用于制造纖維預成形件的設備與方法，所述纖維預成形件尤其在制造纖維增強塑料構件 ...的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于制造纖維預成形件的方法和設備，所述纖維預成形件在制造纖維增強塑料構件時例如是一種預備物，其中如下方法步驟被執行：拉緊線或紗（20、21、22、23），在成形工具（15’）上或在成形工具中投放線或紗，將投放的線或紗（20、21、22、23）固定成纖維成形件（28、28.1）。并且其中多個單獨的抓取器（5、6、10）在多個分別配屬于單個的抓取器（5、6、10）的線遞送部位（14、14.1）上抓取單個或多個線或紗（20、21、22、23），該抓取器（5、6、10）于是彼此基本上平行地運動，并且線或紗（20、21、22、23）由此并排地被拉緊。
【專利說明】用于制造纖維預成形件的設備與方法，所述纖維預成形件尤其在制造纖維增強塑料構件時是一種預備物
[0001] 【技術領域】
[0002]本發明涉及一種用于制造纖維預成形件的設備，所述纖維預成形件尤其在制造纖維增強塑料構件時是一種預備物，其中該設備具有多個用于提供多個線或紗的退卷站和多個抓取器，這些抓取器可以分別在線或紗的始端抓取單個或多個線或紗，其中每個抓取器可以在最大位置與拿取位置之間的路徑上來回運動，并且其中拿取位置設置在線遞送部位上并且拿取位置比最大位置更接近于退卷站。
[0003]此外本發明尤其在使用該設備的情況下涉及一種用于制造纖維預成形件的方法，所述纖維預成形件例如在制造纖維增強塑料構件時是一種預備物，其中該方法具有以下方法步驟:
[0004]-拉緊線或紗，
[0005]-在成形工具上投放線或紗，
[0006]-將投放的線或紗固定成纖維成形件。
【背景技術】
[0007]纖維增強塑料由基質材料構成，該基質材料此外具有剛性并且由纖維組成,所述纖維嵌入基質材料中并且所述纖維此外提供有抗拉強度。纖維增強塑料尤其用于高負荷的構件，所述構件然而應該還要盡可能的輕。因為纖維在橫向上不具有強度，所以纖維必須以如下方式取向，即，其縱向長度與相應的負荷方向盡可能一致。為了實現這個目的，纖維經常必須以不同的方向放置。纖維層與負荷越好而精確地匹配，那么該構件也越好。針對由纖維增強塑料組成的構件存在許多制造方法。然而針對多件數的生產，當前僅在旋轉對稱或板狀或繩狀的構件中通過纏繞或板按壓或繩按壓存在可以很好使用的方法。
[0008]相反地，復雜的、高品質的3D結構僅可耗費巨大地制造，這是因為必需的纖維成形件的建立是困難的、緩慢的和昂貴的。高品質的結構大多利用無終端纖維來建立。在許多方法中，纖維成形件首先根據期望的三維的構件形狀，即所謂的預形狀來制造，所述纖維成形件大多由纖維構成，這些纖維經常以多層重疊地布置，以便得到必要的纖維方向。緊接著，纖維預成形件于是利用基質材料來潤濕或涂抹，有時還被按壓和最后被硬化。不僅為了制造纖維預成形件而且為了潤濕和/或硬化構件可以使用對應于期望的構件形狀的成形工具，纖維預成形件或構件放置和/或按壓到成形工具上或成形工具中。
[0009]為了使纖維預成形件具有用于進一步處理的足夠的形狀穩定性，纖維成形件設有少量膠或粘合劑，并且在三維的投放后例如通過干燥或通過加熱和冷卻來固定。
[0010]纖維成形件大多通過疊置和固定預先制造的和預先連接的平面半成品來制造。這些半成品例如是帶子、紡織品、織物或纖維網，其中許多單個的線或紗已經交織、縫合或粘接成平面的外形。也就是說當纖維從線圈或線團中退卷時，在使用無終端纖維時將其稱作線。大量不可扭轉地同時從線圈或線團退卷的線被稱為線束或紗。在此紗可以由最多幾萬條單線構成，所述單線也被稱為細絲。
[0011]像也在DE102008011658A1中公知的那樣，必需的單個部件按照一種切割模板從平面半成品切割成，所述半成品大多作為卷材提供。所述單個部件然后放置在成形工具上并且相互連接或按壓。DE102008011658A1同樣示出通過粘接或縫合來制造這些半成品的例子。盡管如此，很大一部分的手動操作經常是必要的。用于利用由半成品組成的區段來機器制造簡單的一維彎曲的預成形件的設備由DE102008042574A1公知，所述預成型件預存在匣子中并且然后存儲在芯上。復雜的形狀并不可機器地制造。
[0012]用于制造用于更復雜的構件的纖維預成形件的另一可能性是自動化的纖維放置。在此細長的線束或由線束構成的帶被纖維放置頭件在成形工具上來回引導，并且在此并排地和重疊地放置、按壓和固定。對于更復雜的構件來說，纖維放置頭件的昂貴的機器人性質的控制是必要的。即使在平行使用兩個、三個或甚至四個纖維放置頭件的情況下，制造速度還是相對緩慢，這是因為頭件通常必須經過長的路徑，并且這是因為所述頭件連續地以細長的纖維束工作。此外，纖維放置頭件具有特別長和復雜的、用于多軸運動的放置頭件的線圈架的線跟蹤裝置。在軟管中具有特殊的引導聲音的這種線跟蹤裝置(以便阻止紗的扭轉)例如在US2008/0202691A1中示出。
【發明內容】
[0013]本發明的任務是創造一種用于制造纖維預成形件的設備和方法，從而更復雜的、高品質的結構也可以能夠更輕松地實現自動化地，在形狀和纖維取向方面靈活地、快速地且廉價地制造。
[0014]該任務通過具有根據權利要求1的特征的設備解決。其它有利的特征在從屬權利要求中提到。
[0015]根據本發明的設備的特征在于，每個抓取器具有自身的最大位置并且配屬于自身的線遞送部位，抓取器可分別單獨地在基本上彼此平行的路徑上運動。由此得到更簡單的線引導并且若干抓取器可以同時工作。這兩點導致放置率(Ablegerate)的明顯上升。設備由此通過如下方式設計，即，其適用于線材料或紗材料的大于2kg/min或甚至大于3kg/min的放置率。復雜的機器人控制的線或紗跟蹤裝置不是必需的，其會導致速度受限。在線跟蹤裝置中由此額外地得到明顯減小的摩擦。得到了良好的自動化實現性并且基于單獨的抓取器，設備靈活地適用于制造不同構件并且能夠快速地換向。因為取消了通常的平面半成品并且取而代之的是直接由線或紗組成的纖維預成形件被投放和制造，所以材料成本相對于公知的方法來說明顯更低。盡管如此，通過平行處理可以達到短的制造時間。但由于預制造，平面半成品是非常貴的。在明顯三維的構件中，在使用大平面半成品的情況下此外還存在形成褶皺的危險。另一方面在小平面的情況下，用于切割和連接單個部件的費用會提聞。
[0016]多個退卷站可以例如實施成所謂的線圈架。在此線或紗可以從線圈或線團(線桶)中拉出。每個線遞送部位從一個或多個退卷站得到線或紗。在線圈或線遞送部位上或在它們之間可以存在用于調節或調整的裝置并且/或者用于測量線應力的裝置。
[0017]在線遞送部位上或在線遞送部位前可以設置分叉裝置，其阻止線的聚合并且提供面狀護板。
[0018]此外有利的是，抓取器可以在其路徑上占據不同的、個體的中間位置并且抓取器可以在中間位置上固定線或紗的相應的始端。由此可以復制出不同的形狀。并且每個抓取器僅拉緊如此多的線，即，其對于形狀的相應的部位來說是必需的。
[0019]此外設備可以通過如下方式來設計，S卩，抓取器分別可以在基本上線性的路徑上從拿取位置運動到最大位置，這明顯簡化了用于抓取器運動的設備換位。
[0020]有利地，設備具有至少一個成形工具，該成形工具可以位于線遞送部位與至少一些抓取器之間，尤其是從而由此線或紗在成形工具上投放。因而線或紗在成形工具上拉緊并且因此描繪出成形工具的形狀。優選地存在另一成形工具，其匹配于第一成形工具地形成，并且可以與該第一成形工具聚在一起，從而線或紗在成形工具之間更精確地成形成期望的三維結構。成形工具的運動方向優選基本上垂直于抓取器的路徑。成形工具可以設有按壓裝置或加熱裝置，以便于例如激活存在的粘合材料，從而各線或紗相互連接成纖維預成形件。成形工具同樣可以作為可更換或可簡單分離的部件固定在運動裝置上，該運動裝置例如是升降臺或下降裝置。當然也可以設置多件式的成形工具。
[0021]有利的是，單個的抓取器可以隨著成形工具的外輪廓而定位在其路徑上。也就是說，抓取器固定線或紗的始端，從而抓取器盡可能接近于如下部位，在該部位上，纖維預成形件將具有其邊緣，邊緣上的線在成形之后在成形工具上被切斷。當抓取器運動到用于成形的位置中，或者在多件式的成形工具的情況下當成形工具放到一起(zusammenfahren)時，抓取器會定位在相應的線或紗離開成形工具的地方。由此即使在復雜結構的情況下也僅產生昂貴的纖維材料的特別少量的下腳料，這在批量制造時是特別重要的。
[0022]為了能夠實現期望的構件結構的復制并且為了能夠靈活地調整，有利的是，抓取器具有10-500mm，優選20_200mm的夾緊寬度。尤其是單個的抓取器也可以具有不同的寬度。此外可以存在至少5個抓取器，優選至少10個抓取器，特別優選地至少20個抓取器。所有抓取器一起可以具有至少Im的總夾緊寬度，優選具有至少2m的總夾緊寬度，特別優選地具有至少3m的總夾緊寬度。因而也可以制造出更大的纖維預成形件。
[0023]此外，抓取器在線遞送部位上也可以抓取線或紗和粘合材料，特別是至少部分由熱塑性塑料構成的絲線或由膠粘劑構成的纖維網(Vliese)。由此對于固定所必需的粘合材料涂覆在纖維材料上。粘合材料也可以通過混合絲線(其除了纖維材料以外也包含粘合材料)，或通過涂層或噴涂線或紗來引入。粘合材料也可以在投放線或紗后涂覆在，例如噴涂在成形工具上。
[0024]優選地可以設置有可以在成形工具與抓取器之間切斷線或紗的分離裝置和/或可以在成形工具與線遞送部位之間切斷線或紗的分離裝置。
[0025]此外可以設置有固定裝置，其適用于使在成形工具中的或在成形工具周圍的線或紗尤其通過使用壓力提高和/或溫度提高而相互連接，用于形成穩定的纖維成形件。存在的粘合材料通過固定裝置激活且發生粘接。固定裝置優選可以是加熱裝置和/或按壓裝置，其與成形工具連接或集成到成形工具中。額外地，在拉出線或紗期間，在線遞送部位附近也已經可以尤其通過加溫而發生某種預激活。
[0026]有利的是，成形工具可在設備中轉動，從而由線或紗組成的另一層可安放到由線或紗組成的被投放的、優選也被固定的第一層上，并且以另一纖維方向優選轉動例如30°、45° >60°或90°。由此在設備中也可以方向安放具有不同的纖維方向的多個纖維材料層并且將其拼接成高品質的、匹配于遲些時候的負荷的纖維預成形件。
[0027]首先對于批量生產來說特別有利的是，具有由線或紗組成的被投放的、優選也被固定的第一層的成形工具可以根據前述權利要求中任一項轉移到另一根據本發明的設備中，在該另一根據本發明的設備中可以安放由線或紗組成的另一層，并且以另一纖維方向優選轉動30°、45°、60°或90°。通過兩個或多個根據本發明的設備的依次排列可以形成用于將不同的纖維層安放到成形工具上的生產線。為此特別有利的是，成形工具可被運動裝置在相應的設備中簡單地分離開。從一個至下一個設備的遞送方向優選近似垂直于抓取器的路徑。優選地，成形工具在已交付的設備中或在隨后的設備中或在它們之間轉動，從而用于其它層的期望的纖維方向在投影中與隨后的設備的抓取器的路徑盡可能一致。
[0028]該任務通過具有根據權利要求14所述的特征的方法，尤其是結合根據設備權利要求之一所述的設備來解決。對于該方法的其它有利的特征在從屬權利要求中提到。
[0029]根據本發明，該方法的特征在于多個單獨的抓取器在多個分別配屬于單個的抓取器的線遞送部位上抓取單個或多個線或紗，抓取器于是在基本上平行的路徑上彼此運動，并且線或紗由此并排地被拉緊。
[0030]有利的是，多個抓取器可以在拉緊過程中同時且獨立地彼此運動。由此線或紗可以快速平行地拉緊，并且每個抓取器仍可以獨立地工作。
[0031]優選的是，至少一個成形工具處于抓取器與線遞送部位之間，從而線或紗在成形工具上投放。運動可以通過成形工具進行并且/或者線圈架和所有使用的抓取器都相對于成形工具運動。
[0032]為了可以盡可能好地描述形狀并且產生昂貴的纖維材料的少量下腳料，有利的是，單個的抓取器定位如下，即，其隨著著成形工具的外輪廓固定線或紗的始端。
[0033]在優選的根據本發明的方法中，所有抓取器在制造層時僅一次地從拿取位置運動到期望的中間位置并且保持在那，直到該層被固定而且線或紗被分開。耗費的來回運動不是必需的。
[0034]優選地，線或紗在其于成形工具上投放期間固定，尤其是通過提高的壓力或提高的溫度固定。存在的粘合材料由此激活且將線或紗彼此相連接，從而纖維預成形件得到針對進一步處理的足夠的穩定性。在卷開線或紗期間，尤其通過加溫在線遞送部位上或在線遞送部位附近已經也可以進行粘合材料的預激活。
[0035]利用根據期望的形狀適當地設計的且互碰的多個成形工具，更精確的造型也可以在復雜的三維結構的情況下實現。
[0036]尤其在明顯三維設計的構件中，如下可以是有幫助的，S卩，在投放期間調整或調節線或紗的應力。由此可以避免線的撕裂。
[0037]在投放之后和在固定之后或在固定期間，在成形工具與抓取器之間的和/或在成形工具與線遞送部位之間的線或紗被切斷。在抓取器上僅保留有特別少的纖維材料下腳料。在成形工具與線遞送部位之間的纖維材料可以通過回繞而又被繞上且進一步使用。
[0038]尤其針對高品質的構件有利的是，多層線或紗安放在成形工具上，其中在下一層以類似方式，尤其在另一纖維方向上例如轉動例如30°、45°、60°地安放之前，每層首先并排拉緊，然后投放和固定。【專利附圖】
【附圖說明】
[0039]在參考附圖的情況下借助實施例來闡述本發明的其它有利的特征。在圖la_7b中示出在不同方法步驟中的根據本發明的設備的優選實施形式:
[0040]圖1a在抓取器取線或紗時的側視圖，
[0041]圖1b在抓取器取線或紗時的俯視圖，
[0042]圖2a在拉緊線或紗后的側視圖，
[0043]圖2b在拉緊線或紗后的俯視圖，
[0044]圖3a在第一層的第一投放步驟之后的側視圖，
[0045]圖3b在第一層的第一投放步驟之后的俯視圖，
[0046]圖4a在第一層的第二投放步驟之后的側視圖，
[0047]圖4b在第一層的第二投放步驟之后的俯視圖，
[0048]圖5a在切斷線或紗后的側視圖，
[0049]圖5b在切斷線或紗后的俯視圖，
[0050]圖6a在轉動成形工具后的，以及在抓取器為了第二層來取線或紗時的側視圖，
[0051]圖6b在轉動成形工具后的，以及在抓取器為了第二層來取線或紗時的俯視圖，
[0052]圖7a在第二層的第二投放步驟之后的側視圖，
[0053]圖7b在第二層的第二投放步驟之后的俯視圖，
[0054]并且在圖8a-c中示出在不同方法步驟中的根據本發明的設備的其它優選實施形式:
[0055]圖8a在安放第一層之后的俯視圖，
[0056]圖8b在安放另一層之后的俯視圖，
[0057]圖8c在安放又一層之后的俯視圖。
【具體實施方式】
[0058]隨后詳細描述圖與實施例。
[0059]為此在該設備和方法的特別優選的實施形式中，該設備是適用的，或者由該設備依次或彼此部分平行地實施如下方法步驟:
[0060]-提供線或紗并且也許還提供粘合材料
[0061]-抓取必需的線或紗并且也許還抓取粘合材料
[0062]-通過相應地定位抓取器來拉緊必需的線或紗
[0063]-經由第一成形工具進行第一投放
[0064]-利用第二成形工具的第二投放
[0065]-使由線或紗組成的層固定
[0066]-在成形工具的兩側上切斷線或紗
[0067]-回繞已給出的且非必需的線或紗
[0068]-打開成形工具
[0069]-轉動或轉交具有安放的層的成形工具
[0070]重復該流程以在同一設備中或在一個或多個其他根據本發明的設備中安放其他層直到完成纖維預成形件。
[0071]例如由碳(Carbon)、玻璃或芳綸組成的纖維或其它纖維可以使用為用于線或紗的纖維材料。熱塑性或熱固性塑料、環氧樹脂、其它塑料(聚合物)或其它樹脂可以考慮為用于纖維增強塑料的基質材料。熱塑性塑料或膠粘劑可以使用為粘合材料。已經存在有混合線或混合紗，也就是說，各纖維或線由粘合材料組成，或其可以和線或紗一起被抓取器拉緊，并且被涂覆到或噴涂到被投放的線或紗上。
[0072]在圖1a和圖1b中可看到設備的基本結構。線或紗的提供經由多個退卷站進行，纖維材料以線圈或線團的形式(所謂的線桶)提供在該退卷站中，并且它們以多排1、2并排地、依次地或相疊地布置。像圖1a所示那樣，線圈也可以形成上排和下排。線或紗20的始端僅在針對使用的退卷站3、4的相應使用的區域中示意性地示出。所有其他始端也穿入相應的線遞送部位14，從而這些始端可以被所屬抓取器在拿取位置9中抓住。因此這些總體上也被稱為線圈架。
[0073]在另一側上示出在其最大位置8中的抓取器5，該最大位置在該情況下也相應于初始位置。抓取器的夾緊寬度是b并且所有抓取器的總夾緊寬度是B。雖然僅示出了相同寬度的抓取器，具有不同寬度的抓取器當然也是可能的。抓取器的最大位置和拿取位置也不必非得在一條直線上。此外，示出有在升降臺17上的第一成形工具15和示出有實施為帽件的、在出發位置中的，也就是說在抓取器的路徑外的第二成形工具16。第二成形工具未在俯視圖中示出。并且用于第二成形工具的相應的運動或下降裝置也未額外地示出。此外存在粘合材料儲備19，其例如可以布置在退卷站的排之間。
[0074]抓取器6處于拿取位置并且取出相應于其在設備中的布置的線或紗，其方法是抓取器抓取線或紗的始端。抓取器可通過引導設備7，例如桿或活塞移動。抓取器可以單獨地，但是僅線性地并且在平行路徑上并排地在拿取位置與最大位置之間運動，由此，簡單的自動化和快速的平行運動是可能的。像示出的那樣，多個退卷站可以組成一個組并且配屬于一個抓取器。一個抓取器可以抓取多個線或紗。無論如何，都應該設置至少和抓取器一樣多的退卷站。
[0075]圖2a和圖2b示出拉緊的線或紗21，通過朝其中間位置移動，抓取器10拉出所述線或紗。這可以通過主動驅動的退卷來支持。當成形工具被帶到其投放位置時，中間位置接近于成形工具的外輪廓或接近于外輪廓的遲些時候的位置。和線或紗一起，粘合材料18也可以例如以粘合劑絲線或粘合劑纖維網的形式被抓取器一起拉緊。像示出的那樣，也可以提供有退卷站的上排和下排，從而粘合材料在線或紗的上列與下列之間拉緊。在拉出時，粘合材料可以在線遞送部位14的區域中，尤其通過加熱裝置來預激活，從而線或紗在投放開始時已經同時相互固定。此外在線遞送部位的區域中設置有分叉裝置，其可以實施成一種具有一排或多排齒的梳形件。因此確保線或紗處于平面覆蓋的并排狀態并且在遲些時候的投放時也不會側向滑動。分叉裝置也可以沿著線路徑或沿著抓取路徑移動。還示出一種用于線應力測量裝置13的可能性。
[0076]投放可以理解為例如借助成形工具來使線或紗變形或定形。投放可以以一個或多個階段進行，其方法是成形工具同時或依次運動到由拉緊的線或紗組成的層中。在投放期間有利的是可調節線應力，尤其是將線應力保持恒定。也就是說，提供有這么多的線或紗，其對于在成形工具的相應部位上的投放來說是必需的。為了滿足所述情況可以設置有制動裝置和聯接裝置。優選地，每個退卷站或每個退卷站組配屬一個相應的調節裝置。因此防止線或紗被過負荷或過松地布置。線應力也可以通過適當的測量裝置在線遞送部位的區域中和/或在退卷站與線遞送部位之間測量。優選地，線應力的值位于I與50N/m2之間。
[0077]在圖3a和圖3b中示出第一投放之后的狀態。第一成形工具15’被升降臺17運動到投放位置中。由此線或紗22偏轉并且通過成形工具15’投放。抓取器10在接近于成形工具15’的外輪廓處固定線的始端。在該步驟后，替選地或額外地可以將粘合材料涂覆或噴涂到線或紗上。
[0078]在下一個步驟中，線或紗借助第二成形工具16’(其朝投放位置運動)進一步投放或變形(圖4a和圖4b )。通過兩個成形工具的共同作用(線或紗的層處在這兩個成形工具之間)精確的造型是可能的。成形工具也可以被按壓在一起并且其中一個成形工具，優選第二成形工具，或兩個成形工具可以被加熱，從而粘合材料被激活并且線或紗形狀穩定地固定成一個層。在該固定時或在該固定之后，在成形工具的兩側的線或紗被切斷，也就是說在抓取器與成形工具之間的和在線遞送部位與成形工具之間的線或紗被切斷。在一個實施形式中，分離裝置可以與第一成形工具或第二成形工具連接。有利的是，分離至少在線遞送部位一側上接近于成形工具地進行。由此只會產生昂貴的纖維材料的很少的下腳料并且需要更少的纖維預成形件的后加工。
[0079]切斷的線或紗23可以通過反繞裝置重新回拉并且繞上或通過相應的線引導裝置暫存起來。回繞通過如下方式進行，即，線或紗的始端又處在線遞送部位14的區域中，從而線或紗可以被抓取器拿取，而沒有太多的下腳料材料產生。為了抓住始端可以使用傳感器。
[0080]在圖5a和圖5b中，線或紗已經回繞了或在線遞送部位上被剪掉，從而始端又處在線遞送部位上。在抓取器上也僅形成很少的纖維材料的下腳料24，這是因為抓取器相應接近于成形工具的外輪廓地定位并且沿著成形工具的外輪廓定位，并且僅拉緊所需那么多的線。成形工具15、16又進入它們的出發位置。在第一成形工具上保留有第一成形層25。
[0081]圖6a和圖6b示出在轉動情況下的第一成形工具15和第二成形工具16。在此它們轉動90°。但是另一轉動角度，例如30°、45°、60°或翻轉也是可能的。轉動角度優選處在10°到170°之間。這取決于如下，即，其它線或紗層應該如何安放或者其它線或紗層以什么樣的纖維取向來安放。必需的抓取器6’處在拿取位置中，以便于抓取使用的線或紗的始端20。
[0082]其它層的線或紗于是被拉緊到抓取器的中間位置并且被投放，其方法是第一成形工具15’和第二成形工具16’移動到投放位置中。
[0083]圖7a和圖7b示出在線或紗被切斷之后的設備。使用的抓取器11處在中間位置。在非矩形的成形工具或其它轉動角度的情況下，若干抓取器11也可以處在不同的中間位置中。由線或紗組成的和可能由粘合材料組成的其它層同樣可以通過加溫和/或按壓形狀穩定地固定并且與第一層連接。它們一起形成纖維預成形件28。
[0084]在圖8a中示出另一實施形式，比如該實施形式例如可以在制造引擎罩的纖維預成形件中使用。使用的抓取器10.1處在中間位置，不需要的抓取器5.1處在最大位置8.1。線或紗的第一層在第一成形工具15.1上發生投放和固定。第二成形工具未示出。線或紗儲備在退卷站1.1、2.1中。此外存在粘合材料儲備19.1和線遞送部位14.1。
[0085]一個或多個其它層的安放可以在同一設備中進行或者在另一根據本發明的設備或多個其它根據本發明的設備中進行，第一成形工具與第一層一起遞送到這些設備中。在圖8b中，另一層26.1投放到經過轉動的成形工具上。為了清楚起見僅示出幾條線或紗。使用的抓取器11.1沿著成形工具的外輪廓并且盡可能精確地描繪出該外輪廓。為了更精確的匹配可以使用更細的或不同寬度的抓取器。
[0086]圖Sc示出如何安放又一層。使用的抓取器12.1又沿著外輪廓。在固定后，這些層一起形成纖維預成形件28.1。
[0087]附圖標記列表
[0088]1、1.1、2、2.1 退卷站的排
[0089]3、3’、4、4’ 使用的退卷站
[0090]5,5.1抓取器的排
[0091]6、6’在拿取位置中的抓取器
[0092]7,7.1、7，、7.I，用于抓取器的引導設備
[0093]8,8.1最大位置的層
[0094]9,9.1拿取位置的層
[0095]10,10.Ull 在中 間位置的抓取器
[0096]11.1、12、12.1 在中間位置的抓取器
[0097]13、13’用于線應力的測量裝置
[0098]14、14.1線遞送部位(可能時也具有分叉裝置和/或具有用于連接預激活的裝置)
[0099]15在出發位置的第一成形工具
[0100]15Μ5.1在投放位置的第一成形工具
[0101]16在出發位置的第二成形工具
[0102]16’在投放位置的第二成形工具
[0103]17升降臺
[0104]18粘合材料
[0105]19,19.1粘合材料儲備
[0106]20、20’線或紗的始端
[0107]21拉緊的線或紗
[0108]22投放的線或紗
[0109]23、23’切斷的線或紗
[0110]24下腳料
[0111]25線或紗的第一層
[0112]26.1,27.1線或紗的其它層
[0113]28,28.1纖維預成形件
[0114]b一個抓取器的夾緊寬度
[0115]B所有抓取器的總夾緊寬度
【權利要求】
1.一種用于制造纖維預成形件(28、28.1)的設備，所述纖維預成形件尤其在制造纖維增強塑料構件時是一種預備物，其中所述設備具有多個用于提供多個線或紗的退卷站(1、1.1、2、2.1)和多個抓取器(5、5.1)，這些抓取器可以分別在線或紗的始端(20、20’)處抓取單個或多個線或紗，其中每個抓取器(5、5.1)可以在最大位置(8、8.1)與拿取位置(9、9.1)之間的路徑上來回運動，并且其中拿取位置(9、9.1)設置在線遞送部位(14、14.1)上并且所述拿取位置比所述最大位置(8、8.1)更接近于退卷站(1、1.1、2、2.1)，其特征在于，每個抓取器(5、5.1)具有自身的最大位置(9、9.1)并且配屬于自身的線遞送部位(14、14.1)，所述抓取器(5、5.1)能分別單獨地在基本上彼此平行的路徑上運動。
2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述抓取器(5、5.1)能在其路徑上占據不同的、單個的中間位置(10、10.1、11、11.1、12、12.1)并且所述抓取器能在中間位置(10、10.1、11、11.1、12、12.1)上保持所述線或紗的相應的始端(20)。
3.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，所述單個的抓取器(5、5.1)分別能在基本上線性的路徑上從所述拿取位置(9、9.1)運動到所述最大位置(8、8.1)。
4.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，所述設備具有至少一個成形工具(15、15’、15.1、16、16’)，所述成形工具能引入所述線遞送部位與其中至少數個抓取器之間，特別是從而由此所述線或紗在成形工具(15、15’、15.1、16、16’)上投放。
5.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，所述單個的抓取器(5、5.1)能隨著成形工具(15、15’、15.1、16、16’)的外輪廓而定位在其路徑上。
6.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，所述抓取器(5、5.1)具有10-500mm，優選20_200mm的夾緊寬度(b)。
7.根據前述權利要求 中任一項所述的設備，其特征在于，存在至少5個抓取器(5、5.1)，優選至少10個抓取器(5、5.1)，特別優選地至少20個抓取器(5、5.1)。
8.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，所有抓取器(5、5.1)—起具有至少Im的總夾緊寬度(B)，優選具有至少2m的總夾緊寬度，特別優選地具有至少3m的總夾緊寬度。
9.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，所述抓取器(5、5.1)在所述線遞送部位(14、14.1)上與所述線或紗一起也能抓取粘合材料(18),所述粘合材料特別是由熱塑性塑料或膠粘劑構成的或帶有熱塑性塑料或膠粘劑的絲線或纖維網。
10.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，設置有能在成形工具(15、15’、15.1、16、16’)與所述抓取器之間切斷所述線或紗的分離裝置和/或能在成形工具(15、15’、15.1、16、16’)與所述線遞送部位(14、14.1)之間切斷所述線或紗的分離裝置。
11.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，設置有固定裝置，所述固定裝置適用于使線或紗在所述成形工具(15、15’、15.1、16、16’)中的或圍繞成形工具(15、15M5.1、16、16’)形狀穩定地連接，所述固定裝置尤其實施為加熱裝置和/或按壓裝置。
12.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，成形工具(15、15’、15.1、16、16’)能在所述設備中轉動，從而由線或紗組成的另一層(26.1,27.1)能安放到由線或紗組成的被投放的、優選也被固定的第一層(25、25.1)上，并且以另一纖維方向優選轉動約30。、45。、60。或 90。。
13.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其特征在于，具有由線或紗組成的被投放的、優選也被固定的第一層(25、25.1)的成形工具(15、15’、15.1、16、16’)能被轉移到根據前述權利要求中任一項的另一設備中，在所述另一設備中能安放由線或紗組成的另一層(26.1、27.1)，并且以另一纖維方向優選轉動30°、45。、60。或90。。
14.尤其在使用根據前述權利要求中任一項所述的設備的情況下用于制造纖維預成形件(28、28.1)的方法，所述纖維預成形件例如在制造纖維增強塑料構件時是一種預備物，所述方法具有以下方法步驟: -拉緊線或紗(21)， -在成形工具(15、15’、15.1、16、16，)上投放所述線或紗(22)， -將所述投放的線或紗固定成纖維成形件(28、28.1), 其特征在于，多個單獨的抓取器(5、5.1)在多個分別配屬于所述單個的抓取器(5、5.1)的線遞送部位(14、14.1)上抓取單個或多個線或紗(20、20’)，所述抓取器(5、5.1)于是在基本上平行的路徑上彼此運動，并且所述線或紗(21)由此并排地拉緊。
15.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，多個抓取器(10、10.1、11、11.1、12、12.1)在拉緊過程中同時且獨立地彼此運動。
16.根據權利要求14或15所述的方法，其特征在于，至少一個成形工具(15、15’、15.1、16、16，)處于所述抓取器(10、10.1、11、11.1、12、12.I)與所述線遞送部位(14、14.1)之間，從而所述線或紗(23)在成形工具上投放。
17.根據權利要求14至 16中任一項所述的方法，其特征在于，所述單個的抓取器(10、10.1、11、11.1、12、12.1)定位如下，即，所述單個的抓取器跟隨著成形工具(15、15’、15.1、16、16’)的外輪廓而保持所述線或紗的始端。
18.根據權利要求14至17中任一項所述的方法，其特征在于，所述線或紗在成形工具(15U5M5.1、16、16’)上投放地固定，尤其是通過提高的壓力或提高的溫度固定
19.根據權利要求14至18中任一項所述的方法，其特征在于，線或紗在成形工具與抓取器之間的和/或在成形工具與線遞送部位之間被切斷。
20.根據權利要求14至19中任一項所述的方法，其特征在于，多層線或紗安放在成形工具上，其中每層首先并排拉緊，然后投放和固定，然后，下一層以類似方式，尤其在另一纖維方向上，例如轉動30°、45°、60°或90°地安放。
【文檔編號】B29C70/20GK103476559SQ201280017366
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年1月27日 優先權日:2011年4月8日
【發明者】馬可·格廷格, 邁克爾·凱澤 申請人:福伊特專利公司