用于构造并固结层压件的带铺设装置的制造方法_2

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彼此之上的所有带层和/或带的所有毗连的接合区域中、在引导到超声激励单元的横截面Q中连续地塑化粘结剂和/或基体材料;以及
[0041]-在带结构的彼此相邻沉积或者沉积于彼此之上的所有带层和/或带的所有毗连的接合区域中、在引导到超声激励单元的横截面Q中连续地结合粘结剂和/或基体材料。
[0042]由于带结构的彼此相邻沉积或者沉积于彼此之上的所有带层和/或带的所有毗连的接合区域中、在引导到超声激励单元的横截面Q中的粘结剂和/或基体材料连续地塑化并固结,之前对应于层压件且由彼此相邻沉积并且沉积到彼此之上的带所得到的带结构可以有利地作为一个整体供应给超声激励单元。
[0043]因为之前对应于层压件且由彼此相邻沉积并且沉积到彼此之上的带所得到的带结构作为一个整体供应给超声激励单元并且遍及其横截面Q连续地塑化,由优选30至150mm宽的带构成的大面积的带结构或层压件能有利地以高铺设速率来构造,并且以适合于大规模生产的应用有益的速度来固结。
[0044]可以单独或相互结合使用的有利实施例及改进是从属权利要求的主题。
[0045]因此,在一个顺序中,如果专门在被引导到超声激励单元的带结构的横截面Q的至少最下面和最上面的带层的、彼此相邻沉积或者沉积于彼此之上的带层和/或带的毗连的接合区域的表面中进行粘结剂和/或基体材料的连续塑化,那么它是优选的。
[0046]因为至少在引导到超声激励单元的带结构的横截面Q的背向彼此相邻沉积或者沉积于彼此之上的带层和/或带的对应侧面或表面中不使粘结剂和/或基体材料置于所使用的塑料基体的熔化或流动温度之上,由例如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操作以及纤维移位的情况下遍及其横截面Q有利地构造并固结。
[0047]如果在优选顺序中不仅专门在被引导到超声激励单元的带结构的横截面Q的至少最下面和最上面的带层的毗连的接合区域的、彼此相邻沉积或者沉积于彼此之上的带层和/或带的表面中、而且位于两者之间的、在彼此相邻沉积或者沉积于彼此之上的带结构的所有带层和/或带中进行粘结剂和/或基体材料的连续塑化,那么可以增加对不期望的流动操作以及纤维移位的限制。
[0048]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或带结构内的纤维移位或各个带和/或带层的不期望的流动操作或纤维移位的程度,在优选顺序中,在布置在引导到超声激励单元的带结构的横截面Q的最上面与最下面的带层之间的各带层中、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和最上面的带层都决不应当遍及其厚度塑化,以便不危害层压件的尺寸精度。
[0049]在一个顺序的优选实施例中,可规定,沉积在已沉积的带结构的最上面的带层上的带暂时固定到承载该带的最上面的带层。沉积的带与已经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,该带中的或是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熔合并随后固定。作为一个优点,暂时固定具有沉积的带结构的足够的内在稳定性,以使得带结构也可以作为一个整体供应给布置在带铺设装置外面的超声激励单元,并且如上所述,可以在其横截面Q上连续地塑化并固结。
[0050]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。
[0051]—种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:
[0052]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;
[0053]b)沉积单元,沉积单元用于沉积供应的带,直至获得对应于层压件的、由彼此相邻沉积或者沉积于彼此之上的带构成的带结构;其中,彼此相邻沉积的带限定了带结构的带层;以及
[0054]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:
[0055]-引导单元,引导单元用于将由彼此相邻沉积或者沉积于彼此之上的带层和/或带构成的带结构的横截面引导到超声激励单元,或反之亦然;
[0056]-超声激励单元,该超声激励单元用于在带结构的彼此相邻沉积或者沉积于彼此之上的所有带层和/或带的所有毗连的接合区域中、在引导到超声激励单元的横截面Q中连续地塑化粘结剂和/或基体材料;以及
[0057]-固结单元,该固结单元在由彼此相邻沉积或者沉积于彼此之上的带层和/或带构成的带结构的、引导到超声激励单元的横截面Q中连续地结合塑化的粘结剂和/或基体材料。
[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]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。
[0060]在带铺设装置的另一实施例中,可规定,固结单元包含多个大面积的超声激励单元,它们优选连续地布置在焊接杆单元或辊对单元中。设置焊接杆单元具有如下优点,即沉积的带结构可以留在铺设台上;设置辊对单元具有如下优点,即沉积的带结构在其固结开始的情况下也已经开始使铺设台空出,以构造和固结新的层压件。
[0061]在带铺设装置的另一实施例中,可规定,焊接杆单元由彼此相邻地布置的多个滑瓦形成,多个滑瓦分别特别是关于固结参数、通过单独的控制单元或控制单元实施成可单独地激活。
[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,接触表面显著几乎减小为线性滑道(〃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(90)的工业上的构造和固结,例如,层压件(90)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21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;
[0073]图22示出了通过根据本实用新型的带铺设装置沉积的、由彼此相邻沉积以及沉积到彼此之上的带构成的带结构;
[0074]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的焊接杆单元的固结;
[0075]图24示出了根据本实用新型的带铺设装置的焊接杆单元的细节,该焊接杆单元由多个可变地激活的滑瓦(sliding shoe)来实现;
[0076]图25以放大侧视图的形式示出了来自图24的滑瓦的细节;以及
[0077]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的辊对单元的固结。
[0078]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】
[0079]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1构造并固结层压件90的各个步骤,带铺设装置1的特征在于:
[0080]a)供应单元10,供应单元10用于向沉积单元20供应待沉积
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