用于制造纤维板坯的设备和方法技术

一种用于制造纤维板坯(20)的设备，包括板坯托架(5,15,25)和多个，至少四个用于将纤维材料(1,11,21)，尤其是束状或带状的纤维材料切分成各区段(2,12,22)和用于卸放各区段(2,12,22)的卸料切割机(100,200)，其中，板坯托架(5,15,25)从所述卸料切割机(100,200)下方穿过地在至少一个运动方向(Y)上移动，并且其中，所述卸料切割机(100,200)基本上固定的并且相互并排地布置成，使得所述卸料切割机(100,200)的各区段(2,12,22)同时相互并排地卸放到板坯托架上，以及一种用于通过使用这种设备制造纤维板坯(20)的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于制造纤维板坯的设备和方法。所谓的纤维板坯是平坦的或轻质的由纤维材料构成的三维板，其具有多个通常多层纤维。纤维可以在不同层中具有不同的定向。这种纤维板坯用作用于制造由纤维强化的塑料构成的部件的半成品。它们除了纤维材料也可以附加地包含粘结剂材料或基质材料，亦即，塑料材料。进一步处理纤维板坯通过变形和硬化或固化实现。也可以附件地提供冲压或切割过程。制造纤维板坯，在此情况下这种已用基质材料浸渍的纤维板坯(所谓预浸料板)的举例在EP 0606830A1中。在切割站中，将具有纵向定向的纤维的预制的预浸料带切成多个预浸段并且相互并排地集拢成一个纤维层(薄板层)并且输出。为了可以制造具有不同纤维定向的纤维层，设置多个切割站，该切割站以不同的角度切割并且卸放预浸料带。因此根据预浸料段的布置，可以提供具有就层而言纵向定向的、横向定向或对角线纤维定向的纤维层。为了可以更好地处理纤维层，预浸料段在边缘处相互焊接。然后，将这些纤维层相互堆叠，由此形成纤维板坯。通过堆叠不同定向的纤维层可以制造具有目标明确地调节的强度特性的纤维板坯。目前已知的用于制造纤维板坯的方法和设备的缺点是其相对低的生产速度。通常将生产速度测量作为卸放率，亦即，每时间单位可以卸放多少公斤的纤维材料。另一个缺点是当纤维就其在纤维层内部的定向的布置时和变换成另一个产品在时小的变化可能性。为了可以例如在汽车工业中经济地制造更多件数的更小的部件，需要更高的生产速度。本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种设备和方法，该设备和方法在纤维定向和布置精度和变化可能性较高时提供更高的生产率，尤其是更高的卸放率。按本专利技术，通过按权利要求1的设备解决该技术问题。该设备包含一个板坯托架和多个，至少四个用于将纤维材料，尤其是束状或带状的纤维材料切成各区段并且卸放各区的卸料切割机段。这些卸料切割机分别具有一个带
有多个布置在分离辊的辊子圆周上的刀具的分离辊和对应辊，该对应辊反向可旋转并且布置成，使纤维材料从分离辊和对应辊之间导引穿过并且在此刀具之一与对应辊共同作用地将纤维材料切断，从而形成一个区段。此外，在对应辊上或在分离辊上存在多个集成的保持区域和多个脱离元件，这样地设计，使得保持区域的至少一个可以分别将保持力施加到一个区段上，由此这个区段保持在具有保持区域的辊子上并且在切断之后，一段可以与该辊子的辊子圆周一起运动。脱离元件设计成，使得它可以远离辊子圆周地运动以便卸放区段并因此各区段在这种一起运动之后可以被卸放在辊子上。板坯托架在此从卸料切割机下方穿过地在至少一个运动方向(Y)上可移动，卸料切割机基本上是固定的并且相互并排地布置成，使得该卸料切割机的区段同时相互并排地卸放到板坯托架上。优点在于，通过借助辊子较好的可自动化的切割区段并且将区段从多个卸料切割机平行卸放到板坯托架上可以实现很高的卸放率，这以前是不可能实现的。然而在此，通过将区段保持在辊子表面上并且通过冲头元件可控制地卸放区段实现了在较高灵活性的同时具有较高的精度。尤其是每个卸料切割机可实现的卸放率在5到8kg/h之间。因此，通过该设备可以实现的卸放率明显大于20kg/h。进一步可行的是，例如8、10或更多个卸料切割机相互并排地存在。基本上固定的理解为，单独的卸料切割机设计成，使得它在工作中不造成更大的平动运动。卸料切割机在其固定位置中可能移动一个尤其是小于区段的长度A的小的调节位移(ΔΧ，ΔΥ，ΔΖ)和/或围绕垂直于板坯托架假想的Z-轴线旋转。长度A是区段被切断的长度。作为纤维材料可以考虑例如粗纱、纤维束或纤维带，尤其是单向纤维带、织造织物带、稀松平纹织物带或无纺布带。用于该纤维材料的纤维可以是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或另外的纤维。一束纤维可以由被捻或纺的纤维组成。由多根未同时被一个线圈捻或从一个线团展开的纤维组成的一束纤维称作纱线绞或粗纱。在此粗纱可以由不超过几万根环形的(无端头的)、平行布置的也称作长丝的单纤维组成。若使用粗纱作为纤维材料，则它优选在切断之前张开，使得纤维相互并排并且在其位置中被保持区域保持，然后被卸放。纤维材料优选主要或完全地由纤维组成。但它一定也可以包含粘结剂材料或基质材料。例如当处理所谓的预浸料，尤其是热塑性预浸料时，纤维材
料也可以包含更大量的粘结剂或基质材料。预浸料是已用之后例如在变形之后硬化或固化的基质材料浸渍的纤维材料。作为基质材料考虑热固性塑料，例如环氧树脂或热塑性塑料。同样可以将多根粗纱或纤维束或带同时相互并排地输送给卸料切割机并且切成各区段。然后各区段以一定的宽度由多个纤维束或纤维带形成。区段的宽度优选在10到100mm之间。通过按本专利技术的设备可以制造尤其是更长的区段并且以较高的卸放率可控制地卸放。优选用于区段的长度在10到300mm之间，特别优选在40到100mm之间。优选根据在分离辊的辊子圆周上相邻的刀具的距离设计。优选，分离辊分别具有在圆周上分布的最大20个，特别优选4至6个刀具。50到300mm之间，特别优选100到200mm之间的直径看作分离辊优选的尺寸。按本专利技术实施形式的其他有利的特征存在于各从属权利要求中。在另一个优选的实施形式中，设置一个或多个转移单元，其构造成，使得脱离元件可以将各区段首先卸放在转移单元的表面上，然后从表面转移到板坯托架上。作为可能的转移单元考虑例如吸辊或真空输送带。吸辊或真空输送带的旋转方向优选是横向的，特别优选垂直于卸料切割机的辊子的旋转轴线。可以分别给单独的卸料切割机配备一个转移单元或多个卸料切割机将其区段相互并排地卸放在转移单元的表面上，因此转移单元然后将区段共同地转移到板坯托架上。也可以仅存在唯一一个共同的转移单元，所有的卸料切割机将其区段卸放在转移单元的表面上。现有的转移单元的优点是，通过转移单元可以跨接在卸料切割机和板坯托架之间的一定的距离，这使设备更灵活。另一个优点是，通过转移单元可以将吸力(例如通过真空)施加到区段上并因此能够实现可控制的减少卸料切割机。因此，尤其可以施加总是相等的吸力。因此，这对于板坯托架来说不容易实现，因此卸放多层时的吸力例如在真空抽吸的情况下明显减小并且不再作用。在另一个实施形式中，设备设计成，使得在卸放时(根据是否存在转移单元而定)在脱离元件和板坯托架之间或在脱离元件和转移单元的表面之间的最小距离在0到70mm之间，优选在1到10mm之间。由此，即使在较高的速度情况下也能实现通过脱离元件可控制的卸放。尤其在使用径向可移动
的冲头元件时，伸出的冲头元件到卸放面的距离可以大于0mm，亦即，在卸放时，该冲头不接触此卸放面。由此避免，事后移动已卸放的区段。此外，减小磨损、纤维损伤和发出不期望的噪音。此外，在设备上设置一个或多个粘结剂涂覆装置，该粘结剂涂覆装置布置成，使得可以将粘结剂材料涂覆到区段上。这可以在将区段卸放于例如转移单元上之前进行或在卸放于板坯托架之后进行。作为粘结剂材料考虑例如胶粘剂或热塑性塑料或基质材料。粘结剂材料可以作为溶液或熔液或树脂或粉末涂层。特别有利的是，脱离元件设计成基本上径向可移动的冲头元件。由此，区段可以可靠地远离辊子表面运动。冲头元件的该运动可以例如通过滑槽导引装置进行。但脱离元件也可以是相应布置的断路线或放气元件。作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造纤维板坯(20)的设备，包括板坯托架(5,15,25)和多个，至少四个切割机(100,200)，用于分割纤维材料(1,11,21)，尤其是将束状或带状的纤维材料切分成各个区段(2,12,22)并且用于卸放各个区段(2,12,22)，其中，所述卸料切割机(100,200)分别具有一个分离辊(4,14,24)连同多个布置在所述分离辊(4,14,24)的辊子圆周上的刀具(6,16,26,46)，并且分别具有一个对应辊(3,13,23)，所述分离辊和对应辊能反向旋转并且布置成，使得所述纤维材料(1,11,21)从分离辊(4,14,24)与对应辊(3,13,23)之间导引穿过并且在此能够通过所述刀具(6,16,26,46)中的一个与所述对应辊(3,13,23)的共同作用而被切断，从而由此形成区段(2,12,22)，其中，在所述对应辊(3,13,23)上或在所述分离辊(4,14,24)上存在并构成多个集成的保持区域(7,17,27)和多个脱离元件(7,19,27)，使得至少一个保持区域(7,17,27)能分别将保持力施加到相应的区段(2,12,22)上，由此所述区段(2,12,22)通过保持区域保持在所述辊子(3,13,23,4,14,24)上并且在切断之后一个区段与这个辊子(3,13,23,4,14,24)的辊子圆周一起运动，并且其中，所述脱离元件(7,19,27)构造成，所述脱离元件能够为了卸放区段(2,12,22)而远离所述辊子圆周(8,28)运动，并且使得各个区段(2,12,22)在辊子上一起运动之后能被卸放，其中，所述板坯托架(5,15,25)能够穿过所述卸料切割机(100,200)下方沿至少一个运动方向(Y)移动，并且其中，所述卸料切割机(100,200)是基本上固定的并且相互并排地布置，使得所述卸料切割机(100,200)的所述区段(2,12,22)能够同时相互并排地卸放到所述板坯托架(5,15,25)上。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.04 DE 102013224835.0;2014.10.17 DE 10201421.一种用于制造纤维板坯(20)的设备，包括板坯托架(5,15,25)和多个，至少四个切割机(100,200)，用于分割纤维材料(1,11,21)，尤其是将束状或带状的纤维材料切分成各个区段(2,12,22)并且用于卸放各个区段(2,12,22)，其中，所述卸料切割机(100,200)分别具有一个分离辊(4,14,24)连同多个布置在所述分离辊(4,14,24)的辊子圆周上的刀具(6,16,26,46)，并且分别具有一个对应辊(3,13,23)，所述分离辊和对应辊能反向旋转并且布置成，使得所述纤维材料(1,11,21)从分离辊(4,14,24)与对应辊(3,13,23)之间导引穿过并且在此能够通过所述刀具(6,16,26,46)中的一个与所述对应辊(3,13,23)的共同作用而被切断，从而由此形成区段(2,12,22)，其中，在所述对应辊(3,13,23)上或在所述分离辊(4,14,24)上存在并构成多个集成的保持区域(7,17,27)和多个脱离元件(7,19,27)，使得至少一个保持区域(7,17,27)能分别将保持力施加到相应的区段(2,12,22)上，由此所述区段(2,12,22)通过保持区域保持在所述辊子(3,13,23,4,14,24)上并且在切断之后一个区段与这个辊子(3,13,23,4,14,24)的辊子圆周一起运动，并且其中，所述脱离元件(7,19,27)构造成，所述脱离元件能够为了卸放区段(2,12,22)而远离所述辊子圆周(8,28)运动，并且使得各个区段(2,12,22)在辊子上一起运动之后能被卸放，其中，所述板坯托架(5,15,25)能够穿过所述卸料切割机(100,200)下方沿至少一个运动方向(Y)移动，并且其中，所述卸料切割机(100,200)是基本上固定的并且相互并排地布置，使得所述卸料切割机(100,200)的所述区段(2,12,22)能够同时相互并排地卸放到所述板坯托架(5,15,25)上。2.按权利要求1所述的设备，其特征在于，设有一个或多个转移单元(9)，所述一个或多个转移单元(9)构造成，使得各个区段(2,2a,12,22)首先被所述脱离元件(7,7a,19,27)卸放在所述转移单元(9)的表面上并且能从该表面传递到所述板坯托架(5,15,25)上。3.按权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述设备构造成，使得在冲头元件(7,7a,19,27)和板坯托架(5,15,25)之间或在脱离元件(7,7a,19,27)和转移单元(9)的表面之间卸放时的最小距离为0到70mm之间，优选在1到10mm之间。4.按前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，设有一个或多个粘结剂涂覆装置(34,130,230,330)，所述一个或多个粘结剂涂覆装置(34,130,230,330)布置成，使得它们在各个区段卸放于板坯托架(5,15,25)上之前或之后能将粘结剂材料涂覆到各个区段上。5.按前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J厄弗，
申请(专利权)人：福伊特专利有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE