DE102019006045B4

DE102019006045B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Mehrlagenhalbzeugen für die Herstellung von Faser-Kunststoff-Verbund-Hohlprofilen

Info

Publication number: DE102019006045B4
Application number: DE102019006045.8A
Authority: DE
Inventors: Raphael Kumpe; Sebastian Zocher; Stefan Murrar; Johannes Baumgärtel; Ben Rösler; Alexander Liebsch
Original assignee: Aumo GmbH
Current assignee: Aumo GmbH
Priority date: 2019-08-27
Filing date: 2019-08-27
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2039-08-28
Also published as: DE102019006045A1

Abstract

Vorrichtung zum Herstellen von Mehrlagenhalbzeugen für die Herstellung von Faserverbundhohlprofilen, die Vorrichtung aufweisend
- eine Geflechtschlauchzuführeinrichtung (14),
- einen Kegel (6) zur Aufnahme und zum Weiten des Querschnitts eines Geflechtschlauchs (20),
- eine Greifereinrichtung zum Aufnehmen und Fixieren des Geflechtschlauchs (20),
- einen Hohlzylinder (9) zur Zwischenablage des querschnittsgeweiteten Geflechtschlauchs (20) und
- einen koaxial zum Hohlzylinder (9) angeordneten Ablagezylinder (10), dessen äußerer Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Hohlzylinders (9), wobei der Hohlzylinder (9) und der Ablagezylinder (10) entlang einer gemeinsamen Achse (15) relativ zueinander bewegbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen von Mehrlagenhalbzeugen, welche für die Herstellung von Faser-Kunststoff-Verbund-Hohlprofilen verwendbar sind.
Für die Herstellung von Faser-Kunststoff-Verbund-Hohlprofilen, sogenannte FKV-Hohlprofile, welche insbesondere im Leichtbau Anwendung finden, kann es erforderlich sein, dass mehrere Geflechtschläuche beziehungsweise Geflechtschlauchabschnitte übereinander oder ineinander angeordnet werden müssen, um eine ausreichende Stabilität im Endprodukt oder eine gewünschte Struktur zu erzeugen. Die Handhabung von Geflechtschläuchen kann insbesondere bei der Herstellung von mehrlagigen Halbzeugen, wobei mehrere Geflechtschläuche ineinander angeordnet oder übereinander gezogen werden, problematisch sein, da Geflechtschläuche aufgrund ihrer Geflechtstruktur bei axialer Beanspruchung wie Extensionshülsen, ähnlich einer Fingerfalle wirken können. Ein Bereitstellen von Mehrlagenhalbzeugen aus Geflechtschläuchen erfordert daher besondere prozesstechnische Maßnahmen.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Handhabung von Geflechtschläuchen sind aus DE 10 2017 110 535 A1 bekannt. Gemäß der Lehre von DE 10 2017 110 535 A1 wird ein Querschnitt eines Geflechtschlauchs zunächst geweitet, in dem ein Geflechtschlauch mittels mehrerer Greifer radial auseinandergezogen und anschließend auf einen statisch angeordneten Tragekern bewegt wird. Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante kann ein Weiten eines Querschnitts eines Geflechtschlauchs mittels eines Kegels erreicht werden, wobei der Geflechtschlauch mittels gegenläufig rotierenden Bändern von Bandrampen unter Mitwirkung eines radialen Greifers auf den Kegel gezogen werden. Bezüglich einer Handhabung von Geflechtschläuchen zur Anordnung eines Mehrlagenhalbzeugs erweist sich die bekannte Lösung nachteilig. So kann es vorkommen, dass bei einer mehrlagigen Anordnung von mehreren Geflechtschläuchen ein oberster beziehungsweise äußerer Geflechtschlauch, insbesondere bei der Ausführung mittels Bandvorschub, unmittelbar über einen unteren, bereits auf dem Tragekern abgelegten Geflechtschlauch gezogen wird, wobei es zu einem Reibkontakt zwischen dem Geflecht beziehungsweise den Fasern des Geflechts des oberen Geflechtschlauchs und dem Geflecht des unteren Geflechtschlauchs kommen kann. Ein Kontakt der Gewebe oder Fasern zwischen dem bewegten Geflechtschlauch und einem unbewegten Geflechtschlauch begünstigt die Gefahr des unerwünschten Fingerfalleneffekts, wodurch die Handhabung der Geflechtschläuche nachteilig beeinflusst wird. Dies wirkt sich weiterhin nachteilig auf die Positionierung von Geflechtschlauchabschnitten unterschiedlicher Länge aus, da Geflechtlauchabschnitte mit geringerer Länge, aufgrund des statisch angeordneten Tragekerns zunächst über die gesamte Länge eines darunter angeordneten, bereits abgelegen Geflechtschlauchs gezogen werden muss.
DE 31 26 679 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Rohrgegenständen aus flexiblen Textilschläuchen. Ein dehnbares Textilrohr wird mittels einer Abziehvorrichtung auf einen Dorn gezogen und gespannt, bis der Kontaktwinkel der Textilfilamente dem gewünschten Kontaktwinkel auf dem Dorn entspricht. Zur Herstellung von mehrschichtigen rohrförmigen Gegenständen kann der flexible Textilschlauch mittels einer Schalenhülse in den freien Innenraum des Dorns eingeführt werden, wodurch bei jedem Arbeitshub der Schalenhülse zwei zusätzliche Textilschichten aufgebaut werden. Diese Textilschichten werden mittels eines Expansionsdorns auf den gewünschten Durchmesser des Rohrkörpers vergrößert und gepresst.
Aus WO 2013/ 189 576 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines mindestens eine Querverstärkung aufweisenden hohlen Kunststoffgegenstands bekannt.
DE 30 17 870 A1 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung rohrförmiger Kompositstrukturen. Gemäß dem Verfahren wird eine Verstärkungshülse in Form eines ersten Textilschlauchs über einen beweglichen Dorn gezogen und an dem Dorn befestigt, wobei anschließend ein zweiter, dritter und vierter Textilschlauch über den ersten Textilschlauch gezogen werden.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, mit welcher/welchem die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile verringert werden können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können jeweils mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.
Die Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Herstellen von Mehrlagenhalbzeugen für die Herstellung von Faserverbundhohlprofilen. Den Kern der Vorrichtung bilden ein Kegel zur Aufnahme und zum Weiten des Querschnitts eines zugeführten Geflechtschlauchs, ein Hohlzylinder zur Zwischenablage des querschnittsgeweiteten Geflechtschlauchs und ein koaxial zum Hohlzylinder angeordneter Ablagezylinder, dessen äußerer Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Hohlzylinders, wobei der Hohlzylinder und der Ablagezylinder entlang einer gemeinsamen Achse relativ zueinander bewegbar sind. Dadurch, dass der Außendurchmesser des Ablagezylinders kleiner ist als der Innendurchmesser des Hohlzylinders können der Hohlzylinder und der Ablagezylinder koaxial entlang der gemeinsamen Achse relativ zueinander bewegt und positioniert werden. Der Kegel ist vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet und kann an seiner Spitze einen Führungsdorn zur Aufnahme eines zugeführten Geflechtschlauchs aufweisen. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Geflechtschlauchzuführeinrichtung auf, mit welcher ein flach auf einer Rolle aufgewickelter Geflechtschlauch oder ein Gefelchtschlauchabschnitt dem Kegel zuführbar ist. Zum Bereitstellen von Geflechtschlauchabschnitten kann eine Schneidvorrichtung vorgesehen sein.
Bei verschiedenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können der Hohlzylinder und der Ablagezylinder entlang der gemeinsamen Achse bewegbar ausgebildet sein. Ferner können der Hohlzylinder und/oder der Ablagezylinder an eine Position entlang der gemeinsamen Achse fixierbar ausgebildet sein. Bei weiteren Ausgestaltungen der Vorrichtung kann zumindest der Hohlzylinder oder der Ablagezylinder entlang der gemeinsamen Achse bewegbar ausgebildet sein.
Weiterhin weist die Vorrichtung eine Greifereinrichtung zum Aufnehmen und Fixieren des Geflechtschlauchs auf. Vorzugsweise weist die Greifereinrichtung mindestens einen Greifer auf, welcher eingerichtet ist, einen Geflechtschlauch radial aufzunehmen und zu fixieren. Vorzugsweise ist der Greifer eigerichtet, einen Geflechtschlauch vollumfänglich aufzunehmen zu fixieren. Gemäß verschiedenen Ausgestaltungen der Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Greifereinrichtung zumindest einen Greifer aufweist, welcher entlang und/oder parallel zu der gemeinsamen Achse bewegbar ist. Dabei können Elemente des Greifers, insbesondere bei einem vollumfangseitig greifenden Greifer, koaxial zu der gemeinsamen Achse bewegbar ausgebildet sein. Das heißt, verschiedene weitere Ausgestaltungen können vorgesehen sein, bei welchen der Greifer orthogonal und parallel zu der gemeinsamen Achse bewegbar ist.
Zusätzlich zu der Greifereinrichtung kann ein Rollenvorschub vorgesehen sein, mit welchem ein Geflechtschlauch mit von außen an dem Geflechtschlauch anliegenden, angetriebenen Rollen in axialer Richtung bewegt wird. Dabei gleitet der Geflechtschlauch entlang der Oberfläche des Kegels und des Hohlzylinders.
Gemäß den verschiedenen Ausgestaltungen der Vorrichtung kann der Kegel relativ zum Hohlzylinder entlang der gemeinsamen Achse bewegbar ausgebildet sein.
Gemäß den verschiedenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass der Kegel, der Hohlzylinder und der Ablagezylinder entlang einer gemeinsamen vertikalen Achse relativ zueinander bewegbar ausgebildet sind. Vorzugsweise sind der Kegel, der Hohlzylinder und der Ablagezylinder entlang einer vertikalen Prozessstrecke ausgebildet, wobei der Kegel zuoberst angeordnet ist. Das heißt, die Spitze des Kegels zeigt nach oben. Die gemeinsame Achse des Kegels, des Hohlzylinders und des Ablagezylinders kann vorzugsweise vertikal ausgerichtet sein. Denkbar ist weiterhin eine in einem Winkel geneigte Ausrichtung der gemeinsamen Achse. Vorzugsweise ist die gemeinsame Achse des Kegels, des Hohlzylinders und des Ablagezylinders nicht horizontal ausgerichtet. Das heißt, die aus dem Kegel, dem Hohlzylinder und dem Ablagezylinder gebildete Prozessstrecke ist vorzugsweise nicht horizontal oder in einem spitzen Winkel zur Horizontalen geneigt ausgerichtet.
Gemäß einer Ausgestaltung der Vorrichtung kann zwischen dem Hohlzylinder und dem Kegel eine lösbare Kopplung ausgebildet sein. Eine Kopplung zwischen dem Kegelfuß und dem Hohlzylinder kann vorgesehen sein, um den Hohlzylinder bei einer Überführung eines von dem Kegel geweiteten Geflechtschlauchs axial zu fixieren.
Gemäß den verschiedenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zwischen dem äußeren Durchmesser des Ablagezylinders und dem inneren Durchmesser des Holzylinders ein radial umlaufender Spalt ausgebildet, wobei der Spalt zumindest dem 4-fachen der Wanddicke eines Geflechtschlauchs entspricht.
Der Kegel, der Hohlzylinder und der Ablagezylinder können modular austauschbar ausgebildet sein. Es können verschiedene Dimensionierungen der äußeren Durchmesser des Kegels, des Hohlzylinders und des Ablagezylinders vorgesehen sein. Zur Herstellung von Mehrlagenhalbzeugen vorgegebener Konfiguration können Sets bestehend aus einem Kegel, einem Hohlzylinder und einem Ablagezylinder mit vorgegebener Dimensionierung vorgesehen sein.
Der Ablagezylinder kann als Blasschlauch mit veränderbarem Außendurchmesser ausgebildet sein.
Gemäß den verschiedenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine Einrichtung zur Applikation von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen sein, wobei die Einrichtung zur Applikation von elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung entlang der gemeinsamen Achse, vorzugsweise orthogonal zur Ausrichtung der gemeinsamen Achse punktuell zu applizieren, um ein Aufschmelzen des Geflechtschlauchmaterials zu erreichen. Als Quelle für die elektromagnetische Strahlung kann ein Infrarotstrahler oder ein Laser vorgesehen sein. Die Einrichtung zur Applikation von elektromagnetischer Strahlung dient zur Fixierung von Geflechtschläuchen untereinander, in dem die Struktur mehrlagig angeordneter Geflechtschläuche aufgrund der applizierten Wärmestrahlung lokal aufgeschmolzen wird, wobei sich mehrere Lagen untereinander verbinden, wenn die Schmelze erstarrt.
Die Erfindung umfasst weiter ein Verfahren zum Herstellen von Mehrlagenhalbzeugen für die Herstellung von Faserverbundhohlprofilen. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:

a) ein Bereitstellen eines Geflechtschlauchs,
b) ein Weiten des Querschnitts des Geflechtschlauchs mittels eines Kegels,
c) ein erstes Überführen des geweiteten Geflechtschlauchs von dem Kegel auf die äußere Oberfläche eines Hohlzylinders,
d) ein Positionieren des überführten Geflechtschlauchs an eine vorgegebene Ablageposition, wobei der Hohlzylinder und ein Ablagezylinder koaxial relativ zueinander positioniert werden,
e) ein zweites Überführen des geweiteten Geflechtschlauchs an der vorgegebenen Ablageposition auf die äußere Oberfläche des Ablagezylinders, wobei der geweitete Geflechtschlauch beim zwiten Überführen in der vorgegebenen Ablageposition fixiert wird und wobei der Hohlzylinder und der Ablageylinder koaxial relativ zueinander bewegt werden, und
f) ein axiales Strecken des auf die Oberfläche des Ablagezylinders überführten Geflechtschlauchs,

Vorteilhaft werden bei der Erfindung Geflechtschläuche nicht übereinander gezogen oder ineinander gezogen, sondern es wird ein geweiteter Geflechtschlauch auf einen Geflechtschlauch mit geringerer radialer Ausdehnung abgelegt, ohne dass der abzulegende Geflechtschlauch den unteren, bereits abgelegten Geflechtschlauch beim Positionieren, das heißt beim Überfahren des unteren Geflechtschlauchs, berührt. Dies wird erreicht, in dem der geweitete Geflechtschlauch zum Transport beziehungsweise zur Zwischenablage auf die äußere Oberfläche eines Hohlzylinders überführt wird und anschließend der Hohlzylinder und ein Ablagezylinder relativ zueinander in die gewünschten Ablageposition bewegt werden. Der sich auf der äußeren Oberfläche des Hohlzylinders befindliche geweitete Geflechtschlauch kann dann durch ein zweites Überführen auf den Ablagezylinder abgelegt werden. Dadurch, dass eine Berührung der Geflechtschläuche untereinander beim Positionieren in eine gewünschte beziehungsweise vorgegebene Ablageposition verhindert wird, kann die Gefahr des Auftretens eines Fingerfalleneffekts vermieden werden, wodurch die Handhabung zur Mehrlagenanordnung von Geflechtschläuchen verbessert und die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zumindest die Schritte b) bis f) vertikal ausgeführt. Vorteilhaft kann ein Geflechtschlauch vertikal von oben zugeführt und mittels eines Greifers auf einen Kegel bewegt und dabei im Querschnitt geweitet werden. Der Geflechtschlauch wird innenumfangseitig auf die Oberfläche des Kegels bewegt. Das erste Überführen des geweiteten Geflechtschlauchs auf den Hohlzylinder und das zweite Überführen des Geflechtschlauchs von dem Hohlzylinder auf den Ablagezylinder erfolgt vorzugsweise vertikal.
Der geweitete Geflechtschlauch kann beim ersten Überführen mittels einer Greifvorrichtung fixiert werden, wobei eine axiale Relativbewegung des Kegels und des Hohlzylinders ausgeführt wird. Dabei kann/können der Kegel und/oder der Zylinder entlang der gemeinsamen Achse relativ zueinander bewegt werden, wobei der geweitete Geflechtschlauch axial, das heißt in Richtung der gemeinsamen Achse des Kegels und des Hohlzylinders fixiert ist.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das erste Überführen mittels von außen an die Mantelfläche des Geflechtschlauchs anliegenden, angetriebenen Rollen ausgeführt werden. Dabei kann vorgesehen werden, dass der Kegel und/oder der Zylinder entlang der gemeinsamen Achse nicht bewegt wird/werden. Erfolgt das erste Überführen mittels von außen an die Mantelfläche des Geflechtschlauchs anliegenden angetriebenen Rollen, können der Kegel und/oder der Zylinder in ihrer Position fixiert sein.
Beim Positionieren in die vorgegebene Ablageposition können der Holzylinder und der Ablagezylinder koaxial relativ zueinander entlang der gemeinsamen Achse bewegt werden. Dabei kann vorgesehen werden, dass ein bewegbarer Hohlzylinder relativ zu einem fixierten Ablagezylinder bewegt wird. Ferner kann vorgesehen werden, dass ein entlang der gemeinsamen Achse bewegbarer Ablagezylinder relativ zu einem fixierten Hohlzylinder bewegt wird, um die gewünschte Positionierung der vorgegebenen Ablageposition zu arrangieren.
Erfindungsgemäß wird der geweitete Geflechtschlauch beim zweiten Überführen in der vorgegebenen Ablageposition fixiert, wobei der Hohlzylinder und der Ablagezylinder koaxial relativ zueinander bewegt werden. Das Fixieren des Geflechtschlauchs an der vorgegebenen Ablageposition kann mit einem Greifer erreicht werden, welcher den Geflechtschlauch während der axialen Relativbewegung zwischen dem Hohlzylinder und dem Ablagezylinder in der vorgegebenen Ablageposition hält. Infolge der Relativbewegung zwischen dem Hohlzylinder und dem Ablagezylinder streift der Geflechtschlauch von dem Hohlzylinder auf den Ablagezylinder ab.
Die Ablageposition ist als eine Position entlang der gemeinsamen Achse zu verstehen, an welcher ein Ende des Geflechtschlauchs zu positionieren ist.
Das axiale Strecken bewirkt eine Querschnittsverringerung eines geweiteten Geflechtschlauchs, so dass der Geflechtschlauch nach dem axialen Strecken innumfangseitig an der äußern Oberfläche des Ablagezylinders oder an der äußeren Oberfläche eines bereits auf den Ablagezylinder befindlichen Geflechtschlauchs anliegt. Es kann vorgesehen werden, dass zum axialen Strecken ein erstes Ende des geweiteten Geflechtschlauchs radial an dem Ablagezylinder fixiert wird und ein zweites Ende des geweiteten Geflechtschlauchs mittels eines Greifers der Greifereinrichtung fixiert wird, wobei der Greifer und der Ablagezylinder entlang der gemeinsamen Achse relativ zueinander bewegt werden. Dabei kann vorgesehen werden, dass der Ablagezylinder axial entlang der gemeinsamen Achse bewegt wird, wobei der Greifer axial fixiert ist. Ferner kann vorgesehen werden, dass der Greifer axial entlang der gemeinsamen Achse bewegt wird, wobei der Ablagezylinder in axialer Richtung fixiert ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass der Greifer und der Ablagezylinder gleichzeitig entlang der gemeinsamen Achse entgegengesetzt bewegt werden, um ein Strecken des geweiteten Geflechtschlauchs zu bewirken. Ferner kann vorgesehen werden, dass das axiale Strecken mit zwei, jeweils an einem Ende eines Geflechtschlauchs flechtschlauchs angreifenden Greifern ausgeführt wird. Dabei kann ein erster Greifer ein erstes Ende eines Geflechtschlauchs fixieren, während ein zweiter Greifer ein zweites Ende des Geflechtschlauchs axial bewegt und den Geflechtschlauch dabei axial streckt, so dass eine Querschnittsänderung des Geflechtschlauchs erreicht wird.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen werden, einen abgelegten Geflechtschlauch an dem darunterliegenden Geflechtschlauch zu fixieren. Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher einen weiteren Schritt aufweisen, bei welchem ein zweiter Geflechtschlauch, welcher nach den Verfahrensschritten a) bis f) auf einen auf dem Ablagezylinder befindlichen ersten Geflechtschlauch positioniert abgelegt wird, anschließend an dem ersten Geflechtschlauch fixiert wird. Ein Fixieren von übereinander oder ineinander angeordneten Geflechtschläuchen kann mittels Infrarotstrahlung oder Laserstrahlung erreicht werden, indem das Material der Geflechtschläuche lokal infolge der applizierten Wärmestrahlung beziehungsweise Laserstrahlung aufgeschmolzen wird, wobei die erstarrte Schmelze eine Fixierung zwischen den Geflechtschläuchen ausbildet.
Anhand der nachfolgenden Figuren soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
2.1 bis 2.3: schematische Darstellungen eines Ausschnitts eines Beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Vertikal von oben nach unten angeordnet sind eine obere Rollenzuführeinheit 1, ein oberer Spanner 2, eine Schneideinheit 3, ein unterer Spanner 4 und eine untere Rollenzuführeinheit 5. Die obere Rollenzuführeinheit 1, der obere Spanner 2, die Schneideinheit 3, der untere Spanner 4 und eine untere Rollenzuführeinheit 5 bilden gemeinsam eine Geflechtschlauchzuführeinrichtung 14 für die Bereitstellung, den Zuschnitt und die Zufuhr von Geflechtschläuchen und Geflechtschlauchzuschnitten. In vertikaler Richtung hinter beziehungsweise unter der unteren Rollenzuführeinheit 5 ist ein Kegel 6 angeordnet, welcher zur Aufnahme eines von der Geflechtschlauchzuführeinrichtung 14 zugeführten Geflechtschlauchs ausgebildet ist. Die Zuführung eines Geflechtschlauchs erfolgt derart, dass der Geflechtschlauch innenumfangseitig über die Oberfläche des Kegels 6 bewegt wird, wobei der Querschnitt eines zugeführten Geflechtschlauchs entsprechend des Durchmessers des Kegels 6 geweitet wird. Unterhalb des Kegels 6 ist ein Holzylinder 9 angeordnet. Der Hohlzylinder 9 dient zur Zwischenablage und zum Transport eines querschnittsgeweiteten Geflechtschlauchs, welcher von dem Kegel 6 auf den Hohlzylinder 9 überführt wird. Zweckmäßigerweise entspricht der äußere Durchmesser des Hohlzylinders 9 im Wesentlichen dem Kegelfußdurchmesser des Kegels 6. Weiter unterhalb des Hohlzylinders 9 ist ein Ablagezylinder 10 koaxial zum Hohlzylinder 9 angeordnet, wobei der äußere Durchmesser des Ablagezylinders 10 kleiner ist als der Innendurchmesser des Hohlzylinders 9. Der äußere Durchmesser des Ablagezylinders 10 und der innere Durchmesser des Hohlzylinders 9 sind derart dimensioniert, dass zwischen dem äußeren Durchmesser des Ablagezylinders 10 und dem inneren Durchmesser des Hohlzylinders 9 ein Spalt gebildet ist, welcher zumindest dem 4-fachen einer Wanddicke eines Geflechtschlauchs entspricht. Das heißt bei koaxialer Anordnung des Hohlzylinders 9 und des Ablagezylinders 10 ist der Abstand zwischen dem Innendurchmesser des Hohlzylinders 9 und dem Außendurchmesser des Ablagezylinders 10 zumindest gleich oder größer als die Dicke der Wandstärke einer vierlagig übereinanderliegenden Geflechtschlauchanordnung ausgebildet. Der Kegel 6, der Hohlzylinder 9 und der Ablagezylinder 10 sind entlang einer gemeinsamen Vertikalachse 15 angeordnet, welche als gestrichelte Linie dargestellt ist. Der Hohlzylinder 9 ist entlang der gemeinsamen Vertikalachse 15 relativ zu dem Kegel 6 und dem Ablagezylinder 10 bewegbar ausgebildet. Demzufolge ist der Hohlzylinder 9 eingerichtet, zwischen dem Kegel 6 und dem Ablagezylinder 10 hin und her bewegt zu werden, wobei der Ablagezylinder 10 von dem Hohlzylinder 9 zumindest bereichsweise derart überfahrbar ist, dass der Ablagezylinder 10 in einer vorgegebenen Ablageposition zumindest bereichsweise in der Öffnung des Hohlzylinders 9 angeordnet ist. Der Hohlzylinder 9 ist mittels einer Halterung an einem parallel zu der gemeinsamen Achse 15 angeordneten Schienensystem (nicht gezeigt) bewegbar ausgebildet.
Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Greifereinrichtung, welche einen oberen Greifer 7 und einen unteren Greifer 8 aufweist. Der obere Greifer 7 und der untere Greifer 8 sind eingerichtet, einen Geflechtschlauch außenumfangseitig aufzunehmen, zu halten und zu fixieren. Ferner sind der obere Greifer 7 und der untere Greifer 8 an einem parallel zur gemeinsamen Achse 15 ausgebildeten Schienensystem derart bewegbar angeordnet, dass ein aufgenommener Geflechtschlauch entlang der gemeinsamen Achse 15 bewegt und positioniert werden kann.
Ein Infrarotstrahler 11, welcher in einem Abstand zum Ablagezylinder 10 angeordnet ist, kann mittels einer Vorschubeinrichtung orthogonal zur gemeinsamen Achse 15 an den Ablagezylinder 10 bewegt werden. Der Infrarotstrahler 11 ist eingerichtet, Infrarotstrahlung punktuell in Richtung des Ablagezylinders 10 zu applizieren.
Die gezeigte Vorrichtung weist weiterhin eine Steuerungseinheit 12 auf, mit welcher die Geflechtschlauchzuführeinrichtung 14, die Greifereinrichtung, die Bewegung des Hohlzylinders 9 entlang der gemeinsamen Achse 15 sowie die Ankopplung und Entkopplung des Hohlzylinders 9 an den Kegel 6, und der Infrarotstrahler steuerbar sind.
Sämtliche Bestandteile der Vorrichtung sind an einer Rahmenkonstruktion 13 angeordnet.
Die 2.1 bis 2.3 zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 2.1 sind die Verfahrensschritte

a) Bereitstellen eines Geflechtschlauchs 20,
b) Weiten des Querschnitts des Geflechtschlauchs 20 mittels eines Kegels 6 und
c) erstes Überführen des geweiteten Geflechtschlauchs 20 von dem Kegel 6 auf die äußere Oberfläche eines Hohlzylinders 9

Die Bereitstellung a) des Geflechtschlauchs 20 erfolgt durch Abrollen von einer Geflechtschlauchrolle 19, auf welcher der Geflechtschlauch 20 flachgedrückt aufgerollt ist. Mittels Rollen 18, welche an der äußeren Mantelfläche des Geflechtschlauchs 20 anliegend positioniert sind, wird der Geflechtschlauch 20 durch gegenläufige Rotation der gegenüberliegend angeordneten Rollen 18 auf die Oberfläche des Kegels 6 und im weiteren Verlauf entlang der äußeren Oberfläche des Kegels 6 bewegt, wobei der Querschnitt des Geflechtschlauchs 20 gemäß Verfahrensschritt b) geweitet wird. Weiter mit den gegenläufig drehenden Rollen 18, welche als Bestandteil der Geflechtschlauchzuführeinrichtung 14 ausgebildet sind, wird der geweitete Geflechtschlauch 20 von dem Kegel 6 auf die äußere Oberfläche eines Hohlzylinders 9 überführt. Nach dem ersten Überführen kann der geweitete Geflechtschlauch 20 zwischen dem Kegel 6 und dem Hohlzylinder 9 mit einer Schneidvorrichtung (nicht gezeigt), deren Schneiden orthogonal zu der gemeinsamen Achse 15 bewegt werden, geschnitten werden.
In 2.2 sind die Verfahrensschritte

d) Positionieren des überführten, geweiteten Geflechtschlauchs 20 an eine vorgegebene Ablageposition, wobei der Hohlzylinder 9 und ein Ablagezylinder 10 koaxial relativ zueinander positioniert werden und
e) ein zweites Überführen des geweiteten Geflechtschlauchs 20 an der vorgegebenen Ablageposition auf die äußere Oberfläche des Ablagezylinders 10 dargestellt.

Beim Positionieren gemäß Verfahrensschritt d) wird der Hohlzylinder 9 von dem Kegel 6 entkoppelt und entlang der gemeinsamen Achse 15 relativ zu dem Ablagezylinder 10 bewegt, bis ein Ende des Geflechtschlauchs eine vorgegebene Ablageposition erreicht hat. Aufgrund des zwischen dem inneren Durchmesser des Hohlzylinders 9 und dem Außendurchmesser des Ablagezylinders 10 ausgebildeten Spalts, wird der Ablagezylinder 10 von dem Hohlzylinder 9 überfahren, ohne dass sich der Ablagezylinder 10 und der Hohlzylinder 9 berühren. Die Positionierung des Geflechtschlauchs 20 kann derart erfolgen, dass zumindest ein Ende des Geflechtschlauchs 20 den Ablagezylinder 10 überdeckt. An der vorgegebenen Ablageposition wird der Geflechtschlauch 20 axial fixiert, in dem der Geflechtschlauch 20 mit dem oberen Greifer 7 und dem unteren Greifer 8 außenumfangseitig aufgenommen und gehalten wird. Im nächsten Schritt erfolgt das zweite Überführen des geweiteten Geflechtschlauchs 20 an der vorgegebenen Ablageposition auf die äußere Oberfläche des Ablagezylinders 10. Dabei wird der Hohlzylinder 9 entlang der gemeinsamen Achse 15 in Pfeilrichtung 21 bewegt, so dass der in axialer Richtung fixierte Geflechtschlauch 20 von dem Hohlzylinder 9 auf den Ablagezylinder 10 abgestreift wird. Der Hohlzylinder 9 kann dann in die Ausgangsposition bewegt und an den Kegel 6 zum Überführen eines weiteren Geflechtschlauchs 20 angekoppelt werden.
In 2.3 ist der Verfahrensschritt

f) axiales Strecken des auf die Oberfläche des Ablagezylinders überführten Geflechtschlauchs

Beim axialen Strecken werden der obere Greifer 7 und der untere Greifer 8 entlang der gemeinsamen Achse 15 entgegengesetzt in die Pfeilrichtungen 22 bewegt. Durch das axiale Strecken wird der Querschnitt des Geflechtschlauchs 20 derart verringert, dass er innenumfangseitig vollständig an der Oberfläche des Ablagezylinders 10 anliegt. Ein weiterer Schritt kann vorgesehen werden, bei welchem der obere Greifer 7 und/oder der untere Greifer 8 bereichsweise über die Oberfläche des gestreckten Geflechtschlauchs bewegt, um Unebenheiten oder Falten im Geflechtschlauch 20 auszustreichen.
Zum Bereitstellen eines zumindest zweilagigen Halbzeugs aus zwei Geflechtschläuchen werden die Verfahrensschritte a) bis f) zumindest einmal wiederholt.
Ferner kann ein Verfahrensschritt zum Fixieren von übereinander angeordneten Geflechtschläuchen 20 vorgesehen werden, um ein Verrutschen der einzelnen Lagen zu vermeiden. Der Verfahrensschritt zum Fixieren von übereinander angeordneten Geflechtschläuchen 20 kann als Zwischenschritt nach dem Ablegen eines Gelfechtschlauchs 20 oder als abschließender Verfahrensschritt durchgeführt werden, nachdem eine vorgegebene Anzahl an Geflechtschläuchen 20 angeordnet abgelegt worden sind.
Bezugszeichenliste

1: obere Rollenzuführeinheit
2: oberer Spanner
3: Schneidvorrichtung
4: Unterer Spanner
5: untere Rollenzuführeinheit
6: Kegel
7: oberer Greifer
8: unterer Greifer
9: Hohlzylinder
10: Ablagezylinder
11: Infrarotstrahler
12: Steuerungseinheit
13: Rahmenkonstruktion
14: Geflechtschlauchzuführeinrichtung
15: gemeinsame Achse
18: Rollen
19: Geflechtschlauchrolle
20: Geflechtschlauch
21: Richtungspfeil Bewegung Hohlzylinder
22: Richtungspfeile

Claims

Vorrichtung zum Herstellen von Mehrlagenhalbzeugen für die Herstellung von Faserverbundhohlprofilen, die Vorrichtung aufweisend - eine Geflechtschlauchzuführeinrichtung (14), - einen Kegel (6) zur Aufnahme und zum Weiten des Querschnitts eines Geflechtschlauchs (20), - eine Greifereinrichtung zum Aufnehmen und Fixieren des Geflechtschlauchs (20), - einen Hohlzylinder (9) zur Zwischenablage des querschnittsgeweiteten Geflechtschlauchs (20) und - einen koaxial zum Hohlzylinder (9) angeordneten Ablagezylinder (10), dessen äußerer Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Hohlzylinders (9), wobei der Hohlzylinder (9) und der Ablagezylinder (10) entlang einer gemeinsamen Achse (15) relativ zueinander bewegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegel (6), der Hohlzylinder (9) und der Ablagezylinder (10) entlang einer gemeinsamen vertikalen Achse (15) relativ zueinander bewegbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder (9) mit dem Kegel (6) koppelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifereinrichtung zumindest einen Greifer (7, 8) aufweist, welcher entlang der gemeinsamen Achse (15) oder parallel zu der gemeinsamen Achse (15) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens ein Greifer (7, 8) orthogonal zur gemeinsamen Achse (15) bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem äußeren Durchmesser des Ablagezylinders (10) und dem inneren Durchmesser des Holzylinders (9) ein radial umlaufender Abstand ausgebildet ist, welcher zumindest dem 4-fachen der Wanddicke eines Geflechtschlauchs (20) entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablagezylinder (10) als Blasschlauch mit veränderbarem Außendurchmesser ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegel (6), der Hohlzylinder (9) und der Ablagezylinder (10) modular austauschbar ausgebildet sind.
Verfahren zum Herstellen von Mehrlagenhalbzeugen für die Herstellung von Faserverbundhohlprofilen, das Verfahren aufweisend a) ein Bereitstellen eines Geflechtschlauchs (20), b) ein Weiten des Querschnitts des Geflechtschlauchs (20) mittels eines Kegels (6), c) ein erstes Überführen des geweiteten Geflechtschlauch (20) von dem Kegel (6) auf die äußere Oberfläche eines Hohlzylinders (9), d) ein Positionieren des überführten Geflechtschlauchs (20) an eine vorgegebene Ablageposition, wobei der Hohlzylinder (9) und ein Ablagezylinder (10) koaxial relativ zueinander positioniert werden, e) ein zweites Überführen des geweiteten Geflechtschlauchs (20) an der vorgegebenen Ablageposition auf die äußere Oberfläche des Ablagezylinders (10), wobei der geweitete Geflechtschlauch (20) beim zweiten Überführen in der vorgegebenen Ablageposition fixiert wird und wobei der Hohlzylinder (9) und der Ablagezylinder (10) koaxial relativ zueinander bewegt werden, und f) ein axiales Strecken des auf die Oberfläche des Ablagezylinders (10) überführten Geflechtschlauchs (20), wobei die Schritte a) bis f) zumindest einmal wiederholt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Schritte b) bis f) vertikal ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der geweitete Geflechtschlauch beim ersten Überführen mittels einer Greifvorrichtung fixiert wird, wobei eine axiale Relativbewegung zwischen dem Kegel und dem Hohlzylinder ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Überführen mittels von außen an die Mantelfläche eines Geflechtschlauchs (20) anliegenden angetriebenen Rollen ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim axialen Strecken ein erstes Ende des geweiteten Geflechtschlauchs (20) radial an dem Ablagezylinder fixiert wird und ein zweites Ende des geweiteten Geflechtschlauchs (20) mittels eines Greifers (7, 8) einer Greifereinrichtung fixiert wird, wobei der Greifer (7, 8) und der Ablagezylinder (10) entlang der gemeinsamen Achse (15) relativ zueinander bewegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Ablagezylinder (10) abgelegte Geflechtschläuche (20) untereinander fixiert werden.