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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung, insbesondere für ein Ablegesystem, und ein Verfahren zum Beschneiden von Faserhalbzeugen sowie ein Ablegesystem zum Ablegen von Faserhalbzeugen.
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Zur Herstellung von Faserverbundbauteilen mit einer oder mehreren Lagen aus einem Fasermaterial, welche in eine Matrixschicht aus einem Matrixmaterial eingebettet sind, wird in der Regel zunächst das Fasermaterial bahnweise auf eine Oberfläche eines Formwerkzeugs abgelegt und anschließend die Matrixschicht erzeugt. Üblicherweise wird das Fasermaterial vor oder während dem Ablegevorgang mittels Schneideinrichtungen konfektioniert.
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Die
DE 10 2012 017 595 A1 offenbart eine Ablegevorrichtung zum Ablegen von Zuschnitten eines flächigen Fasermaterials. Das abzulegende Fasermaterial liegt hierbei als ein auf einem Trägermaterial angeordnetes Verbundmaterial vor, welches auf einer Vorratsrolle aufgewickelt ist. Die Ablegevorrichtung umfasst mehrere Walzen über welche das Verbundmaterial zu einer Drapiereinheit geführt wird, welche das Fasermaterial an eine Werkzeugoberfläche eines Formwerkzeugs anlegt. Die Ablegevorrichtung weist weiterhin eine Messereinheit auf, die gegenüber einer Schneidunterlage angeordnet ist. Zum Konfektionieren des Fasermaterials wird die Messereinheit gegen das Fasermaterial gedrückt, wobei das Trägermaterial an der Schneidunterlage anliegt und die Messereinheit das Fasermaterial durchtrennt.
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Die
DE 10 2013 109 856 A1 beschreibt ein Werkzeugsystem mit einer Aufnahmeeinrichtung, auf deren Oberfläche ein Faserhalbzeug abgelegt wird. An einem Umfang der Aufnahmeeinrichtung ist ein Schnittrahmen angeordnet. Das Faserhalbzeug wird in einem auf der Aufnahmeeinrichtung abgelegten Zustand beschnitten, wobei an der Oberfläche der Aufnahmeeinrichtung während des Beschneidens des Faserhalbzeugs ein Unterdruck durch Absaugen von Luft durch Öffnungen an der Oberfläche erzeugt wird, um das Faserhalbzeug sicher zu positionieren und während des Beschneidens zuverlässig zu halten.
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In der
DE 10 2007 012 608 A1 wird ein Ablegeverfahren zum Ablegen von Zuschnitten von Faserhalbzeugen beschrieben.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schneidvorrichtung und ein Verfahren zum Beschneiden von Faserhalbzeugen bereitzustellen, mit der bzw. mit dem ein Faserhalbzeug präzise konfektionierbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schneidvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Ablegesystem bereitzustellen, das einen kompakten Aufbau aufweist und mit dem ein Faserhalbzeug auf effiziente Weise auf einer Ablageoberfläche ablegbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Ablegesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
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Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Schneidvorrichtung zum Beschneiden eines Faserhalbzeugs vorgesehen, wobei die Schneidvorrichtung eine erste Spannwalze und eine beabstandet zu dieser angeordnete zweite Spannwalze zur Führung des Faserhalbzeugs in einem Förderbahnabschnitt einer Förderbahn, welcher zwischen der ersten und der zweiten Spannwalze in einer durch die Beabstandung der ersten und der zweiten Spannwalze definierten Förderlängsrichtung verläuft, aufweist.
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Die Schneidvorrichtung weist weiterhin eine zwischen der ersten und der zweiten Spannwalze angeordnete Schnittleiste auf, welche eine sich in einer Schnittleisten-Längsrichtung erstreckende Nut aufweist, wobei die Schnittleiste sich mit der Schnittleisten-Längsrichtung in einer quer zu der Förderlängsrichtung verlaufenden Fördertiefenrichtung erstreckt.
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Weiterhin weist die Schneidvorrichtung eine Pumpeinrichtung auf, die dazu ausgelegt ist, in der Nut einen Unterdruck zu erzeugen. Dies hat den Vorteil, dass das Faserhalbzeug mittels der Pumpeinrichtung zumindest teilweise in die Nut einsaugbar ist. Dadurch ist eine Ausbeulung des Faserhalbzeugs in Förderquerrichtung in seitlich der Nut gelegenen Ausbeulungsbereichen des Faserhalbzeugs infolge dessen Biegesteifigkeit erzeugbar. Dies hat den Vorteil, dass das Faserhalbzeug unter einem bestimmten Abstand von der ersten Oberfläche der Schneidleiste mit einer im Folgenden noch beschriebenen Schneidklinge durchtrennt bzw. zu der Schneidklinge hin bewegt werden kann. Falls das Faserhalbzeug auf einer Trägerschicht angeordnet ist, kann vorteilhaft eine Trennung des Faserhalbzeugs von der Trägerschicht durch das Erzeugen eines Unterdrucks in der Nut erfolgen. Auf diese Weise kann die unten noch genauer beschriebene Schneidklinge das Faserhalbzeug präzise durchtrennen, ohne dass eine Beschädigung der Trägerschicht erfolgt.
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Wie bereits beschrieben, weist die Schneidvorrichtung weiterhin die Schneidklinge auf, wobei die Schneidklinge in Bezug auf eine quer zu der Fördertiefenrichtung verlaufende Förderquerrichtung gegenüberliegend der Schnittleiste derart angeordnet ist, dass der Förderbahnabschnitt zwischen der Schneidklinge und der Schnittleiste verläuft, wobei die Schneidklinge in der Förderquerrichtung bewegbar ist.
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Die Schneidvorrichtung kann insbesondere in einem Ablegesystem zum Ablegen eines Faserhalbzeugs vorgesehen sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Schneidvorrichtung getrennt von einem Ablegesystem verwendet wird, beispielsweise in einer Zuschneidestation, in welcher ein auf einer Trägerschicht angeordnetes Faserhalbzeug durch die Schneidvorrichtung transportiert und mit der Schneidvorrichtung Zuschnitte des Faserhalbzeugs erzeugt werden. Die Zuschnitte können beispielsweise auf einer Lagerrolle gelagert werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Schneidklinge weiterhin entlang der Schnittleisten-Längsrichtung bewegbar ist und alternativ oder zusätzlich hierzu um eine Schneidklingenlängsachse drehbar ist. Dies hat den Vorteil, dass mit einer schmalen Schneidklinge ein Breites Faserhalbzeug durch Bewegen der entlang der Schnittleisten-Längsrichtung durchtrennbar ist. Durch Drehen der Schneidklinge um die Schneidklingenlängsachse kann eine Schnittkante der Schneidklinge entlang der Förderlängsrichtung oder entlang der Fördertiefenrichtung verlaufend ausgerichtet werden. Dies hat den Vorteil, dass die Schneidklinge sowohl zum Ablängen des Faserhalbzeugs verwendbar ist, wenn die Schnittkante entlang der Fördertiefenrichtung verlaufend ausgerichtet ist, als auch zur Herstellung eines Randbeschnitts, also zum Abtrennen eines Trennbereichs des Faserhalbzeugs während des Transports desselben in einer Transportrichtung verwendet werden kann, wenn die Schnittkante entlang der Förderlängsrichtung verlaufend ausgerichtet ist.
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Vorteilhaft können die Schneidklinge und die Nut der Schnittleiste in der Förderquerrichtung fluchtend zueinander angeordnet sein. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass in diesem Bereich in der Regel ein großer Abstand zwischen dem Faserhalbzeug und einer Trägerschicht vorliegt, falls das Fasermaterial auf einer Trägerschicht angeordnet ist. Damit wird eine Beschädigung des Trägermaterials zuverlässig vermieden. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die Schneidklinge in der Förderlängsrichtung seitlich versetzt zu der Nut der Schnittleiste angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass eine Oberfläche der Schnittleiste eine Gegenlager für das Faserhalbzeug bildet, wodurch eine zuverlässige Trennung über die gesamte Querschnittsdicke des Faserhalbzeugs erfolgt.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schneidvorrichtung weiterhin ein auf einer der ersten Spannwalze zugewandten Seite der Nut angeordnetes erstes Führungsblech aufweist, welches sich entlang der Schnittleisten-Längsrichtung erstreckt und derart gegenüberliegend zu der Schnittleiste angeordnet ist, dass der Förderbahnabschnitt zwischen dem ersten Führungsblech und der Schnittleiste verläuft. Damit kann die Stärke der Ausbeulung des Fasermaterials infolge des Einsaugens in die Nut eingestellt bzw. begrenzt werden. Auf diese Weise ist die präzise Beschneidung von Fasermaterialien mit verschiedenen Biegesteifigkeiten und somit Ausbeulungsverhalten vorteilhaft durchführbar.
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Ein erster Endabschnitt des ersten Führungsblechs kann in Bezug auf die Förderlängsrichtung bevorzugt innerhalb der Nut der Schnittleiste angeordnet sein. Somit liegt der Endabschnitt des ersten Führungsblechs zwischen zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden der Nut.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Schneidvorrichtung alternativ oder zusätzlich zu dem ersten Führungsblech ein auf einer der zweiten Spannwalze zugewandten Seite der Nut angeordnetes zweites Führungsblech aufweist, welches sich entlang der Schnittleisten-Längsrichtung erstreckt und derart gegenüberliegend zu der Schnittleiste angeordnet ist, dass der Förderbahnabschnitt zwischen dem zweiten Führungsblech und der Schnittleiste verläuft. Das zweite Führungsblech dient insbesondere der präzisen Führung des Fasermaterials nach dem Durchtrennen desselben. Insbesondere kann ein zweiter Endabschnitt des zweiten Führungsblechs, welcher in Bezug auf die Förderlängsrichtung der ersten Spannwalze zugewandt gelegen ist, in Bezug auf die Förderquerrichtung von der Schnittleiste abstehen. Der zweite Endabschnitt kann beispielsweise gekrümmt oder gerade verlaufen. Dadurch, dass dieser von der Schnittleiste absteht, bildet der zweite Endabschnitt eine Einfädelhilfe für das Faserhalbzeug. Dies ist insbesondere vorteilhaft, falls ein in Bezug auf die Transportrichtung von dem zweiten Endabschnitt des Führungsblechs gelegener Endabschnitt des Faserhalbzeugs in Bezug auf die Förderquerrichtung von der Schnittleiste beabstandet positioniert ist, beispielsweise des Durchtrennens des Faserhalbzeugs.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass an der Pumpeinrichtung ein Pumpzustand, in dem diese einen Unterdruck in der Nut der Schnittleiste durch Absaugen von Fluid aus der Nut der Schnittleiste erzeugt, einstellbar ist. Die Pumpeinrichtung kann insbesondere derart steuerbar sein, dass diese in dem Pumpzustand einen zeitlich konstanten Druck in der Nut der Schnittleiste einstellt. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass eine räumliche Lage des Faserhalbzeugs in Bezug auf die Förderquerrichtung präzise einstellbar ist. Die Pumpeinrichtung kann alternativ oder zusätzlich hierzu auch derart steuerbar sein, dass diese einen zeitlich variablen Druck in der Nut der Schnittleiste einstellt. Beispielsweise kann die Pumpeinrichtung derart steuerbar sein, dass diese einen pulsierenden Unterdruck in der Nut einstellt. Auf diese Weise kann eine besonders gute Trennwirkung zwischen Faserhalbzeug und Trägerschicht erzielt werden.
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Unter einem pulsierenden Unterdruck wird hierin allgemein ein zeitlich periodisch verlaufender Betrag des Drucks in der Nut verstanden. Hierbei kann sich insbesondere auch die Amplitude des Unterdrucks über die Zeit ändern, insbesondere können zeitlich aufeinander folgend verschiedene maximale Beträge des Unterdrucks auftreten, wobei die Zeit zwischen mehreren aufeinander folgenden maximalen Beträgen des Unterdrucks gleich oder verschieden sein kann.
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Gemäß einem weiteren Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist eine Absammelvorrichtung zum Aufnehmen von von einem Faserhalbzeug abgetrennten Faserverschnittmaterial vorgesehen. Die Absammelvorrichtung weist eine Saugeinrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, das abgetrennte Faserverschnittmaterial von dem Faserhalbzeug zu separieren. Weiterhin weist die Absammelvorrichtung eine beabstandet zu der Saugeinrichtung angeordnete, drehbar gelagerte Aufnahmewalze zum Aufnehmen des Faserverschnittmaterials auf. Außerdem weist die Absammelvorrichtung einen sich zwischen der Saugeinrichtung und der Aufnahmewalze erstreckenden Führungskanal mit einer der Saugeinrichtung zugewandt gelegenen Einführungsöffnung, in welche das Faserverschnittmaterial einführbar ist, und einer der Aufnahmewalze zugewandt gelegenen Zuführungsöffnung auf, durch welche hindurch das Faserverschnittmaterial der Aufnahmewalze zuführbar ist.
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Der Führungskanal kann sich zumindest abschnittsweise entlang einer Förderbahn erstrecken, entlang welcher das Faserhalbzeug transportierbar ist.
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Die Aufnahmewalze kann verschiebbar gelagert sein, z.B. an einer Führungsschiene. Auf diese Weise kann die Anordnung der Aufnahmewalze bei zunehmendem Raumbedarf infolge von auf der Aufnahmewalze gelagertem Faserverschnittmaterial verändert werden. Dies hat den Vorteil, dass die Aufnahmewalze bei einem räumlich sehr kompakten Aufbau der Absammeleinrichtung eine große Menge an Faserverschnittmaterial aufnehmen kann
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Absammelvorrichtung zusätzlich eine durch eine Antriebswalze angetriebene Kopplungswalze aufweist, welche kinematisch derart an die Aufnahmewalze gekoppelt ist, dass die Kopplungswalze die Aufnahmewalze in einer Aufnahmedrehrichtung antreibt. Damit kann ein passiver Antrieb der Absammelwalze realisiert werden. Insbesondere ist keine zusätzliche Antriebsvorrichtung zum Antreiben der Absammelvorrichtung notwendig. Die Antriebswalze zum Antreiben der Kopplungswalze kann insbesondere durch eine Umlenkwalze eines Ablegesystems gebildet sein.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Ablegesystem zum Ablegen eines Faserhalbzeugs vorgesehen, welches eine Drapiervorrichtung zum Anlegen des Faserhalbzeugs an eine Ablageoberfläche, eine Absammelvorrichtung nach einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen und alternativ oder zusätzlich zu dieser eine Schneidvorrichtung nach einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen aufweist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschneiden eines Faserhalbzeugs eines Verbundmaterials, welches eine Trägerschicht aufweist, an der das Faserhalbzeug haftet. Das Verfahren kann insbesondere mit einer Schneidvorrichtung nach einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt werden.
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Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- - Trennen der Trägerschicht von dem Faserhalbzeug durch zumindest teilweises Einsaugen der Trägerschicht in eine sich in einer Schnittleisten-Längsrichtung erstreckende Nut einer Schnittleiste einer Schneidvorrichtung, wobei das Verbundmaterial an einer ersten Spannwalze und an einer beabstandet zu dieser angeordneten zweiten Spannwalze in einer durch die Beabstandung der Spannwalzen definierten Förderlängsrichtung geführt ist, wobei die Schnittleiste zwischen der ersten und der zweiten Spannwalze angeordnet ist und sich mit der Schnittleisten-Längsrichtung in einer quer zu der Förderlängsrichtung verlaufenden Fördertiefenrichtung erstreckt; und
- - Durchtrennen des Faserhalbzeugs durch Kontaktieren desselben mit einer Schneidklinge der Schneidvorrichtung, wobei die Schneidklinge in Bezug auf eine quer zu der Fördertiefenrichtung verlaufende Förderquerrichtung gegenüberliegend der Schnittleiste angeordnet ist.
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Bei dem Verfahren kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Kontaktieren des Faserhalbzeugs mit der Schneidklinge dadurch erfolgt, dass das Faserhalbzeug infolge des Einsaugens der Trägerschicht in Richtung der Schneidklinge bewegt wird Alternativ oder zusätzlich hierzu kann das Kontaktieren des Faserhalbzeugs mit der Schneidklinge dadurch erfolgen, dass die Schneidklinge in der Förderquerrichtung in Richtung der Schneidleiste bewegt wird.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Schneidklinge nach dem Kontaktieren mit dem Faserhalbzeug entlang der Schnittleisten-Längsrichtung bewegt wird.
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Vorteilhaft kann außerdem vor dem Trennen der Trägerschicht von dem Faserhalbzeug und/oder nach dem Durchtrennen des Faserhalbzeugs ein Transportieren des Verbundmaterials entlang der Förderlängsrichtung in einer Transportrichtung erfolgen, wobei die zumindest eine Schneidklinge während des Transportierens in Bezug auf die Förderquerrichtung derart positioniert ist, dass die Schneidklinge mit einer einen Trennbereich des Faserhalbzeugs definierenden Trennstelle kontaktiert ist und dadurch das Faserhalbzeug an der Trennstelle durchtrennt. Auf diese Weise kann vorteilhaft ein Randbeschnitt des Faserhalbzeugs erfolgen.
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Hierin wird unter einem „Faserhalbzeug“ oder einem „Faserwerkstoff“ oder einem „Fasermaterial“ allgemein ein Werkstoff verstanden, der aus einer Vielzahl von fadenförmigen Verstärkungsfasern, wie beispielsweise Kohle-, Glas-, Keramik-, Aramid-, Bor-, Mineral-, Natur- oder Kunststofffasern oder Mischungen aus diesen gebildet ist. Der Faserwerkstoff kann insbesondere auch mit einem Harz- oder Matrixmaterial wie z.B. einem duroplastischen, thermoplastischen, elastomeren Harz oder allgemein ein Kunststoffharz oder dergleichen imprägniert sein.
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In Bezug auf Richtungsangaben und Achsen, insbesondere auf Richtungsangaben und Achsen, die den Verlauf von physischen Strukturen betreffen, wird hierin unter einem Verlauf einer Achse, einer Richtung oder einer Struktur „entlang“ einer anderen Achse, Richtung oder Struktur verstanden, dass diese, insbesondere die sich in einer jeweiligen Stelle der Strukturen ergebenden Tangenten jeweils in einem Winkel von kleiner oder gleich 45 Grad, bevorzugt kleiner oder gleich 30 Grad und insbesondere bevorzugt parallel zueinander verlaufen.
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In Bezug auf Richtungsangaben und Achsen, insbesondere auf Richtungsangaben und Achsen, die den Verlauf von physischen Strukturen betreffen, wird hierin unter einem Verlauf einer Achse, einer Richtung oder einer Struktur „quer“ zu einer anderen Achse, Richtung oder Struktur verstanden, dass diese, insbesondere die sich in einer jeweiligen Stelle der Strukturen ergebenden Tangenten jeweils in einem Winkel von größer oder gleich 45 Grad, bevorzugt größer oder gleich 60 Grad und insbesondere bevorzugt senkrecht zueinander verlaufen.
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Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:
- 1 jeweils eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Schneidvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und einer Absa mmelvorrichtu ng;
- 2 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Ablegesystems gemäß der vorliegenden Erfindung, welches die in 1 gezeigte Schneidvorrichtung und die in 1 gezeigte Absammelvorrichtung aufweist;
- 3 eine Detailansicht des durch den Buchstaben Z gekennzeichneten Bereichs der in der 1 gezeigten Schneidvorrichtung;
- 4 eine Ausgangssituation eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 5 einen ersten Schritt des Verfahrens;
- 6 einen weiteren Schritt des Verfahrens; und
- 7 eine abgebrochene Draufsicht auf ein Faserhalbzeug mit schematisch dargestellten Schnittverläufen, welche durch das Verfahren bzw. die Schneidvorrichtung an dem Faserhalbzeug erzielbar sind.
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In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schneidvorrichtung 10 sowie ein Ausführungsbeispiel einer Absammelvorrichtung 50, wobei die Schneidvorrichtung 10 und die Absammelvorrichtung 50 jeweils als Teil eines Ablegesystems 100 dargestellt sind.
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Die Schneidvorrichtung 10 ist zum Beschneiden eines Faserhalbzeugs 3 vorgesehen und kann bevorzugt in dem später noch genauer beschriebenen Ablegesystem 100 vorgesehen sein. Die Schneidvorrichtung 10 weist eine erste Spannwalze 11 und eine beabstandet zu dieser angeordnete zweite Spannwalze 12 auf. Die erste und die zweite Spannwalze 11, 12 sind jeweils drehbar gelagert. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine der Spannwalzen 11, 12 durch eine Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt) antreibbar ist. Die erste und die zweite Spannwalze 11, 12 definieren durch deren relative Anordnung zueinander und somit durch deren Beabstandung eine Förderlängsrichtung L21. Die erste und die zweite Spannwalze 11, 12 sind zur Führung des Faserhalbzeugs 3 in einem Förderbahnabschnitt 21 einer Förderbahn 20 vorgesehen. Der Förderabschnitt 21 verläuft zwischen der ersten und der zweiten Spannwalze 11, 12 in der Förderlängsrichtung L21.
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Wie in 1 gezeigt ist, kann der ersten Spannwalze 11 eine erste Gegenwalze 13 und der zweiten Spannwalze 12 eine zweite Gegenwalze 14 zugeordnet sein. Die Gegenwalzen 13, 14 sind jeweils in einer quer zu der Förderlängsrichtung L21 verlaufenden Förderquerrichtung C21 versetzt zu der jeweiligen Spannwalze 11, 12 angeordnet.
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Das zu fördernde Faserhalbzeug 3 ist durch die Spannwalzen 11, 12 in der Förderlängsrichtung L21 führbar und kann durch diese in oder entgegen einer Transportrichtung T20 transportierbar sein, falls eine der Spannwalzen 11, 12 antreibbar gestaltet ist.
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Die Schneidvorrichtung 10 weist weiterhin eine zwischen der ersten und der zweiten Spannwalze 11, 12 angeordnete Schnittleiste 31 auf, welche sich in einer Schnittleisten-Längsrichtung L31 erstreckt. Die Schnittleiste 31 ist insbesondere als ein längliches Bauteil ausgebildet und kann insbesondere einen T-förmigen Querschnitt aufweisen, wie dies beispielartig in 3 gezeigt ist. Die Schnittleiste 31 kann jedoch auch einen rechteckförmigen, allgemein blockförmigen Querschnitt aufweisen. Die Schnittleiste 31 erstreckt sich mit der Schnittleisten-Längsrichtung L31 in einer quer zu der Förderlängsrichtung L21 und quer zu der Förderquerrichtung C21 verlaufenden Fördertiefenrichtung D21.
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Wie in 3 gezeigt ist, weist die Schnittleiste 31 eine sich in der Schnittleisten-Längsrichtung L31 erstreckende Nut 32 auf. Die Nut 32 ist an einer ersten Oberfläche 31a der Schnittleiste 31 ausgebildet und kann beispielsweise einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, wie in 3 gezeigt ist. Die Nut 32 kann auch einen V-förmigen, einen U-förmigen oder ähnlichen Querschnitt aufweisen.
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Die Schneidvorrichtung 10 weist weiterhin eine Pumpeinrichtung 33 auf, die dazu ausgelegt ist, in der Nut 32 einen Unterdruck zu erzeugen. Die Pumpeinrichtung 33 ist in den Figuren lediglich schematisch dargestellt. Die Pumpeinrichtung 33 ist über eine Anschlussleitung 33A funktional an die Nut 32 gekoppelt. Insbesondere kann in der Schneidleiste 31 eine die Anschlussleitung 33A oder einen Teil derselben bildende Bohrung (nicht dargestellt) ausgebildet sein, welche an einer in der Nut 32 gelegenen Öffnung endet. Durch die Anschlussleitung 33A kann mittels der Pumpeinrichtung 33 ein sich in der Nut 32 befindliches Fluid, insbesondere Luft, aus der Nut 32 abgesaugt und damit ein Unterdruck in dieser erzeugt werden. Eine Abdichtung der Nut 32 während der Erzeugung des Unterdrucks kann insbesondere dadurch erfolgen, dass das Faserhalbzeug 3, insbesondere eine mit diesem verbundene Trägerschicht 4, die Nut 32 abdeckt bzw. seitlich derselben an der ersten Oberfläche 31a der Schnittleiste 31 anliegt.
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Mittels der Pumpeinrichtung 33 ist das Faserhalbzeug 3 zumindest teilweise in die Nut einsaugbar, wie die beispielartig für ein an einem Trägerschicht 4 angeordnetes Faserhalbzeug 3 in den 4 bis 6 schematisch gezeigt ist. Durch das teilweise Einsaugen des Faserhalbzeugs 3 in die Nut 32 kommt es zu einer Ausbeulung des Faserhalbzeugs 3 in Förderquerrichtung C21 in beispielsweise seitlich der Nut 32 gelegenen Ausbeulungsbereichen des Faserhalbzeugs 3. Damit kann das Faserhalbzeug 3 unter einem bestimmten Abstand von der ersten Oberfläche 31a der Schneidleiste mit einer im Folgenden noch beschriebenen Schneidklinge 34 durchtrennt werden. Falls, wie in den 4 bis 6 beispielartig gezeigt ist, das Faserhalbzeug 3 auf einer Trägerschicht 4 angeordnet ist, kann vorteilhaft eine Trennung des Faserhalbzeugs 3 von der Trägerschicht 4 durch das Erzeugen eines Unterdrucks in der Nut 32 erfolgen. Damit wird eine Beabstandung d6 von Trägerschicht 4 und Faserhalbzeug 3 erzielt. Auf diese Weise kann die unten noch genauer beschriebene Schneidklinge 34 das Faserhalbzeug 3 durchtrennen, ohne dass eine Beschädigung der Trägerschicht 4 erfolgt.
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Wie bereits beschrieben, kann an der Pumpeinrichtung 33 ein Pumpzustand eingestellt werden, in dem diese einen Unterdruck in der Nut 32 der Schnittleiste 31 durch Absaugen von Fluid aus der Nut 32 der Schnittleiste 31 erzeugt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Pumpeinrichtung 33 derart steuerbar ist, dass diese in dem Pumpzustand einen zeitlich konstanten Druck in der Nut 32 der Schnittleiste 31 einstellt. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass eine räumliche Lage der Ausbeulungsbereiche 6 präzise einstellbar ist. Die Pumpeinrichtung 31 kann alternativ oder zusätzlich hierzu auch derart steuerbar sein, dass diese einen zeitlich variablen Druck in der Nut 32 der Schnittleiste 31 einstellt. Insbesondere kann die Pumpeinrichtung 31 derart steuerbar sein, dass diese einen pulsierenden Unterdruck in der Nut 32 einstellt. Auf diese Weise kann eine besonders gute Trennwirkung zwischen Faserhalbzeug 3 und Trägerschicht 4 erzielt werden.
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Weiterhin weist die Schneidvorrichtung 10 eine in Bezug auf die Förderquerrichtung C21 gegenüberliegend der Schnittleiste 31 angeordnete Schneidklinge 34 auf. Die Schneidklinge 34 ist insbesondere derart gegenüber der Schnittleiste 31 angeordnet, dass der Förderbahnabschnitt 21 zwischen der Schneidklinge 34 und der Schnittleiste 31 verläuft. Das Faserhalbzeug 3 ist damit in Bezug auf die Förderquerrichtung C21 zwischen der Schneidklinge 34 und der Schneidleiste 31 durch die Spannwalzen 11, 12 positionierbar.
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Die Schneidklinge 34 ist in der Förderquerrichtung C21, und somit in Richtung der Schnittleiste 31 bewegbar. Hierzu kann die Schneidklinge 34 insbesondere an einer Aktuatoreinrichtung 40 fixiert bzw. gelagert sein, mit welcher verschiedene Abstände der Schneidklinge 34 zu der Schnittleiste 31 einstellbar sind.
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Die Aktautoreinrichtung 40 kann allgemein zur Bewegung und Positionierung der Schneidklinge 34 ausgebildet sein. Insbesondere kann die Aktuatoreinrichtung 40 einen Halteabschnitt 40A aufweisen, an welchem die Schneidklinge 34 gelagert ist. Der Halteabschnitt 40A kann weiterhin mit einer Erregereinheit 40B der Aktuatoreinrichtung 40 verbunden sein. Mit der Erregereinheit 40B sind Schwingungen derart anregbar, dass die Schneidklinge 34 in einer Anregungsfrequenz oszillierbar ist. Insbesondere kann die Anregungsfrequenz im Ultraschallbereich liegen.
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Die Schneidklinge 34 erstreckt sich entlang einer Schneidklingenlängsachse L34, welche entlang der Förderquerrichtung C21 verläuft, wie dies beispielsweise in 3 dargestellt ist. Die Schneidklinge 34 kann in einer quer zu der Schneidklingenlängsachse L34 verlaufenden Schneidklingentiefenrichtung D34 eine Länge aufweisen, die größer oder gleich einer Breite b3 eines zu beschneidenden Faserhalbzeugs 3 ist. Auf diese Weise kann das Faserhalbzeug 3 durch Kontaktieren mit der Schneidklinge 34 über die gesamte Breite b3 durchtrennt werden, sodass ein Zuschnitt des Halbzeugs in einer bestimmten Länge erfolgt. Es ist jedoch vorteilhaft, dass die Schneidklinge 34 in der Schneidklingentiefenrichtung D34 nur eine geringe Länge aufweist, die insbesondere kleiner ist als die Breite b3 des zu beschneidenden Faserhalbzeugs 3.
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Die Schneidklinge 34 kann weiterhin entlang der Schnittleisten-Längsrichtung L31 bewegbar sein. Wie in 2 beispielartig dargestellt ist, kann die Bewegung der Schneidklinge 34 entlang der Schnittleisten-Längsrichtung L31 z.B. dadurch realisiert werden, dass die Schneidklinge 34 an einem Schlitten 41 angeordnet ist, welcher an einer sich in der Schnittleisten-Längsrichtung L31 bzw. in der Fördertiefenrichtung D21 erstreckenden Führungsleiste 42 bewegbar gelagert ist. An der Führungsleiste 42 kann eine Stellvorrichtung 43 vorgesehen sein, mittels welcher der Schlitten 41. wie durch die Pfeile P42 angedeutet, bewegbar ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schneidklinge 34 an der Aktuatoreinrichtung 40 angeordnet ist und die Aktuatoreinrichtung 40 an dem Schlitten 41 gelagert ist, wie beispielartig in 2 dargestellt.
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Durch die Bewegbarkeit der Schneidklinge 34 in der Schnittleisten-Längsrichtung L31 kann mit einer in Bezug auf die Schneidklingentiefenrichtung D34 schmalen Schneidklinge 34 ein relativ breites Faserhalbzeug 3 dadurch beschnitten, insbesondere abgelängt, werden, dass die Schneidklinge 34 in Breitenrichtung des Faserhalbzeugs 3 bewegt wird.
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Die Schneidklinge 34 kann weiterhin auch um die Schneidklingenlängsachse L34 drehbar sein. Diese Bewegung kann ebenfalls mit der Aktuatoreinrichtung 40, insbesondere mit einer Dreheinheit 40C derselben, realisiert werden. Damit kann die Schneidklinge 34 vorteilhaft für verschiedene Schnittvorgänge eingesetzt werden. Insbesondere kann bei einer Ausrichtung der Schneidklinge 34 derart, dass sich diese mit deren Schneidklingentiefenrichtung D34 in der Förderlängsrichtung L21 erstreckt, ein entlang der Förderlängsrichtung L21 bewegtes Faserhalbzeug 3, beschnitten werden. Insbesondere ist auf diese Weise ein Randbeschnitt des Faserhalbzeugs 3 vorteilhaft möglich. Durch die Bewegbarkeit der Schneidklinge 34 in der Schnittleisten-Längsrichtung L31 können individuelle Randverläufe des Faserhalbzeugs 3 erzeugt werden. 7 zeigt beispielartig schematisch verschiedene einstellbare Randverläufe, wobei die Randverläufe durch den Verlauf einer Trennlinie 9' einstellbar ist. Hierbei ist ein seitlich der Trennlinie 9' gelegener Trennbereich 8 von dem Faserhalbzeug 3 abgetrennt. Auf den individuellen Verlauf der Trennlinien wird im Zuge der Beschreibung des Verfahrens noch genauer eingegangen.
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Die Schneidklinge 34 und die Nut 32 der Schnittleiste 31 können in der Förderquerrichtung C21 fluchtend zueinander angeordnet sein, wie dies beispielartig in 6 dargestellt ist. Es kann auch vorgesehen sein, die Schneidklinge 34 in der Förderlängsrichtung L21 seitlich versetzt zu der Nut 32 der Schnittleiste 31 angeordnet ist, wie dies beispielartig in 3 gezeigt ist.
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Die Schneidvorrichtung 30 kann weiterhin ein erstes Führungsblech 35 aufweisen. Das erste Führungsblech 35 erstreckt sich entlang der Schnittleisten-Längsrichtung L31 und ist derart gegenüberliegend zu der Schnittleiste 31 angeordnet ist, dass der Förderbahnabschnitt 21 zwischen dem ersten Führungsblech 35 und der Schnittleiste 31 verläuft. Insbesondere ist das erste Führungsblech 35 in der Förderquerrichtung C21 beabstandet zu der ersten Oberfläche 31a der Schnittleiste angeordnet. Das erste Führungsblech 35 ist auf einer der ersten Spannwalze 11 zugewandten Seite der Nut 32 und damit in Bezug auf die Transportrichtung T20 vor der Nut 32 angeordnet.
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Allgemein kann die Schneidvorrichtung 10 eine weitere Schneidklinge aufweisen, die insbesondere identisch zu der hierin beschriebenen Schneidklinge 34 ausgebildet ist. Die weitere Schneidklinge ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in den Figuren dargestellt.
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Ein erster Endabschnitt 36 des ersten Führungsblechs 35 kann in Bezug auf die Förderlängsrichtung L21 innerhalb der Nut 32 der Schnittleiste 31 angeordnet sein. Insbesondere kann der erste Endabschnitt 36 in Bezug auf die Förderquerrichtung C21 gegenüber der Nut 32 angeordnet sein. Durch das erste Führungsblech 35 kann eine übermäßige Ausbeulung des Faserhalbzeugs 3 infolge eines in der Nut 32 durch die Pumpeinrichtung 33 erzeugten Unterdrucks verhindert werden.
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Zusätzlich oder alternativ zu dem ersten Führungsblech 35 kann die Schneidvorrichtung 30 ein zweites ein auf einer der zweiten Spannwalze 12 zugewandten Seite der Nut 32 Führungsblech 37 aufweisen. Das zweite Führungsblech 37 ist damit in Bezug auf die Transportrichtung T20 nach der Nut 32 angeordnet. Das zweite Führungsblech 37 erstreckt sich entlang der Schnittleisten-Längsrichtung L31 und ist derart gegenüberliegend zu der Schnittleiste 31 angeordnet, dass der Förderbahnabschnitt 21 zwischen dem zweiten Führungsblech 37 und der Schnittleiste 31 verläuft. Insbesondere ist das erste Führungsblech 35 in der Förderquerrichtung C21 beabstandet zu der ersten Oberfläche 31a der Schnittleiste angeordnet.
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Ein zweiter Endabschnitt 38 des zweiten Führungsblechs 37 kann in Bezug auf die Förderquerrichtung C21 von der Schnittleiste 31 abstehen, wie dies beispielartig in 3 gezeigt ist. Der zweite Endabschnitt 38 kann beispielsweise gekrümmt oder gerade verlaufen. Dadurch, dass dieser von der Schnittleiste 31 absteht, bildet der zweite Endabschnitt 38 eine Einfädelhilfe für das Faserhalbzeug 3.
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Falls ein erstes Führungsblech 35 vorgesehen ist, können der erste Endabschnitt 36 des ersten Führungsblechs 35 und der zweite Endabschnitt 38 des zweiten Führungsblechs 37 in Bezug auf die Förderlängsrichtung L21 derart beabstandet angeordnet sein, dass diese einen Spalt S ausbilden, in welchen hinein die Schneidklinge 34 bewegbar ist.
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Die 1 und 2 zeigen weiterhin eine Absammelvorrichtung 50 zum Aufnehmen von von dem Faserhalbzeug 3 abgetrennten Faserverschnittmaterial 5. Das Faserverschnittmaterial 5 kann beispielsweise bei einem Randbeschnitt des Faserhalbzeugs 3 abgetrenntes Fasermaterial sein. Beispielsweise kann das Faserverschnittmaterial 5 durch die oben beschriebene Schneidvorrichtung 10 abgetrennt worden sein.
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Die Absammelvorrichtung 50 weist eine Saugeinrichtung 52 auf, welche dazu ausgelegt ist, das abgetrennte Faserverschnittmaterial 5 von dem Faserhalbzeug 3 zu separieren. Insbesondere kann die Saugeinrichtung 52 dazu ausgelegt sein das abgetrennte Faserverschnittmaterial 5 von dem Faserhalbzeug 3 durch Lösen des Faserverschnittmaterials 5 von einer Trägerschicht 4, an welcher das Faserhalbzeug 3 angeordnet ist, zu separieren. Allgemein kann die Saugeinrichtung 52 dazu ausgelegt sein, das abgetrennte Faserverschnittmaterial 5 von dem Faserhalbzeug 3 durch Ablenken des Faserverschnittmaterials 5 einer Förderbahn 20, entlang welcher das Faserhalbzeug 3 transportiert wird, zu separieren.
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Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Absammelvorrichtung 50 sind drei Saugeinrichtung 52 vorgesehen, welche an einer Trägerschiene 44 fixiert sind. Die Saugeinrichtung 52 kann beispielsweise als eine Bernoulli-Düse oder dergleichen gestaltet sein.
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Die Absammelvorrichtung 50 weist weiterhin eine beabstandet zu der Saugeinrichtung 52 angeordnete, drehbar gelagerte Aufnahmewalze 51 zum Aufnehmen des Faserverschnittmaterials 5 auf. Die Aufnahmewalze 51 kann insbesondere verschiebbar gelagert sein, beispielsweise wie in 1 gezeigt, an einer Führungsschiene 56. Auf diese Weise kann die Anordnung der Aufnahmewalze 51 bei zunehmendem Raumbedarf infolge des auf der Aufnahmewalze 51 gelagerten Faserverschnittmaterials 5 verändert werden. Dies hat den Vorteil, dass die Aufnahmewalze 51 bei einem räumlich sehr kompakten Aufbau der Absammeleinrichtung eine große Menge an Faserverschnittmaterial 5 aufnehmen kann.
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Weiterhin weist die Absammelvorrichtung 50 einen sich zwischen der Saugeinrichtung 52 und der Aufnahmewalze 51 erstreckenden Führungskanal 53 auf. Der Führungskanal 53 weist eine der Saugeinrichtung 52 zugewandt gelegenen Einführungsöffnung 54, durch welche das Faserverschnittmaterial 5 in den Führungskanal 53 einführbar ist, und eine der Aufnahmewalze 51 zugewandt gelegenen Zuführungsöffnung 55 auf, durch welche hindurch das Faserverschnittmaterial 5 der Aufnahmewalze 51 zuführbar ist. Insbesondere erstreckt sich der Führungskanal 53 zwischen der Saugeinrichtung 52 und der Aufnahmewalze 51.
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Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass sich der Führungskanal 53 zumindest abschnittsweise entlang einer Förderbahn 20 erstreckt, entlang welcher das Faserhalbzeug 3 transportierbar ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Saugeinrichtung 52 derart relativ zu dem Führungskanal 53 angeordnet ist, dass diese eine Ansaugkraft erzeugt, welche quer zu der Erstreckung des Führungskanals 53 zwischen der Saugeinrichtung 52 und der Aufnahmewalze gerichtet ist. Damit wird durch die Saugeinrichtung 52 lediglich ein Separieren des Faserverschnittmaterials 5 von dem Faserhalbzeug 3 vorgenommen. Der Transport des Faserverschnittmaterials 5 kann einerseits durch eine Drehbewegung der Aufnahmewalze 51 und andererseits dadurch erfolgen, dass das Faserverschnittmaterial 5 in einem in Bezug auf die Transportrichtung T20 vor der Saugeinrichtung 52 gelegenen Bereich noch an der Trägerschicht 4 haftet oder durch sich drehende Walzen, an denen das Faserverschnittmaterial 5 anliegt, wie beispielsweise die zweite Spannwalze 12 der Schneidvorrichtung 10.
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Wie in 1 beispielartig gezeigt ist, kann die Absammelvorrichtung 50 zusätzlich eine durch eine Antriebswalze 101 angetriebene Kopplungswalze 57 aufweisen. Die Kopplungswalze 57 ist kinematisch derart an die Aufnahmewalze 51 gekoppelt ist, dass die Kopplungswalze 57 die Aufnahmewalze 51 in einer Aufnahmedrehrichtung antreibt. Die kinematische Kopplung der Kopplungswalze 57 an die Aufnahmewalze 51 kann insbesondere dadurch erfolgen, dass die Kopplungswalze 57 mit der Aufnahmewalze 51 in Reibungskontakt steht. Durch den Reibungskontakt kann ein Drehmoment von der Kopplungswalze 57 auf die Aufnahmewalze 51 übertragen werden. Insbesondere kann die Kopplungswalze 57 mit einer Oberfläche der Aufnahmewalze 51 oder mit dem auf der Aufnahmewalze 51 aufgewickelten Faserverschnittmaterial 5 in Kontakt stehen.
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Die Kopplungswalze 57 steht mit der Antriebswalze 101, durch welche die Kopplungswalze 57 antreibbar, ist ebenfalls in Reibkontakt. Die Antriebswalze 101 kann beispielsweise, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, durch eine Umlenkwalze 101A eines Ablegesystems 100 gebildet sein. Auf diese Weise kann die Aufnahmewalze 51 auf effiziente Weise in ein bestehendes System eingekoppelt werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Aufnahmewalze 51 eine eigene Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise einen Elektromotor, aufweist, mit der diese antreibbar ist.
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Die 1 und 2 zeigen jeweils bespielartig ein Ausführungsbeispiel eines Ablegesystems 100 zum Ablegen eines Faserhalbzeugs 3. Das Ablegesystem 100 weist eine Drapiervorrichtung 80 zum Anlegen des Faserhalbzeugs 3 an eine Ablageoberfläche (nicht gezeigt) auf. Die Ablageoberfläche kann insbesondere durch eine Oberfläche eines Formwerkzeugs gebildet sein. Die Drapiervorrichtung 80 weist eine Vielzahl von Rollen 81 zum Andrücken des Faserhalbzeugs 3 an die Ablageoberfläche auf.
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Das Ablegesystem 100 kann weiterhin die oben beschriebene Absammelvorrichtung 50 aufweisen. Diese kann in Bezug auf eine Transportrichtung T20, in welcher das Faserhalbzeug 3 durch das transportierbar ist, vor der Drapiervorrichtung 80 angeordnet sein, wie in 2 gezeigt ist.
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Alternativ oder zusätzlich zu der Absammelvorrichtung 50 kann das Ablegesystem 100 die oben beschriebene Schneidvorrichtung 10 aufweisen. Diese kann in Bezug auf eine Transportrichtung T20, in welcher das Faserhalbzeug 3 durch das transportierbar ist, vor der Drapiervorrichtung 80 und gegebenenfalls vor der Absammelvorrichtung 50 angeordnet sein, wie in 2 gezeigt ist.
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Wie in 2 weiterhin gezeigt ist, kann das Ablegesystem 100 weiterhin mehrere Walzen 101, 102, 103, 104 aufweisen, welche eine Förderbahn 20, entlang welcher das Faserhalbzeug 3 durch das Ablegesystem 100 transportiert wird, definieren.
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Die 4 bis 6 zeigen beispielartig den Ablauf eines Verfahren zum Beschneiden des Faserhalbzeugs 3, wobei das Faserhalbzeug 3 haftend auf einer Trägerschicht 4 angeordnet ist. Das Faserhalbzeug 3 und die Trägerschicht 4 bilden Verbundmaterials 2.
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Das Verfahren wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die oben beschriebene Schneidvorrichtung 10 beschrieben.
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4 zeigt die Ausgangssituation des Verfahrens. Das Verbundmaterial ist in Bezug auf die Förderquerrichtung C21 gegenüberliegend der Nut 32 der Schnittleiste 31 angeordnet. Das Verbundmaterial 2 ist insbesondere an der ersten Spannwalze 11 und an der zweiten Spannwalze 12 in der Förderlängsrichtung L21 geführt ist. Bei dem in 4 gezeigten Zustand wurde ein Transport des Verbundmaterials 2 in der Transportrichtung T20 bereits gestoppt und das Verbundmaterial 2 ist in Bezug auf die Förderlängsrichtung L21 ortsfest angeordnet.
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Bei dem in 5 gezeigten ersten Schritt des Verfahrens erfolgt ein Trennen der Trägerschicht 4 von dem Faserhalbzeug 3 durch zumindest teilweises Einsaugen der Trägerschicht 4 in die Nut 32 der Schnittleiste 31. Beispielsweise wird kann durch die Pumpeinrichtung 33 ein pulsierender Unterdruck in der Nut 32 erzeugt werden. Wie in 6 gezeigt ist, wird durch das Einsaugen der Trägerschicht 4 in die Nut 32 die Trägerschicht 4 von dem Faserhalbzeug 3 getrennt. Eine besonders gute Trennwirkung von Trägerschicht 4 und Faserhalbzeug 3 durch Einsaugen der Trägerschicht 4 in die Nut 32 kann insbesondere erzielt werden, wenn das Faserhalbzeug 3 eine größere Biegesteifigkeit aufweist als die Trägerschicht 4.
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Insbesondere wird ein in Bezug auf die Förderlängsrichtung L21 im Bereich der Nut 32 angeordneter Bereich 7 des Verbundmaterials 2 in Bezug auf die Erstreckung der Nut 32 in der Förderquerrichtung C21 zumindest teilweise in diese eingesaugt. Wie in 5 gezeigt ist, kann das Faserhalbzeug 3 zunächst teilweise auch in die Nut 32 eingesaugt werden, wobei eine Trennung von der Trägerschicht 4 beispielsweise ab einer gewissen Einsaugtiefe der Trägerschicht 4 in die Nut 32 erfolgt oder nach mehrmaliger Wiederholung des Einsaugens, z.B. durch Einstellen eines pulsierenden Unterdrucks in der Nut 32.
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In einem weiteren Schritt erfolgt das Durchtrennen des Faserhalbzeugs 3 durch Kontaktieren desselben mit der Schneidklinge 34 der Schneidvorrichtung 30, wie in 6 beispielhaft gezeigt ist.
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Das Kontaktieren des Faserhalbzeugs 3 mit der Schneidklinge 34 kann insbesondere dadurch erfolgen, dass das Faserhalbzeug 3 infolge des Einsaugens der Trägerschicht 4 in Richtung der Schneidklinge 34 bewegt wird. Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, hat das Einsaugen der Trägerschicht 4 in die Nut die Ausbildung von Ausbeulungsbereichen 6 des Faserhalbzeugs 3 infolge der Biegesteifigkeit des Faserhalbzeugs zur Folge. Auf diese Weise kann das Faserhalbzeug 3 in Richtung der Schneidklinge 34 bewegt werden. Insbesondere kann das Einsaugen der Trägerschicht 4 in die Nut 32 derart gesteuert sein, beispielsweise durch gezielte Einstellung des Unterdrucks in der Nut 32, dass das Faserhalbzeug 3 im Bereich der Ausbeulungsbereiche 6 soweit in Richtung der Schneidklinge 34 bewegt wird, dass das Faserhalbzeug 3 mit dieser in Kontakt gelangt.
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Alternativ oder zusätzlich hierzu kann vorgesehen sein, dass das Kontaktieren des Faserhalbzeugs 3 mit der Schneidklinge 34 dadurch erfolgt, dass die Schneidklinge 34 in der Förderquerrichtung C21 in Richtung der Schneidleiste 31 bewegt wird.
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Durch das Ausbeulen 6 des Faserhalbzeugs 3 infolge des Einsaugens der Trägerschicht 4 in die Nut 32 und der ebenfalls auf diese Weise erfolgten Trennung von Faserhalbzeug 3 und Trägerschicht 4 sind diese nach deren Trennen in Bezug auf die Förderquerrichtung C21 mit einem geringen Abstand voneinander angeordnet, beispielsweise im Bereich einer Ausbeulung in einem Abstand d6, der in 6 aus Gründen der Deutlichkeit überhöht dargestellt ist. Dies hat den Vorteil, dass das Faserhalbzeug 3 durchtrennt werden kann, ohne dass das Trägermaterial 3 beschädigt wird. Weiterhin kann auf diese Weise die Toleranz für die Positionierung der Schneidklinge 34 vergrößert werden, wodurch das Verfahren beschleunigt wird.
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Vorteilhaft kann die Schneidklinge 34 nach dem Kontaktieren mit dem Faserhalbzeug 3 entlang der Schnittleisten-Längsrichtung L31 bewegt werden. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Schneidvorrichtung 10 kann hierzu beispielsweise der Schlitten 41 entlang der Führungsschiene 42 bewegt werden, wie durch die Pfeile P42 angedeutet ist. Auf diese Weise kann eine Abtrennung eines Faserhalbzeug-Zuschnitts von einem als Rollenware vorliegenden Faserhalbzeug 3 vorteilhaft erfolgen.
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Insbesondere vor dem Trennen der Trägerschicht 4 von dem Faserhalbzeug 3 und/oder nach dem Durchtrennen des Faserhalbzeugs 3 kann ein Transportieren des Verbundmaterials 2 entlang der Förderlängsrichtung L21 in einer Transportrichtung T20 erfolgen. Beispielsweise kann das Verbundmaterial 2 durch das Ablegesystem 100 transportiert werden. Während des Transportierens kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Schneidklinge 34 in Bezug auf die Förderquerrichtung C21 derart positioniert ist, dass die Schneidklinge 34 mit einer einen Trennbereich 8 des Faserhalbzeugs 3 definierenden Trennstelle 9 kontaktiert ist und dadurch das Faserhalbzeug 3 an der Trennstelle 9 durchtrennt. Der sich seitlich der Trennstelle 9 zu einem Rand des Faserhalbzeugs 3 hin erstreckende Teil des Faserhalbzeugs 3 bildet den Trennbereich 8. Aufgrund des Transportierens des Verbundmaterials 2 wird durch die Kontaktierung der Schneidklinge 34 mit dem Faserhalbzeug 3 eine Trennlinie 9' ausgebildet.
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Eine Breite b8 des Trennbereichs 8, welche insbesondere als die kürzeste Distanz zwischen einem Punkt der Trennlinie 9' und einem Punkt des Randes 3R des unbeschnittenen Faserhalbzeugs, wobei die Punkte zueinander einen kleinstmöglichen Abstand aufweisen, definiert sein kann, kann durch die Positionierung der Schneidklinge 34 in der Schnittleisten-Längsrichtung L31 eingestellt werden. Durch Bewegen der Schneidklinge 34 in der Schnittleisten-Längsrichtung L31 während des Transports kann ein Verlauf der Breite des Trennbereichs 8 eingestellt werden.
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7 zeigt beispielartig und schematisch verschiedene einstellbare Verläufe der Breite b8 des Trennbereiches 8 bzw. verschiedene einstellbare Verläufe der Trennlinie 9'. Der Verlauf der Trennlinie 9' kann durch eine voneinander abhängige Steuerung der Positionierung der Schneidklinge in Bezug auf die Fördertiefenrichtung D21 bzw. die Schnittleisten-Längsrichtung L31 und einer Transportgeschwindigkeit, mit welcher das Faserhalbzeug in der Transportrichtung T20 bewegt wird, eingestellt werden. Insbesondere sind damit wie in 7 beispielartig gezeigt, verschiedene Verläufe der Trennlinie 9' einstellbar. Beispielsweise kann, wie durch die gestrichelte Linie S1 angedeutet, eine gerade, in etwa parallel zu dem Rand 3R des unbeschnittenen Faserhalbzeugs 3 verlaufende Trennlinie 9' erzeugt werden. Wie durch die gestrichelten Linien S2 und S6 angedeutet ist, können auch gerade, insbesondere schräg zu dem Rand 3R des unbeschnittenen Faserhalbzeugs 3 verlaufende Trennlinien 9' erzeugt werden. Weiterhin ist es möglich, wie durch die gestrichelten Linien S4 und S5 angedeutet, gekrümmt verlaufende Trennlinien 9' zu erzeugen. Insbesondere kann auch ein Verlauf der Trennlinie 9' mit Sprungstellen, wie durch die gestrichelte Linie S3 beispielartig gezeigt, erzeugt werden. Hierzu wird die Transportgeschwindigkeit während des Bewegens der Schneidklinge 34 in Schnittleisten-Längsrichtung L31, zumindest über einen vorbestimmten Zeitraum, zu Null gewählt.
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Der Trennbereich 8 kann als Faserverschnittmaterial 5 beispielsweise durch die Absammeleinrichtung 50 aufgenommen werden. Hierzu saugt die Saugeinrichtung 52 das Faserverschnittmaterial 5 an separiert dieses von dem Faserhalbzeug 3. Durch den Transport der Trägerschicht 4 entlang der Transportrichtung T20 wird das Faserverschnittmaterial 5 in die Einführungsöffnung 54 des Führungskanals 53 eingeführt und mittels diesem der Aufnahmerolle 51 zugeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Verbundmaterial
- 3
- Faserhalbzeug
- 3R
- Rand des unbeschnittenen Faserhalbzeugs
- 4
- Trägerschicht
- 6
- seitlicher Ausbeulungsbereich
- 7
- Bereich des Verbundmaterials
- 8
- Trennbereich des Faserhalbzeugs
- 9
- Trennstelle
- 9'
- Trennlinie
- 10
- Schneidvorrichtung
- 11
- erste Spannwalze
- 12
- zweite Spannwalze
- 13
- erste Gegenwalze
- 14
- zweite Gegenwalze
- 20
- Förderbahn
- 21
- Förderbahnabschnitt der Förderbahn
- 31
- Schnittleiste
- 31a
- erste Oberfläche der Schnittleiste
- 32
- Nut
- 33
- Pumpeinrichtung
- 33A
- Anschlussleitung
- 34
- Schneidklinge
- 35
- erstes Führungsblech
- 36
- erster Endabschnitt des ersten Führungsblechs
- 37
- zweites Führungsblech
- 38
- zweiter Endabschnitt des zweiten Führungsblechs
- 40
- Aktuatoreinrichtung
- 40A
- Halteabschnitt der Aktuatoreinrichtung
- 40B
- Erregereinheit der Aktuatoreinrichtung
- 40C
- Dreheinheit der Aktuatoreinrichtung
- 41
- Schlitten
- 42
- Führungsschiene
- 43
- Stellvorrichtung
- 44
- Trägerschiene
- 50
- Absammelvorrichtung
- 51
- Aufnahmewalze
- 52
- Saugeinrichtung
- 53
- Führungskanal
- 54
- Einführungsöffnung
- 55
- Zuführungsöffnung
- 56
- Führungsschiene
- 57
- Kopplungswalze
- 80
- Drapiervorrichtung
- 81
- Rollen der Drapiervorrichtung
- 100
- Ablegesystem
- 101
- Antriebswalze
- 101A
- Umlenkwalze
- 102
- Walze
- 103
- Walze
- 104
- Walze
- b3
- Breite des Faserhalbzeugs
- b8
- Breite des Trennbereichs
- C21
- Förderquerrichtung
- D21
- Fördertiefenrichtung
- d6
- Beabstandung
- L21
- Förderlängsrichtung
- L31
- Schnittleisten-Längsrichtung
- L34
- Schneidklingenlängsachse
- P42
- Pfeile
- S
- Spalt
