用于构造并固结层压件的带铺设装置的制造方法_2

文档序号:10005114阅读:来源:国知局
度之上,例如由30至150mm宽的带构成的大面积的带结构或层压件也可以在没有不期望的流动活动以及纤维改变的情况下有利地构造并固结。
[0041]如果在优选顺序中不仅专门在引导到超声激励单元的带的毗连的接合区域的表面中而且在承载已沉积的带结构的该带的最上面的带层中进行粘结剂和/或基体材料的连续塑化,则会增加对不期望的流动操作以及纤维移位的限制。
[0042]替代地或额外地,根据特别是在各个带和/或带层的固结的范围内的期望的流动操作和/或纤维移位或带结构内的各个带和/或带层的不期望的流动活动和/或纤维移位的程度,在优选顺序中,至少在承载已经沉积的带结构的带的最上面的带层中遍及其整个厚度进行粘结剂和/或基体材料的连续塑化。
[0043]在其改型中,在优选顺序中,也可以在承载已沉积的带结构的带的最上面的带层之下的带层中、专门在毗连的接合区域的表面中和/或遍及其厚度进行粘结剂和/或基体材料的连续塑化。然而,在任何情况下,已沉积的带结构的最下面的带层都决不应当遍及其厚度进行塑化,以便不危害层压件的尺寸精度。
[0044]在顺序的优实施例中,可规定,沉积在已沉积的带结构的最上面的带层上的带将会与承载该带的最上面的带层暂时固定。沉积的带与已沉积的带结构的最上面的带层的暂时固定可以经由超声点焊方便地进行,其中带或最上面的带层中的粘结剂和/或基体材料通过随后的冷却至少局部地相互熔合并固定。暂时固定具有如下优点,即在优选实施例中,如果-优选地每当-沉积在已经沉积的带结构的最上面的带层上的带与承载该带的最上面的带层暂时固定,那么顺序aa)至cc)可以多次进入顺序b),S卩,供应的带通过沉积单元而多层地沉积。多层沉积的暂时固定的带的粘结剂和/或基体材料的连续塑化然后可以如上所述进行:即,专门在毗连的接合区域的表面中和/或遍及其厚度进行。
[0045]优选地,根据本实用新型,为了增加铺设及固化速率,多个带同时处理(即,特别是在同一时刻且在多个轨道上)的顺序是优选的。通过这样的并行,每个顺序铺设的带的数量根据X(对于多轨道处理的带的数量来说)有利地增加。
[0046]特别地,如果在一个顺序中两个或更多个待沉积的带间隔开待沉积的带的宽度B地沉积,那么这在一个实施例中是优选的。
[0047]这具有如下优点,即沉积单元和超声激励单元可以在多个交替顺序中彼此相邻地布置,并且可以同时工作:
[0048]因此,在另一优选的顺序中,在以一定间隔沉积同时沉积的第一带之后,可以通过沉积同样优选待同时沉积的另外的带来填满以一定间距铺设的各带之间的间隙,以形成封闭的带层。
[0049]具体地,然而,根据本实用新型的一个优选顺序,在将待沉积的另外的带沉积在由同时沉积的带留下的间隙中的过程中,与同时沉积的带相邻的这些带可以同时固结。
[0050]一种根据本实用新型的用于构造并固结用于汽车部件的层压件的带铺设装置,其特征在于:
[0051]a)供应单元,供应单元用于向沉积单元供应待沉积的带,带设有粘结剂和/或基体材料;
[0052]b)沉积单元,沉积单元用于沉积供应的带;其中彼此相邻沉积的带限定了带结构的带层;以及
[0053]c)控制单元,控制单元用于通过如下单元来控制固结的层压件的内含物:
[0054]aa)引导单元,引导单元用于将沉积在已沉积的带结构的最上面的带层上的带引导到超声激励单元,或反之亦然;
[0055]bb)超声激励单元,超声激励单元用于在引导到超声激励单元的带与承载已经沉积的带结构的该带的最上面的带层的毗连的接合区域中连续地塑化粘结剂和/或基体材料;以及
[0056]cc)固结单元,固结单元用于在引导到超声激励单元的带与承载已沉积的带结构的该带的最上面的带层的毗连的接合区域中连续地结合塑化的粘结剂和/或基体材料;
[0057]其中控制单元此外布置为使得-在至少一个顺序中-在将待沉积的带通过沉积单元沉积在已沉积的带结构的最上面的带层上的过程中,之前邻近带层沉积的带同时固结。
[0058]在带铺设装置的一个实施例中,可规定,沉积单元包含多个铺设杆,多个铺设杆同时拉入、切成长度并沉积多个带,由此同时的顺序是有利地可能的,这显著增加了铺设速度。
[0059]具体地,如果两个或更多个相邻的铺设杆布置为在任何情况下都彼此间隔开待沉积的带的宽度B,那么它是优选的。这具有如下优点,即沉积单元的两个或更多个铺设杆可以在多个交替的顺序中邻近固结单元的超声激励单元布置,并且可以同时工作。
[0060]在带铺设装置的另一实施例中,可规定,沉积单元和/或铺设杆和/或铺设台向侧面可移位至少待铺设的一个或一组X带的宽度,以使得在随后的顺序中,多个带可以同时拉入、切成一定长度并沉积。
[0061]在带铺设装置的另一实施例中,可规定,固结单元由大面积的超声激励单元形成,大面积的超声激励单元优选在滑瓦中与每个铺设杆相邻布置,并且分别具体关于固结参数在任何情况下都通过的单独控制单元或控制单元单独地实施。
[0062]这样的滑瓦可在其有别于本实用新型的实施例的单个或附加特征中使用,该滑瓦的特征在于:区域,该区域具有沿移动或滑动方向G的短接触长度,以将超声能量耦接到由带层和/或带构成的带结构内;以及长区域,该长区域沿移动或滑动方向G毗连在至少一侧上,以冷却由带层和/或带构成的带结构。
[0063]具体地,使用于耦接超声能量的、滑瓦的区域的接触表面实施为具有沿滑动方向G的单个曲线或圆形段形式已经过验证,接触表面显著减小到几乎为线性滑道(〃类似于圆形段形式的滑道〃)。
[0064]替代地或额外地,通过单独的控制单元或控制单元,可以具体根据由带层和/或带构成的已经沉积的带结构的材料性质和/或温度和/或厚度、以恒定或可变的方式控制接触压力、滑动速度和/或超声强度,其中具体地,表面压力能在超声耦接区域和毗连的冷却区域上的不同水平下被致动。
[0065]最后,在一种改进中,在改进中,例如在其后端处装有可移动传感器的滑瓦是优选的,可移动传感器例如通过优选斜对角耦接的超声(发射器和接收器)带结构来检查固结的量,并为固结的自适应控制提供控制单元的参数,例如,具体通过改变超声强度和/或速度和/或接触压力。
[0066]本实用新型以高铺设速率且以适合于大规模生产的应用有益的速度有利地实现了层压件的构造和固结。
[0067]因为它有利地使铺设的带结构的构造以及连续固结在相同的铺设台上进行,以可靠的过程避免了在现有技术中遇到的由于铺设的带结构的构造与固结的分开而造成各个带或带层的分离。
[0068]本实用新型尤其适合于汽车部件的层压件的工业上的构造和固结,例如,层压件经由热成形过程或与挤出或注塑模制过程中的自由流动的纤维复合材料结合而再成形,以形成最终部件。
[0069]将会在下文中基于层压件的构造与固结的附图中所示出的示例性实施例更详细地解释本实用新型的这些以及另外的特征和优点。
【附图说明】
[0070]在示意图中:
[0071]图1至11示出了通过根据本实用新型的在单个轨道中工作的带铺设装置构造并固结层压件的各个步骤;
[0072]图12至23示出了通过根据本实用新型的在多个轨道中工作的带铺设装置构造并固结层压件的各个步骤;以及
[0073]图24以放大侧视图的形式示出了来自图1至23的滑瓦(sliding shoe)的细节。
[0074]在以下优选示例性实施例的描述中,相同的参考符号指代相同的部件。
【具体实施方式】
[0075]图1至11示出了通过根据本实用新型的在单个轨道中工作的带铺设装置I构造并固结层压件90的各个步骤,带铺设装置I的特征在于:
[0076]a)供应单元10,供应单元10用于向沉积单元20供应待沉积的带93,带93设有粘结剂和/或基体材料;
[0077]b)沉积单元20,沉积单元20用于沉积供应的带93 ;其中彼此相邻沉积的带93限定了带结构91的带层92;以及
[0078]c)控制单元30,控制单元30用于通过如下单元来控制固结的层压件90的内含物:
[0079]aa)引导单元40,引导单元40用于将沉积在已经沉积的带结构91的最上面的带层92上的带93引导到超声激励单元50,或反之亦然;
[0080]bb)超声激励单元50,超声激励单元50用于在引导到超声激励单元50的带与承载已经沉积的带结构91的该带93的最上面的带层92的毗连的接合区域95中连续地塑化粘结剂和/或基体材料;以及
[0081]cc)固结单元60,固结单元60用于在引导到超声激励单元50的带93与承载已经沉积的带结构91的该带93的最上面的带层92的毗连接合区域95中将塑化的粘结剂和/或基体材料连续放置在一起;
[0082]其中控制单元30而且布置为使得-在至少一个顺序中-在通过沉积单元20将带93沉积在已经沉积的带结构91的最上面的带层92上的过程中,之前邻近带层沉积的带93同时固结。
[0083]如图1所示,为了构造层压件90,待沉积的纤维带93因此首先通过供应单元10从圈状物或卷状物11抽出,例如,切成所需的长度(参见图2),并且在供应给沉积单元20之后,通过这个单元放置在固结单元60的铺设台61上面。如图3所示,沉积单元20然后向右移动带93的宽度B并移回到供应单元10,并且为了在铺设台61上与已沉积的带93相邻定位的目的(图5),从圈状物11夹住(如图4所示)待沉积的新带93。
[0084]图6所示的带铺设装置I改善了此前的顺序,因为带铺设装置I在待沉积的第一带93的末端区域中
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