von beiden Vorratseinheiten abzieht, ist in diesem Fall vorteilhaft (Anspruch 9); ein Leerhub des Greifers kann beim Arbeiten mit zwei Vorratseinheiten vermieden werden. Weitere Feinheiten dieser Verfahrensweise sind sodann in den Ansprüchen 10 bis 12 aufgeführt.
Eine andere Lösung der eingangs genannten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 13 angegeben. Danach wird zwar nur eine einzige Segment-Zufuhrstation vorgesehen, um die unidirektionale Faserlage auf die Unterstützung aufzubringen. Aber diese einzige Segment-Zufuhrstation wird mit einer ersten und einer zweiten Vorratseinheit betrieben, die sich an entgegensetzen Seiten der sich bewegenden Unterstützung befinden und abwechselnd im Betrieb sind, wobei die zwischen den beiden Vorratseinheiten befindliche Verlegeeinrichtung immer nur von einer Vorratseinheit beschickt wird, während die andere zu Rüstarbeiten stillgesetzt ist. Auch auf diese Weise kann ohne größeren Investitionsaufwand die Produktionsgeschwindigkeit gesteigert werden, weil ein vollständiger Stillstand zum Durchführen von Rüstarbeiten wegfällt.
Wie aus dem Anspruch 14 hervorgeht, eignet sich auch das zweite erfindungsgemäße durchgeführte Verfahren besonders gut für solche Verfahren und Einrichtungen, wie sie aus der EP 2 003 232 A1 der Anmelderin bekannt sind.
Da nach den erfindungsgemäßen Verfahren mit bewährten Einrichtungen aus dem Stand der Technik gearbeitet wird, bereitet es keine Schwierigkeit, die erfindungsgemäße Verfahrensweise auch auf das Herstellen von Multiaxialgelegen zu übertragen. Diese Möglichkeit ist in dem Anspruch 15 angegeben.
Die Ansprüche 16 bis 24 sind auf die Einrichtung gerichtet, mit der das erfindungsgemäße Verfahren nach dem ersten Lösungsvorschlag durchgeführt werden kann.
Schließlich ist in den Ansprüchen 25 und 26 angegeben, wie eine Multiaxialmaschine zum Herstellen von Multiaxialgelegen beschaffen sein muss, wenn die einzelnen unidirektionalen Lagen entsprechend dem Erfindungsvorschlag aufgebracht werden Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind. Die Figuren zeigen im Einzelnen das Folgende:
1 ist eine Ansicht von oben auf eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.
Die 1a bis 1c zeigen verschiedene Phasen im Arbeitsablauf der Einrichtung gemäß 1.
2 zeigt eine geänderte Betriebsweise der in 1 dargestellten Einrichtung.
3 gibt in einer der 1 entsprechenden Darstellung das Prinzip einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung wieder.
4 zeigt eine ergänzte Ausführung der in 3 dargestellten Einrichtung.
5 ist eine Abwandlung der Ausführungsform nach 4.
6 zeigt, wie das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen einer unidirektionalen Lage gemäß dem zweiten Lösungsvorschlag funktioniert.
1 zeigt eine Ansicht von oben auf das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 wie auch die folgenden Figuren beschränken sich auf eine prinzipielle Darstellung, die das Wesentliche zeigen soll. Gemäß 1 wird die unidirektionale Lage auf die Unterstützung 1 abgelegt.
Diese bewegt sich in der Richtung 2, also in der bildlichen Darstellung von oben nach unten. In der üblichen Weise kann die Unterstützung 1 durch zwei Förderketten 3 gebildet sein, zwischen denen die einzelnen Segmente 18 in nicht dargestellten Klemmeinrichtungen aufgespannt und damit auch unterstützt werden. Mit der Ziffer 4 ist die Station einer Weiterverarbeitung angedeutet. Beispielsweise kann 4 eine Spule bedeuten, auf der die insoweit fertig gebildete unidirektionale Lage aufgewickelt wird. Mit 4 kann aber auch eine weitere Segment-Zufuhrstation gemeint sein, in der beispielsweise eine weitere unidirektionale Lage auf die schon vorhandene Lage aufgelegt wird. Ebenso könnte 4 eine Verbindungsstation sein, wenn die in 1 dargestellte unidirektionale Faserlage die obere und letzte ist, die mit den darunter liegenden Faserlagen verbunden werden soll.
In der Bewegungsrichtung 2 der Unterstützung 1 hintereinander sind eine erste Segment-Zufuhrstation 5a und eine zweite Segment-Zufuhrstation 5b vorgesehen. Jede dieser Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b weist eine Vorratseinheit 6a, 6b, einen Greifer 10a, 10b und eine Verlegeeinrichtung 12a, 12b auf. Vereinfachend werden im Folgenden auch die Laufwagen der Verlegeeinrichtungen mit den Bezugsziffern 12a, 12b bezeichnet. Die Greifer 10a, 10b sind an Führungen 13 angetrieben geführt. Ersichtlich stimmt die Richtung der Führungen 13 mit der Faserlängsrichtung der abzulegenden Segmente 18 überein.
Von den Vorratseinheiten 6a, 6b sind in 1 lediglich Spulengatter 7, Spreizaggregate 8 und Klemmeinrichtungen 9 angedeutet, wobei die Klemmeinrichtungen 9 das vordere Ende einer bereitgestellten Faserschar 15 zwecks Übergabe an die Greifer 10a, 10b bereithalten. Aus Gründen der vereinfachten Darstellung sind in 1 und den folgenden Figuren die Vorratseinheiten 6a, 6b stationär dargestellt. Es können aber auch Vorratseinrichtungen 6a, 6b in Frage kommen, welche sich im Takt der Ablagebewegung hin- und herbewegen, damit ein kontinuierlicher Durchlauf der Fasern durch die Spreizaggregate 8 zustande kommen. Das ist im Einzelnen in der EP 2 003 232 A1 dargestellt und beschrieben.
Mit der in 1 dargestellten Einrichtung sollen die beiden Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b vordere Abschnitte 16 von der Faserschar abziehen, zu Segmenten 18 ablängen und an der Anlagestelle mit der Bezugslinie 14 auf der Unterstützung ablegen. Hierbei arbeitet der Laufwagen 12a der ersten Verlegeeinrichtung in dem Streckenabschnitt L1 in der Bewegungsrichtung 2 der Unterstützung 1, während der Arbeitsweg des Laufwagens der zweiten Verlegeeinrichtung 12b mit L2 bezeichnet ist. Bei gleichen Verfahrgeschwindigkeiten müssen die Strecken L1 und L2 unterschiedlich lang sein, weil die beiden Laufwagen nicht gleichzeitig das von Ihnen geführte Segment 18 an der Bezugslinie 14 ablegen können. Bei gleich langen Strecken L1 und L2 müssen die Verfahrgeschwindigkeiten verschieden sein. Die Darstellung der 1 zeigt den Greifer 10a der ersten Segment-Zufuhrstation 5a in seiner Ausgangsposition; er ist somit dabei, einen vorderen Abschnitt 16 von der Faserschar 15 zu übernehmen, die auf der ersten Vorratseinrichtung 6a bereitgehalten wird. Der zugehörige Laufwagen 12a ist in seiner Ablageposition, in der das abgelängte Segment 18 nach unten auf die Unterstützung 1 abgelegt wird.
Zu derselben Zeit hat der Greifer 10b den von ihm erfassten vorderen Abschnitt 16 quer über die Unterstützung 1 gezogen, und der zugehörige Laufwagen 12b steht bereit, dass daraus entstehende Segment zu übernehmen.
In der Arbeitsphase der 1a bewegt sich der Greifer 10a der ersten Segment-Zufuhrstation 5a längs der Führung 13 und zieht den zugehörigen vorderen Abschnitt 16 zur gegenüberliegenden Seite der Unterstützung 1 (Bewegungsrichtung 11a). Der zugehörige Laufwagen 12a der ersten Segment-Zufuhrstation 5a bewegt sich in der Richtung 17a auf den Greifer 10a zu, um von diesem den zu einem Segment 18 abgelängten vorderen Abschnitt 16 der Faserschar 15 zu übernehmen.
In der zweiten Segment-Zufuhrstation 5b hat der Greifer 10b seinen Rückweg angetreten (Bewegungsrichtung 11b) und führt somit einen Leerhub in Richtung auf die zugehörige zweite Vorratseinheit 6b aus. Der Laufwagen 12b bewegt sich in der Richtung 17b mit dem festgeklemmten Segment 18 in Richtung auf die Bezugslinie 14.
Den weiteren Fortgang zeigt die 1b. In der ersten Segment-Zufuhrstation 5a hat der Greifer 10a den gegenüberliegenden Rand der Unterstützung 1 erreicht und begegnet dort dem Laufwagen 12a, der den vorderen Abschnitt 16 der ersten Segment-Zufuhrstation 5a nunmehr von dem Greifer 10a übernimmt. Hier liegt also eine Übernahme- und Stillstandsstellung vor. In der zweiten Segment-Zufuhrstation 5b hat der Greifer 10b die zweite Vorratseinheit 6b erreicht und ist dabei, von dieser den vorderen Abschnitt 16 der bereitgehaltenen Faserschar 15 zu übernehmen. Auch hier liegt somit eine Stillstands- und Übernahmeposition vor.
Während des Überganges von der Position gemäß 1 bis zu der 1b hat sich die Unterstützung 1 die ganze Zeit in der Bewegungsrichtung 2 weiterbewegt. Somit hat der Laufwagen 12b jetzt das Segment 18 an die Bezugslinie 14 herangeführt und legt es dort auf Stoß an das letzte, von der ersten Segment-Zufuhrstation 5a abgelegte Segment an, das inzwischen schon Bestandteil der abgelegten unidirektionalen Lage ist. In der Darstellung der 1c ist dieser Vorgang bereits abgeschlossen. Dort bewegt sich in der ersten Segment-Zufuhrstation 5a der erste Greifer 10a zurück in seine Ausgangsposition (Bewegungsrichtung 11a), also wieder in Richtung auf die zugehörige Vorratseinheit 6a. Der Laufwagen 12a ist auf dem Weg zu der Bezugslinie 14 und führt das inzwischen abgelängte Segment 18 mit sich (Bewegungsrichtung 17a). In Kürze wird also wieder die Position gemäß 1 erreicht sein. Hinsichtlich der zweiten Segment-Zufuhrstation 5b zeigt die 1c, wie der Greifer 10b den vorderen Abschnitt 16 der Faserschar 15 nach links über die Unterstützung 1 zieht. Dementsprechend ist auch der Laufwagen 12b in der Bewegungsrichtung 17b unterwegs, um im Treffpunkt den vorderen Abschnitt 16 von dem Greifer 10b zu übernehmen.
Da der Vorgang des Ablegens grundsätzlich aus der EP 2 003 232 A1 mit allen Einzelheiten bekannt ist, wurde bei der vorliegenden Beschreibung des Arbeitsablaufes nicht besonders darauf eingegangen, wann beispielsweise die an den Vorratseinheiten 6a, 6b vorhandenen Klemmeinrichtungen öffnen und schließen; auch die Trennvorrichtungen, mit denen der vordere Abschnitt 16 einer Faserschar 15 bei der Bildung des Segments 18 abgetrennt wird, ist in den Figuren nicht dargestellt. Es soll aber hervorgehoben werden, dass bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen der Greifer 10a, 10b in jedem Fall ein Bestandteil der Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b ist. Hinsichtlich seiner Funktion kann man den Greifer 10a, 10b mit seiner Steuerung als eine weitere Baugruppe innerhalb der Segment-Zufuhrstation ansehen; er kann aber genauso gut der Veriegeeinrichtung 12a, 12b zugerechnet werden. Beim Arbeitsablauf gemäß den 1 bis 1c wird die Geschwindigkeit der Segmentablage verdoppelt: die eine Segment-Zufuhrstation führt die Ablegebewegung aus, während die andere bei Rückbewegung ihres Greifers im Leerhub und Rückbewegung des Laufwagens in die Übernahmeposition zum Greifer nicht ablegen kann. Somit muss auch die Bewegungsgeschwindigkeit der Unterstützung 1 verdoppelt werden.
2 zeigt eine Möglichkeit, wie mit einer Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß 1 auch die Nachteile der unvermeidlichen Rüstzeiten verringert werden können, die vor allem durch das Auswechseln der Spulengatter oder Scheibenspulen für das Bereitstellen der Fasernscharen begründet sind. Der Aufbau der Einrichtung gemäß 2 ist derselbe wie in 1. Jedoch wird die Einrichtung gemäß 2 derart betrieben, dass die erste Segment-Zufuhrstation 5a weiterläuft, während an der zweiten Segment-Zufuhrstation 5b die Spulen ausgewechselt werden, diese Segment-Zufuhrstation somit stillsteht. Deshalb ist in 2 die zweite Segment-Zufuhrstation 5b nur noch gestrichelt gezeichnet. Dann ist bei Rüstzeit einer Segment-Zufuhrstation 5a, 5b immerhin noch ein Weiterlaufen des Betriebes mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Unterstützung 1 nach dem Stand der Technik möglich. Die Ausführung der Einrichtung gemäß 1, 1a, 1b hat den Vorteil, dass zwei Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b verwendet werden können, die grundsätzlich denselben Aufbau haben, wie er von der Arbeitsweise mit nur einer Segment-Zufuhrstation 5a, 5b gewohnt ist. Allerdings ergibt sich die Schwierigkeit, dass beide Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b das von ihnen zugeführte Segment 18 an derselben Bezugslinie oder Anlagestelle 14 der bereits gebildeten unidirektionalen Lage zuführen müssen. Das ist nur nacheinander möglich, sodass sich die unterschiedlichen Verlegewege L1 und L2 für die beiden Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b ergeben. Zudem ist die Zuordnung der Bewegungsrichtung zwischen der Bewegung der Verlegeeinrichtungen 12a, 12b einerseits und der Bewegungsrichtung der Unterlage 1 andererseits prinzipiell entgegengesetzt (1b). Bewegungs- und Beschleunigungsverhältnisse müssen daher neu durchdacht und eingestellt werden. Außerdem ergeben sich bauliche Zwänge im Bereich der Bezugslinie (Anlagestelle) 14, weil die Verlegeeinrichtungen eben nicht nur – wie dargestellt – aus den Laufwagen 12a, 12b bestehen, sondern auch noch Führungs-, Stütz- und Absenkvorrichtungen mit den dazugehörenden Klemmeinrichtungen aufweisen müssen.
Mit der zweiten Ausführung gemäß der 3 werden alle diese Schwierigkeiten vermieden. Hier sind wieder eine erste Segment-Zufuhrstation 5a und eine zweite Segment-Zufuhrstation 5b in der Längsrichtung der Unterstützung 1 hintereinander oder nacheinander angeordnet. Die Bewegungsrichtung, in der die Greifer 10a, 10b den vorderen Abschnitt 16 der Faserschar 15 über die Unterstützung 1 ziehen, ist in beiden Fällen dieselbe. Die beiden Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b arbeiten somit in derselben Weise, wie es vorher beim Betrieb mit nur einer einzigen Segment-Zufuhrstation der Fall war. Der Unterschied besteht darin, dass in den zwei Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b die Segmente 18 auf Lücke verlegt werden, wobei die in der ersten Segment-Zufuhrstation 5a erzeugten Lücken 19 in der zweiten Zufuhrstation 5b ausgefüllt werden. Die Verlegeeinrichtung (der Laufwagen) 12b der zweiten Segment-Zufuhrstation 5b legt die von ihm herangebrachten Segmente 18 in die Lücken 19 hinein, die von der ersten Verlegeeinrichtung 12a erzeugt worden sind. Das Verlegen auf Lücke ist eine bekannte Möglichkeit, wenn es darum geht, eine unidirektionale Faserlage in Form von einzelnen Segmenten auf eine Unterstützung aufzubringen. Insofern kann hier auf bewährte Techniken zurückgegriffen werden. 3 lässt sofort erkennen, dass hierbei eine gemeinsame Bezugslinie (Anlagestelle) 14 für die Ablage des jeweils letzten Segments 18 nicht mehr erforderlich ist. Der Abstand zwischen den beiden Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b lässt sich in gewissen Grenzen variieren; es bestehen keine baulichen Zwänge durch eine zu enge Nachbarschaft zwischen den beiden Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b.
Allerdings müssen die von der ersten Segment-Zufuhrstation 5a erzeugten Lücken 19 passgenau von den Segmenten 18 ausgefüllt werden, welche die zweite Segment-Zufuhrstation 5b nachträglich aufbringt. Das gilt nicht nur hinsichtlich der Breite von Lücke 19 und Segment 18, sondern auch hinsichtlich des Ablegezeitpunktes. Zwar ist eine leichte Überlappung zwischen zwei benachbarten Segmenten 18 nicht übermäßig gefährlich, aber eine entstehende Lücke 19 ist in jedem Fall zu vermeiden. Ideal bleibt es, das zuletzt aufgebrachte Segment 18 passgenau in die Lücke 19, die bereits vorhanden ist einzuführen. Um das zu erreichen, besteht die Möglichkeit, im Betrieb fortlaufend die Breite der von der ersten Segment-Zufuhrstation 58 erzeugten Lücken zu messen und mit den gleichfalls gemessenen Segmentbreiten, die von der zweiten Segment-Zufallstation 5b herrühren, zu vergleichen. Dann kann man ein passgenaues Verlegen erzielen, indem man die Breite der Lücken 19 verändert und hierzu die Verlegegeschwindigkeit der ersten Verlegeeinrichtung 12a an die Bewegungsgeschwindigkeit der Unterstützung 1 anpasst. Wenn in den Vorratseinheiten 6a, 6b Spreizaggregate 8 vorhanden sind, das Spreizen also im sog. „Online-Verfahren” erfolgt, besteht weiter die Möglichkeit, die Breite der in der zweiten Segment-Zufuhrstation 5b erzeugten Segmente an die Breiten der vorhandenen Lücken 19 anzupassen. Hierzu muss der Spreizvorgang in dem Spreizaggregat 8 der zweiten Vorratseinheit 6b entsprechend reguliert werden. Die Möglichkeiten hierzu gehen aus der noch nicht offengelegten europäischen Patentanmeldung 0 816 2037.9 vom 7. August 2008 der Anmelderin hervor.
Gemäß der 4 wird die in 3 dargestellte Einrichtung weiter verbessert. Demnach wird jeder Segment-Zufuhrstation 5a, 5b eine zusätzliche Vorratseinheit 20a, 20b zugeordnet. Die zusätzliche Vorratseinheit 20a, 20b ist auf der entgegengesetzten Seite zu der normalen Vorratseinheit 6a, 6b angeordnet, hat aber im Übrigen denselben Aufbau wie diese. Die zusätzlichen Vorratseinheiten 20a, 20b werden damit ebenfalls Bestandteil der betreffenden Segment-Zufuhrstation 5a, 5b. Die durch die Führung 13 gegebene Bewegungsbahn des Greifers 10a, 10b bildet eine geradlinige Verbindung zwischen den Vorratseinheiten 6a, 6b einerseits und 20a, 20b andererseits. Die in 4 dargestellte Einrichtung kann in der Weise betrieben werden, dass der in der Mitte befindliche Greifer 10a, 10b die Faserscharen 15 von beiden Vorratseinheiten 6a, 6b einer jeden Segment-Zufuhrstation 5a, 5b im wechselnden Betrieb abzieht. Auf diese Weise führt der Greifer 10a, 10b keinen Leerhub mehr aus. Die dadurch mögliche Steigerung der Ablegegeschwindigkeit bei unverändert bleibender Arbeitsgeschwindigkeit der Verlegeeinrichtungen 12a, 12b ist offensichtlich. Auch hier besteht im Übrigen die Möglichkeit, dass innerhalb einer einzigen Segment-Zufuhrstation 5a, 5b während der Rüstzeit der zusätzlichen Vorratseinheit 20a, 20b die zugehörige normale Vorratseinheit 6a, 6b weiter arbeitet und umgekehrt. Trotz Berücksichtigung der Rüstzeit wird somit in der Ausführung gemäß 4 eine Verdopplung der Arbeitsgeschwindigkeit erzielt.
Wieder eine andere Möglichkeit geht aus 5 hervor. Um Investitionskosten zu sparen, ist dabei für zwei Segment-Zuführstationen eine gemeinsame zusätzliche und austauschbare Vorratseinheit 21 vorgesehen. Wie der Bewegungspfeil 22 andeutet, kann diese zusätzliche austauschbare Vorratseinheit 21 wahlweise an eine der beiden Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b angekuppelt werden. Durch gezieltes Umsetzen der austauschbaren Vorratseinheit 21 lassen sich die insgesamt drei Vorratseinheiten 6a, 6b und 21 der Einrichtung nach 5 optimal ausnutzen. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die beiden Segment-Zufuhrstationen 5a, 5b zeitversetzt gestartet werden, sodass die Notwendigkeit einer Rüstzeit bei den verschiedenen Vorratseinheiten 6a, 6b und 21 nacheinander im gleichbleibenden Rhythmus anfällt. Bei hohen Anforderungen an die Produktionsgeschwindigkeit können auch mehrere der Baugruppen gemäß den 3 bis 5 hintereinander zur Ablage einer und derselben unidirektionalen Faserlage eingesetzt werden.
Schließlich zeigt 6, wie das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen einer unidirektionalen Lage gemäß dem zweiten Lösungsvorschlag funktioniert. Hierbei ist nur eine einzige Segment-Zufuhrstation 31 vorgesehen. Diese ist mit einer ersten Vorratsstation 32 und zweiten Vorratsstation 33 ausgestattet, die sich zu beiden Seiten der sich bewegenden Unterstützung 1 befinden. Im Übrigen weist diese Segment-Zufuhrstation einen Greifer 34 und eine Verlegeeinrichtung 35 auf, deren Arbeitsweise dieselbe ist wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen. Die Betriebsweise der in 6 dargestellten Einrichtung wird darauf beschränkt, dass stets nur eine der beiden Vorratsstationen 32 oder 33 dem Greifer 34 und der Verlegeeinrichtung 35 zuarbeitet. Die jeweils andere Vorratsstation 32 oder 33 befindet sich dann in der Rüstzeit. Der zwischen den beiden Vorratseinheiten 32 und 33 tätige Greifer 34 führt also nach wie vor einen Leerhub aus, wenn er nach Übergabe eines vorderen Abschnittes 16 der Faserschar 15 an die Verlegeeinrichtung 35 wieder zu der jeweils aktiven Vorratseinheit 32 oder 33 zurückkehrt. Der Vorteil dieser Verfahrensweise besteht darin, dass bei einem geringen Aufwand an zusätzlicher Investition eine Betriebsunterbrechung wegen Rüstzeiten an einer Vorratsstation 32, 33 nicht eintritt.
Bezugszeichenliste
Fig. 1 bis Fig. 5:

1: Unterstützung
2: Bewegungsrichtung der Unterstützung
3: Förderketten
4: Station der Weiterbearbeitung
5a: erste Segment-Zufuhrstation
5b: zweite Segment-Zufuhrstation
6a: erste Vorratseinheit
6b: zweite Vorratseinheit
7: Spulengatter
8: Spreizaggregat
9: Klemmeinrichtung
10a: Greifer
10b: Greifer
11a: Bewegungsrichtung des Greifer 10a
11b: Bewegungsrichtung des Greifer 10b
12a: erste Verlegeeinrichtung (Laufwagen)
12b: zweite Verlegeeinrichtung (Laufwagen)
13: Führungen
14: Bezugslinie (Anlagestelle)
15: Faserschar
16: vorderer Abschnitt der Faserschar
17a: Bewegungsrichtung des Laufwagens 12a
17b: Bewegungsrichtung des Laufwagens 12b
18: Segment
19: Lücke
20a: zusätzliche Vorratseinheit
20b: zusätzliche Vorratseinheit
21: austauschbare Vorratseinheit
22: Bewegungspfeil

31: Segment-Zufuhrstation
32: erste Vorratseinheit
33: zweite Vorratseinheit
34: Greifer
35: Verlegeeinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2003232 A1 [0001, 0005, 0006, 0007, 0007, 0010, 0016, 0023, 0037, 0044]
EP 08162037 [0020, 0047]

Claims

Verfahren zum Aufbringen einer aus einzelnen Segmenten gebildeten band-, streifen- oder bahnförmigen unidirektionalen Faserlage auf eine sich bewegende Unterstützung, deren Bewegungsrichtung mit der Längsrichtung der entstehenden Faserlage übereinstimmt, wobei eine Faserschar von einer Vorratseinheit entnommen, quer zu der Bewegungsrichtung der Unterstützung über diese geführt und von einer Verlegeeinrichtung an die sich bewegende Unterstützung überführt wird, wobei Vorratseinheit und Verlegeeinrichtung zusammen eine Segment-Zufuhrstation bilden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b), die in der Bewegungsrichtung der Unterstützung (1) hintereinander angeordnet sind, die Segmente (18) zu derselben undirektionalen Faserlage aufbringen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Greifer (10a, 10b) den vorderen Abschnitt (16) einer Faserschar (15), die in Spulenform bereitgehalten ist, von der Vorratseinheit (6a, 6b) abzieht und über die Unterstützung (1) führt, wobei durch Abtrennen des vorderen Abschnittes (16) von der übrigen Faserschar (15) das Segment (18) gebildet wird und auch der Greifer (10a, 10b) Bestandteil einer jeden Segment-Zufuhrstation (5a, 5b) ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung, in der der vordere Abschnitt (16) der Faserschar (15) von der Vorratseinheit (6a, 6b) zu der Unterstützung (1) geführt wird, in benachbarten Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) entgegengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den mindestens zwei Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) die Segmente (18) auf Lücke (19) verlegt werden, wobei die in der einen Zufuhrstation erzeugten Lücken (19) in der anderen Zufuhrstation ausgefüllt werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) gleichzeitig in Betrieb sind.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) wechselweise in Betrieb sind, wobei die Betriebszeit der einen Segment-Zufuhrstation mit der Rüstzeit der anderen Segment-Zufuhrstation zusammenfällt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Breiten der verlegten Segmente (18) und der entstehenden Lücken (19) im laufenden Betrieb ermittelt werden und dass nach Maßgabe der ermittelten Werte durch Ändern der Arbeitsgeschwindigkeit der Verlegeeinrichtungen (12a, 12b) und/oder der Breite der zum Verlegen kommenden Segmente (18) eine Anpassung der Segmente (18) und Lücken (19) erfolgt, derart, dass die von zwei Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) abwechselnd verlegten Segmente (18) lückenlos und überlappungsfrei aneinander anschließen.
Verfahren nach Anspruch 4 mit zwei Segment-Zufuhrstationen, dadurch gekennzeichnet, dass jede Segment-Zufuhrstation (5a, 5b) zumindest zeitweise mit zwei Vorratseinheiten (6a, 20a bzw. 6b, 20b) betrieben wird, die sich auf entgegengesetzten Seiten der sich bewegenden Unterstützung (1) befinden und dass die zwischen den beiden Vorratseinheiten (6a, 20a bzw. 6b, 20b) befindliche Verlegeeinrichtung (12a, 12b) wechselweise von je einer Vorratseinheit (6a, 20a bzw. 6b, 20b) beschickt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 mit Verwendung eines Greifers (10a, 10b), der den vorderen Abschnitt (16) einer Faserschar (15) von einer Vorratseinheit (6a, 20a bzw. 6b, 20b) abzieht und über die Unterstützung (1) führt, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger Greifer (10a, 10b) die Faserscharen (15) von beiden Vorratseinheiten (6a, 20a bzw. 6b, 20b) einer jeden Segment-Zufuhrstation (15a, 15b) im wechselnden Betrieb abzieht.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass während der Rüstzeit der einen Vorratseinheit (6a, 20a bzw. 6b, 20b) die andere an derselben Segment-Zufuhrstation (5a, 5b) befindliche Vorratseinheit (6a, 20a bzw. 6b, 20b) die Verlegeeinrichtung (12a, 12b) weiter beschickt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) nacheinander gestartet werden und dabei die Rüstzeiten der insgesamt vier Vorratseinheiten (6a, 20a bzw. 6b, 20b) derart versetzt werden, dass eine Optimierung der Produktionsgeschwindigkeit erzielt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) im wechselnden Betrieb mit einer einzigen austauschbaren Vorratseinheit (21) betrieben werden, die verfahrbar ist und zeitweise an eine der beiden Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) angekuppelt wird, wobei sie der ständig vorhandenen Vorratseinheit (6a, 6b) auf der entgegengesetzten Seite der Unterstützung (1) gegenüberliegt.
Verfahren zum Aufbringen einer aus einzelnen Segmenten gebildeten band-, streifen- oder bahnförmigen unidirektionalen Faserlage auf eine sich bewegende Unterstützung, deren Bewegungsrichtung mit der Längsrichtung der entstehenden Faserlage übereinstimmt, wobei eine Faserschar von einer Vorratseinheit entnommen, quer zu der Bewegungsrichtung der Unterstützung über diese geführt und von einer Verlegeeinrichtung an die sich bewegende Unterstützung überführt wird, wobei Vorratseinheit und Verlegeeinrichtung zusammen eine Segment-Zufuhrstation bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die unidirektionale Faserlage von einer einzigen Segment-Zufuhrstation (31) aufgebracht wird, die mit einer ersten (32) und einer zweiten Vorratseinheit (33) betrieben wird, die sich auf entgegengesetzten Seiten der sich bewegenden Unterstützung (1) befinden und abwechselnd in Betrieb sind, wobei die zwischen den beiden Vorratseinheiten (32, 33) befindliche Verlegeeinrichtung (35) immer nur von einer Vorratseinheit (32, 33) beschickt wird, während die andere zu Rüstarbeiten stillgesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Greifer (10a, 10b) den vorderen Abschnitt (16) einer Faserschar (15), die in Spulenform bereitgehalten ist, von einer der Vorratseinheiten (32, 33) abzieht und über die Unterstützung (1) führt, wobei durch Abtrennen des vorderen Abschnitts (16) von der übrigen Faserschar (15) das Segment (18) gebildet wird und auch der Greifer (10a, 10b) Bestandteil der Segment-Zufuhrstation (31) ist.
Verfahren zum Herstellen eines band-, streifen- oder bahnförmigen Multiaxialgeleges, bei dem auf eine in Längsrichtung des entstehenden Multiaxialgeleges verlaufende endlose Fördereinrichtung nacheinander zwei oder mehr unidirektionale Faserlagen in Form einzelner Segmente aufgebracht und anschließend miteinander verbunden werden, wobei als Unterstützung die endlose Fördereinrichtung oder eine bereits auf dieser abgelegte unidirektionale Faserlage dient und die parallel angeordneten Fasern der einzelnen Segmente in wählbaren Winkeln quer zu der Längsrichtung des entstehenden Multiaxialgeleges verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der unidirektionalen Faserlagen gemäß den Ansprüchen 1 bis 12 oder 13 bis 14 aufgebracht wird.
Einrichtung zum Aufbringen einer aus einzelnen Segmenten gebildeten band-, streifen- oder bahnförmigen unidirektionalen Faserlage auf eine sich in Längsrichtung der entstehenden Faserlage bewegende Unterstützung, wobei eine Vorratseinheit, die eine Faserschar bereitstellt, zusammen mit einer Verlegeeinrichtung, die eine von der Vorratseinheit entnommene Faserschar quer zu der Bewegungsrichtung der Unterstützung auf dieser ablegt, zu einer Segment-Zufuhrstation zusammengefasst ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bewegungsrichtung (2) der Unterstützung (1) hintereinander mindestens zwei Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) angeordnet sind, die beide die Segmente zu (18) derselben entstehenden unidirektionalen Faserlage auf die Unterstützung (1) aufbringen.
Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass jede Segment-Zufuhrstation (5a, 5b) einen angetriebenen Greifer (10a, 10b) aufweist, der den vorderen Abschnitt (16) einer in Spulenform bereit gehaltenen Faserschar (15) von der Vorratseinheit (6a, 6b) abzieht und über die Unterstützung (1) führt, und dass die Vorratseinheit (6a, 6b) mit einer Trenneinrichtung und einer Klemmeinrichtung (9) versehen ist, wodurch der vordere Abschnitt (16) der Faserschar (15) zur Bildung eines Segments (18) abgetrennt und der Anfang der verbleibenden Faserschar für den nächsten Verlegevorgang bereitgehalten wird.
Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass in den mindestens zwei Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) die Bewegungsrichtung (11a, 11b), in der der vordere Abschnitt (16) der Faserschar (15) von der Vorratseinheit (6a, 6b) über die Unterstützung (1) geführt wird, identisch ist.
Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass in zwei benachbarten Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) die Bewegungsrichtung (11a, 11b), in der der vordere Abschnitt (16) der Faserschar (15) von der Vorratseinheit (6a, 6b) über die Unterstützung (1) geführt wird, entgegengesetzt ist.
Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Merkmale vorgesehen sind: a) in der Bewegungsrichtung (2) der Unterstützung (1) hintereinander sind zwei Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) angeordnet; b) die Steuerung der beiden Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) ist auf eine Ablage mit Lücken (19) eingestellt, wobei zwischen den einzelnen auf der Unterstützung (1) abgelegten Segmenten (18) gleich bleibende Abstände von der Breite eines Segments (18) verbleiben; c) die in der einen Segment-Zufuhrstation (5a, 5b) erzeugten Lücken (19) werden in der anderen Segment-Zufuhrstation (5a, 5b) mit Segmenten (18) ausgefüllt.
Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mess- und Auswerte-Einrichtung vorgesehen ist, durch die im laufenden Betrieb die Breiten der verlegten Segmente (18) und der entstehenden Lücken (19) gemessen oder ermittelt werden, und dass eine Auswerte- und Steuer-Einrichtung vorgesehen ist, welche nach Maßgabe der Mess- und/oder Ermittlungswerte über die veränderliche Arbeitsgeschwindigkeit der Verlegeeinrichtungen (12a, 12b) und/oder die veränderliche Breite der zum Verlegen kommenden Segmente (18) ein lückenloses und überlappungsfreies Einlegen der Segmente (18) in die von der ersten Segment-Zufuhrstation (5a) erzeugten Lücken bewirkt.
Einrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Merkmale vorgesehen sind: a) zumindest eine der beiden Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) ist mit einer zusätzlichen Vorratseinheit (20a, 20b) ausgestattet, die ebenfalls zum Funktionszusammenhang mit der gemeinsamen Verlegeeinrichtung (12a, 12b) eingerichtet ist; b) die beiden Vorratseinheiten (6a, 20a bzw. 6b, 20b) dieser Segment-Zufuhrstation (5a, 5b) sind einander gegenüberliegend rechts und links der sich bewegenden Unterstützung (1) angeordnet; c) die Steuerung dieser Segment-Zufuhrstation (5a, 5b) ist derart ausgebildet, dass die zwischen den beiden Vorratseinheiten (6a, 20a bzw. 6b, 20b) befindliche Verlegeeinrichtung (12a, 12b) entweder kontinuierlich abwechselnd von beiden Vorratseinheiten (6a, 6b; 20a, 20b) beschickt wird oder nur mit der einen Vorratseinheit (6a, 20a bzw. 6b, 20b) zusammenarbeitet, wenn die andere Vorratseinheit (6a, 20a bzw. 6b, 20b) aus betrieblichen Gründen (Rüstzeit, Wartung u. dgl.) stillsteht.
Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Steuereinrichtung der beiden Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) vorgesehen ist, durch die mittels unterschiedlicher Startzeitpunkte für die beiden Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) und systematische Verteilung der Betriebs- und Stillstandszeiten auf die verschiedenen Vorratseinheiten (6a, 6b) eine Optimierung der Produktionsgeschwindigkeit erzielt wird.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass den beiden Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) eine einzige zusätzliche Vorratseinheit (21) zugeordnet ist, die beweglich ausgebildet ist und nach Maßgabe einer maximalen Produktionsgeschwindigkeit wechselnd an einer der beiden Segment-Zufuhrstationen (5a, 5b) angekuppelt und in Betrieb ist, wobei sie der ständig vorhandenen Vorratseinheit (6a, 6b) gegenüberliegend angeordnet ist.
Multiaxialmaschine zum Herstellen eines band-, streifen- oder bahnförmig Multiaxialgeleges, mit einer endlosen, in Längsrichtung des entstehenden Multiaxialgeleges bewegten Fördereinrichtung, mit als Zufuhrstationen ausgebildeten Einrichtungen, durch die auf die Fördereinrichtung nacheinander mindestens zwei unidirektionale Faserlagen aufgetragen werden, deren Fasern in wählbaren Winkeln quer zu der Längsrichtung der endlosen Fördereinrichtung verlaufen, wobei die endlose Fördereinrichtung und gegebenenfalls eine bereits darauf abgelegte Faserlage als Unterstützung für die einzelnen Faserlagen dienen, und mit einer am Ende der endlosen Fördereinrichtung angeordneten Verbindungsstation, in der die unidirektionalen Faserlagen miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass hierbei zum Aufbringen einer unidirektionalen Faserlage in Segmentform mindestens zwei Segment-Zufuhrstationen in Längsrichtung der endlosen Fördereinrichtung hintereinander vorgesehen sind.
Multiaxialmaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Segment-Zufuhrstation als Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 16 bis 24 ausgebildet ist.