用于构造并固结层压件的带铺设装置的制造方法_3

文档序号:10187232阅读:来源:国知局
的带93,带93设有粘结剂和/或基体材料;
[0081]b)沉积单元20,沉积单元20用于沉积供应的带93,直至获得对应于层压件90的、由彼此相邻沉积或者沉积于彼此之上的带93构成的带结构91 ;其中,彼此相邻沉积的带93限定了带结构91的带层92;以及
[0082]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:
[0083]-引导单元40,该引导单元用于将由彼此相邻沉积以及沉积于彼此之上的带层92和/或带93构成的带结构91的横截面Q引导到超声激励单元50,或反之亦然;
[0084]-超声激励单元50,该超声激励单元用于在带结构91的彼此相邻沉积以及沉积于彼此之上的所有带层92和/或带93的、被引导到超声激励单元50的横截面Q中的所有毗连的接合区域95中连续地塑化粘结剂和/或基体材料;以及
[0085]-固结单元60,该固结单元用于在带结构91的彼此相邻沉积以及沉积于彼此之上的所有带层92和/或带93的、被引导到超声激励单元50的横截面Q中的所有毗连的接合区域95中连续地结合经塑化的粘结剂和/或基体材料。
[0086]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。
[0087]图6所示的带铺设装置1改善了此前的顺序,因为带铺设装置1在待沉积的第一带93的末端区域中提供了包括卷状物11的第二供应单元10,使得沉积单元20只可以横向地移动,并且可以在回程期间已经沉积新带93。
[0088]对于每个待沉积的带93来说需要这种顺序,直至第一带层92沉积在铺设台61上(图7)。为了将第一带层92的带93充分地固定在铺设台61上,铺设台61可以实施为使得真空能够应用于铺设台61 (未示出)。
[0089]如图8所示,另外的带93沉积在因此由沉积的带结构91形成的最上面的带层92上,并经由通过超声焊头71 (位置固定)借助点焊来暂时相互固定,使得带93不以不期望的方式移动或由于放置和/或最初挤压之后的内在张力而突出。由于带93的沉积在已经沉积的带结构91的最上面的带层92上进行,因此暂时的固定单元70是优选的,该暂时的固定单元70包含点状超声焊头71,用于沉积的带93与已经沉积的带结构91的最上面的带层92的通过焊点72的暂时固定。
[0090]为了在此情况下保持装置1的结构布局简单,暂时的固定单元70和/或其超声焊头71可以是沉积单元20的一部分(参见之前的图)。
[0091]图9示出了类似于图3至5的另外的带93在已经沉积的带结构91的最上面的带层92上的沉积,即,在沉积的带93的末端区域中没有第二供应单元10 ;图10示出了类似于图6的另外的带93在已经沉积的带结构91的最上面的带层92上的沉积,即,在从沉积的带93或从那里形成的带层92的末端区域中使用第二供应单元。最后,相比于图7所示的铺设状况,图11示出了一个带层沉积在另一个带层上面的两个带层92的状况。
[0092]图12至21示出了通过根据本实用新型的带铺设装置1构造并固结层压件90的各个步骤,其中带铺设装置1在多个轨道中工作,并且带铺设装置1在需要增加铺设速率的情况下是优选的。
[0093]相比于图1至11所图示说明的带铺设装置1,图12至21所图示说明的带铺设装置1具有以多个轨道的形式构造的供应单元10和以多个轨道的形式构造的沉积单元20。
[0094]图13至20示出了类似于图2至11的多轨道顺序。
[0095]不论带结构91的第一段是在单轨道顺序(图1至11)中还是在多轨道顺序(图12至20)中获得,带结构91的另外段都可以沉积-如图21所示-在带结构91的该第一段上。
[0096]图22示出了通过根据本实用新型的带铺设装置1沉积的由彼此相邻沉积并且沉积于彼此之上的带93构成的带结构91。
[0097]图23示出了来自图22的带结构通过根据本实用新型的带铺设装置1的焊接杆单元53的固结。在单个或多个轨道中进行的铺设工作完成之后,暂时固定的带结构91供应给随后的过程。在随后的过程中,沉积的带结构91的暂时固定的带93和/或带层92在超声焊接杆单元53下逐步地〃顺序地处理〃,超声焊接杆单元53装有多个大面积的超声激励单元30,它们在滑瓦80中彼此相邻地布置,并且多个大面积的超声激励单元30在整个区域上面连续地、顺序地固结由带层92和/或带93构成的带结构91。
[0098]所需的热量通过高频率的机械振荡来实现,由于分子和界面摩擦而在部件之间产生热。
[0099]摩擦焊接方法的组中之一的超声焊接的特征在于非常短的焊接时间和高成本效益.一般来说,在这种情况下,高频交流电在发电机的帮助下产生,并且经由屏蔽电缆传输到超声换能器(所谓的转换器),超声换能器在压电效应或磁致伸缩效应的帮助下产生机械超声频率。这些振荡经由振幅变换部件传输到超声焊极。不同的应用需要不同形式的超声焊极,超声焊极通常由钢、铝或钛制成。振荡的振幅和阻抗适应受振幅变换部件的形状和质量影响。
[0100]图24示出了根据本实用新型的带铺设装置1的焊接杆单元54的细节,焊接杆单元54由多个可变地激活的超声滑瓦80来实现。可认识到,彼此相邻布置的多个滑瓦80特别是关于固结参数、通过单独的控制单元或控制单元30均实施为可单独地激活。根据特别是在各个带93和/或带层92的固结的范围内的期望的流动操作和/或纤维移位或各个带93和/或带层92的不期望的流动操作和/或纤维移位的程度,在优选顺序中,可以专门在田比连的接合区域95的表面96中和/或遍及其厚度进行粘结剂和/或基体材料的连续塑化,所述粘结剂和/或基体材料在带结构91内、位于带结构91的被引导到超声激励单元50的横截面Q的最上面与最下面的带层92之间的带层92中。然而,在任何情况下,已经沉积的带结构91的最下面的和最上面的带层92都决不应当塑化超过其厚度,以便不危害层压件90的尺寸精度。
[0101]在此称为固结的工作期间,接合参数(S卩,粘结剂和/或基体材料)优选根据本实用新型专门在两个带层92的所有接触表面95中加热直至它们塑化。如果两个带层92之间没有接合区域95,那么不形成连结(在图23和26中等同为非接触表面97)。相比之下,由于在待沉积的带93的所有表面96中的粘结剂和/或基体材料的塑化而引起的全区域胶粘或焊接会出现,因为由于塑化而处于熔融或自由流动的物理状态下的近表面粘结剂和/或基体材料完全粘结并且理想地聚合物链部分地缠结和/或共价键形成,其中,待沉积的带93的所有表面96在已沉积的带结构91的最上面的带层92的接合区域95中具有粘结剂和/或基体材料。
[0102]图25以放大侧视图的形式示出了来自图24的滑瓦80的细节。所图示说明的滑瓦80的可以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,其区别具体在于区域81和长区域82,区域81具有沿移动或滑动方向G的短接触长度83,以将超声能量耦接到由带层92和/或带93构成的带结构91内,长区域82沿移动或滑动方向G毗连在至少一侧上,以冷却带层92和/或带93构成的带结构91。具体地,在这种情况下,它本身已经证明使用于耦接超声能量的滑瓦80区域81的接触表面83实施为具有沿滑动方向G的单个曲线或圆形段形式,使得接触表面83显著地几乎减小为线性滑道(〃类似于圆形段形式的滑道〃)。可替代地或额外地,通过单独的控制单元或控制单元30,可以特别是根据由带层92和/或带93构成的已经沉积的带结构91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,其中特别是,超声耦接区域81和毗连的冷却区域82上的表面压力能以不同水平来致动。最后,在改型中,例如在其后端处装有可移动传感器(未示出)的超声滑瓦80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)检测带结构91的固结质量,并为固结的自适应控制而提供控制单元30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。
[0103]最后,图26示出了来自图22的带结构通过根据本实用新型的带铺设装置1的辊对单元54的固结。超声冲击辊对的使用在尤其具有恒定厚度的带结构(裁制的坯料)91的生产中是特别有益的。辊对例如可以布置在铺设台61的一个长边上,并且因此,对于上述通过焊接杆单元53的固结来说可替代地,在循环方法中,特别是在从铺设台61撤回期间,经由布置在辊对单元54中的辊中的各个超声激励单元30,借助于由彼此相邻沉积以及沉积于彼此之上的带层92和/或带93构成的带结构91的连续经过,通过超声冲击辊对来实现基本上全部区域的焊接。
[0104]因为根据本实用新型带结构91的在彼此相邻沉积以及沉积于彼此之上的所有带层92和/或带93的、在
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