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Patent Searching and Data


Title:
HANDLING DEVICE FOR FLEXIBLE ELEMENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/162633
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a handling device for flat and/or flexible elements (2), in particular semifinished textile products, textile components and/or what are known as preforms or sandwich structures, having a carrier and one or more needle elements (4, 5, 6, 7, 19, 20, 21, 22) that project at least sometimes out of the carrier, wherein one or more of the needle elements has/have a contour that is profiled in the longitudinal direction (8, 23, 32) thereof, in particular in the form of a thread, and are drivable in oscillation or in rotation about their respective longitudinal axes individually, jointly or in groups. This makes damage-free penetration of the needle elements into the article to be picked up easier.

Inventors:
DÖRSCH CHRISTIAN (DE)
BAGEMIEL OLIVER (DE)
SAYER FLORIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/056634
Publication Date:
September 28, 2017
Filing Date:
March 21, 2017
Export Citation:
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Assignee:
FRAUNHOFER GES FORSCHUNG (DE)
International Classes:
B65H3/22
Foreign References:
US5653430A1997-08-05
GB2207660A1989-02-08
DE202012104275U12012-11-30
DE202012104275U12012-11-30
DE102012017659A12013-03-21
EP2716585A22014-04-09
DE102013009344A12014-12-04
Attorney, Agent or Firm:
PFENNING, MEINIG & PARTNER MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Handhabungsvorrichtung für flache und/oder biegeschlaffe Elemente (2), insbesondere Textilhalbzeuge, textile Bauteile und/oder sogenannte Preforms oder Sandwichstrukturen, mit einem Träger sowie einem oder mehreren wenigstens zeitweise aus dem Träger herausragenden Nadelelementen (4, 5, 6, 7, 19, 20, 21, 22), dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere der Nadelelemente eine in seiner Längsrichtung (8, 23, 32) profilierte Kontur, insbesondere in Form eines Gewindes, aufweist/aufweisen und einzeln, gemeinsam oder in Gruppen oszillierend oder um ihre jeweiligen Längsachsen rotierend antreibbar sind.

2. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Träger herausragende freie Länge einer oder mehrerer oder aller Nadeln während der Antriebsbewegung unverändert bleibt.

3. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Träger herausragende freie Länge einer oder mehrerer oder aller Nadeln während der Antriebsbewegung um einen mittleren, unveränderlichen Wert oszilliert.

4. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedem einzelnen Nadelelement oder mehreren Gruppen von Nadelelementen jeweils gesonderte Antriebsvorrichtungen zugeordnet sind.

5. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Antriebsvorrichtung oder jedem Nadelelement jeder Gruppe von gemeinsam antreibbaren Nadelelementen eine Sensoreinrichtung zugeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, einen mechanischen Widerstand zu ermitteln, der durch ein zu handhabendes Element dem Eindringen der Nadel(n) (Nadelelemente) entgegengesetzt wird.

6. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Nadelelemente (4, 5, 6, 7, 19, 20, 21, 22) einen entlang seiner Längsrichtung (8, 23, 32) abwechselnd zu- und abnehmenden Durchmesser aufweist.

7. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur oder der Durchmesser des/der Nadelelemente/s (4, 5, 6, 7, 19, 20, 21, 22) entlang der Längsrichtung (8, 23, 32) des jeweiligen Nadelelementes zumindest in einem Längsabschnitt abwechselnd jeweils stetig zu- und abnimmt, derart dass eine wellenförmige Kontur gebildet ist.

8. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Nadelelemente (4, 5, 6, 7, 19, 20, 21, 22) einen kreisrunden, ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.

9. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Träger (3) mehrere Nadelelemente (19, 20, 21, 22) angeordnet sind, deren jeweilige Längsrichtungen (8, 23, 32) gegeneinander schräg gestellt sind.

10. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) wenigstens zwei Trägerteile (3a, 3b) aufweist, an denen jeweils wenigstens ein Nadelelement (4, 5, 6, 7) angeordnet ist, und dass die Trägerteile (3a, 3b) gegeneinander beweglich angeordnet, insbesondere relativ zueinander schwenkbar sind.

11. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Nadelelemente in seiner Längsrichtung gegenüber dem Träger antreibbar ist.

12. Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Nadelelemente um seine Längsrichtung drehbar angeordnet, insbesondere um seine Längsrichtung antreibbar ist.

13. Verfahren zum Betrieb einer Handhabungsvorrichtung für biegeschlaffe Elemente, insbesondere eine Handhabungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Durchstoßbewegung oder einer Ausziehbewegung der Nadelelemente (4, 5, 6, 7, 19, 20, 21, 22) relativ zu einem oder mehreren aufzunehmenden Elementen (2) und relativ zu einem Träger der Nadelelemente ein oder mehrere, insbesondere alle Nadelelemente angetrieben werden.

14. Verfahren zum Betrieb einer Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelelemente (4, 5, 6, 7, 19, 20, 21, 22) gemeinsam oder einzeln rotierend angetrieben werden.

15. Verfahren zum Betrieb einer Handhabungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelelemente (4, 5, 6, 7, 19, 20, 21, 22) in ihren Längsrichtungen (8, 23, 32) translatorisch, insbesondere ruckartig, weiter insbesondere abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen angetrieben werden.

Description:
Handhabungsvorrichtung für biegeschlaffe Elemente

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Maschinenbaus und ist mit besonderem Vorteil in der Fertigungs- und Verarbeitungstechnik einsetzbar. Sie be- zieht sich auf eine Handhabungsvorrichtung für biegeschlaffe Elemente.

Biegeschlaffe Elemente, beispielsweise in Form flächenhaften textilen Geweben, Faserhalbzeugen oder allgemein Preforms oder Sandwichstrukturen, werden mit dem Fortschritt der Herstellungs- und Verarbeitungstechnik zu- nehmend häufiger maschinell verarbeitet. Dabei wird ein derartiges Material/biegeschlaffes Element bezüglich seiner Position oder Ausrichtung verändert, beispielsweise aufgenommen oder abgelegt, dabei gegebenenfalls auch umgeformt oder gefaltet.

Auch Sandwichstrukturen können als Zwischenprodukte angenommen und abgelegt werden, wobei solche Strukturen Kern Werkstoffe und biegeschlaffe Elemente, beispielsweise in Form von Textilhalbzeugen enthalten können. Auch Kernwerkstoffe für sich sind entsprechend zu handhaben.

Darüber hinaus ist die Handhabung von Teilen auch in anderen Bereichen eine Aufgabe, wie in der Holzverarbeitung, bei Kunststoffplatten oder ähnlichen Werkstoffen, die biegeschlaffe Elemente enthalten, seien diese von textiler

Struktur oder nicht, solange sie eine gewisse Robustheit oder Toleranz gegenüber Beschädigung aufweisen.

Insbesondere für die Herstellung von Kompositbauteilen werden biegeschlaffe Elemente als Einlageelemente, beispielsweise in Form von Textillagen verwendet.

Es sind aus dem Stand der Technik beispielsweise Nadelgreifer bekannt, bei deren Verwendung ein oder mehrere Lagen von Geweben von Nadeln durch- stoßen und durch den Nadelgreifer zurückgehalten werden. Durch Manipulation der Nadeln können die Elemente zu einem späteren Zeitpunkt, an einem anderen Ort und in einer anderen Position gezielt wieder abgelegt werden.

So ist beispielsweise aus der DE 20 20 121 042 75 41 ein Nadelgreifer mit ei- ner Antriebseinrichtung für die Nadelelemente bekannt, ebenso wie aus der

DE 10 20 1201 7659 AI. Die EP 2 716 585 A2 beschreibt einen Nadelgreifer, bei dem ein elektrodynamisches Stellglied die Antriebsrichtung der Nadeln umkehrt. Es sind auch Vakuumgreifer (z.B. aus DE 10 20 1300 9344 AI) bekannt, die biegeschlaffe Elemente durch Unterdruck ansaugen und festhalten. Das gleichzeitige Halten mehrerer Lagen wird dabei jedoch schwierig und hängt von der Gasdurchlässigkeit der Lagen ab. Außerdem ist hierfür eine hohe Pumpleistung und somit ein hoher Energiewand notwendig.

Bei den bekannten Nadelgreifern werden auch einander überkreuzende bzw. gegeneinander schräg gestellte Nadeln durch die zu handhabenden biegeschlaffen Elemente geführt.

Es besteht jedoch ein Problem darin, sicher mehrlagige Stapel von flachen und/oder biegeschlaffen Elementen zu greifen und festzuhalten und anderer- seits beim Durchstoßen der Elemente mit Nadeln diese sowie den Untergrund, von dem die Elemente aufgenommen werden sollen, nicht mehr als notwendig zu beschädigen.

Der vorliegenden Erfindung liegt vor dem Hintergrund des Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Handhabungsvorrichtung für biegeschlaffe Elemente zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik möglichst vermeidet und mit einer begrenzten Anzahl von Elementen in kontrollierter Weise das Greifen und Loslassen von einem oder mehreren Lagen von biegeschlaffen Elementen ermöglicht, und dabei eine Veränderung oder Schädigung der biegeschlaffen Elemente möglichst weitgehend zu vermeiden.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 mittels einer Handhabungsvorrichtung gelöst. Die Patentansprüche 2 bis 12 zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen auf.

Weiter wird die Aufgabe im Rahmen eines Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.

Die Patentansprüche 14 und 15 zeigen Ausgestaltungen des Verfahrens auf.

Demgemäß bezieht sich die Erfindung auf eine Handhabungsvorrichtung für flache und/oder vorgeformte, textile und/oder biegeschlaffe Elemente, insbesondere Textilhalbzeuge oder Sandwichstrukturen, mit einem Träger sowie einem oder mehreren wenigstens zeitweise aus dem Träger herausragenden Nadelelementen. Dabei ist vorgesehen, dass eines oder mehrere der Nadelelemente eine in seiner Längsrichtung profilierte Kontur, insbesondere in Form eines Gewindes, aufweist/aufweisen und einzeln, gemeinsam oder in Gruppen oszillierend, insbesondere in den Längsrichtungen der Nadelelemente oszillierend, oder um ihre jeweiligen Längsachsen rotierend antreibbar sind.

Durch die profilierte Kontur der Nadelelemente, die insbesondere in dem Längsabschnitt vorgesehen ist, in dem die Nadelelemente die zu handhabenden Elemente durchstoßen sollen, also in den den Spitzen der Nadelelemente benachbarten, vorderen Bereichen, die aus dem Träger zum Aufnehmen der Elemente herausragen, wird ein verbesserter Halt der biegeschlaffen Elemen- te an den Nadelelementen erreicht. Hierdurch kann die Zahl der notwendigen Nadelelemente, die für ein sicheres Greifen notwendig ist, überraschend stark gesenkt werden. Überraschend ist zudem, dass eine relativ geringe Profilierung der Nadelelemente für einen stark verbesserten Halt der biegeschlaffen Elemente an den Nadelelementen ausreicht. Beispielsweise können die

Durchmesser oder Querschnittsprofilierungen entlang Längsrichtung der Nadelelemente weniger als 50% Variation des Maximalwertes des Durchmessers oder einer Querschnittsausdehnung ausmachen, vorteilhaft weniger als 20%, weiter vorteilhaft weniger als 10% Variation zwischen den Längsabschnitten mit den größten Abmessungen und Längsabschnitten mit den kleinsten Abmessungen.

Das Ein- und Ausfahren der Nadeln in die biegeschlaffen Elemente hinein und aus diesen heraus kann durch einen besonderen Antrieb der Nadelelemente besonders vorteilhaft und mit besonders geringer Beschädigung der Elemente geschehen, wie weiter unten noch im Rahmen der Beschreibung des Verfahrens genauer erläutert wird.

Die aus dem Träger herausragende freie Länge der Nadelelemente kann während der Antriebsbewegung unverändert bleiben oder um einen Mittelwert oszillieren, beispielsweise mit Frequenzen zwischen wenigen Hertz und einigen 10 Hertz, beispielsweise unter 100 Hertz. Der Oszillationsweg kann zwischen 0,1 mm und 5 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 2 mm liegen. Dies kann sich auf einzelne, mehrere oder alle Nadelelemente beziehen.

Die Bewegung der Nadelelemente beim Eindringen in das aufzunehmende Gut wird, abgesehen von der oszillierenden oder rotierenden Bewegung der Nadelelemente, durch eine Gesamtbewegung des oder der Träger bewirkt. Der gesonderte Antrieb der Nadelelemente dient dabei der Überwindung des Eindringwiderstands der Nadelelemente und der Schonung des aufzunehmenden Gutes beim Durchstoßen.

Es kann weiter vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Nadelelemente einen entlang seiner Längsrichtung abwechselnd zu- und abnehmenden Durchmesser aufweist. Es kann ebenso vorgesehen sein, dass die Kontur oder der Durchmesser des/der Nadelelemente/s entlang der Längsrichtung des jeweiligen Nadelelementes zumindest in einem Längsabschnitt abwechselnd jeweils stetig zu- und abnimmt, derart dass eine wellenförmige Kontur gebildet ist. Die genannte Kontur ist dabei nur beispielhaft, es können auch deutlich unregelmäßigere

Konturen vorliegen.

Die Nadelelemente weisen demnach jeweils eine in einer Seitenansicht wellenförmige Kontur entlang ihrer Längsrichtung auf, die den Einfahrwiderstand beim Durchstoßen der biegeschlaffen Elemente und den Ausfahrwiderstand stark erhöht. Dadurch wird die Haltefestigkeit von biegeschlaffen Elementen an der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung deutlich verbessert. Überraschenderweise werden die in den zu greifenden Elementen entstehenden Durchstoßstellen nicht so stark vergrößert wie erwartet worden war. Zur Erzeugung einer in Linksrichtung profilierten Kontur kann beispielsweise vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Nadelelemente in wenigstens einem seiner Längsabschnitte ein Gewinde aufweist.

Dabei kann beispielsweise zur Schonung der zu greifenden Elemente vorgese- hen sein, dass der Gewindesteg des Gewindes eine abgerundete

Querschnittsfläche aufweist.

Mittels eines solchen Gewindes kann ein biegeschlaffes Element insbesondere unter Drehung des Nadelelements besonders einfach und mit geringer Durch- Stoßkraft durchstoßen werden. Unter gegensinniger Drehung des Nadelelements kann dieses aus dem biegeschlaffen Element wieder entfernt werden und zwischen dem Aufnehmen und dem Lösen der Verbindung zwischen dem Nadelelement und biegeschlaffen Element besteht eine gute Verbindung mit einer großen Haltekraft. Durch die Abrundung des Gewindesteges werden Verletzungen des aufzunehmenden biegeschlaffen Elements möglichst gering gehalten. Jedoch kann grundsätzlich auch ein scharfkantiges Gewinde verwendet werden. Beispielsweise ist die Verwendung handelsüblicher Schrauben für die Nadelelemente denkbar. Durchmesser solcher Schranken können beispielsweise bei 1 oder mehreren Millimetern liegen. Einem oder mehreren oder allen Nadelelementen können dabei gesonderte Antriebseinrichtungen zugeordnet sein, die auch gesondert steuerbar sein können. Dabei können den Nadelelementen auch Sensoren zur Erfassung des mechanischen Widerstands zugeordnet sein, den das aufzunehmende Gut den Nadelelementen entgegensetzt.

Es kann als Ausführungsform der Erfindung auch vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Nadelelemente, welches im Querschnitt nicht rund ist, entlang seiner Längsrichtung in wenigstens einem Längsschnitt abwechselnd zu- und abnehmende Dicke aufweist.

Die Nadelelemente können in diesem Fall beispielsweise als im Querschnitt rechteckige Leisten ausgebildet sein, die entlang eines ausgewählten Längsschnitts mit einer wellenförmigen Außenkontur mit abwechselnd größer und kleiner werdendem Querschnitt ausgestattet sind (ein- oder beidseitige Sägezahnkontur).

Auch eine solche Kontur ermöglicht eine vergrößerte Haltekraft der Nadelelemente in den biegeschlaffen Elementen.

Es kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Nadelelemente entlang seiner Längsrichtung in verschiedenen (beispielsweise senkrecht zueinander und zum Querschnitt des Nadelelements liegenden) Längsschnitten abwechselnd zu- und abnehmende Dicke aufweist, wobei in jedem Längsabschnitt, in dem das Nadelelement bezüglich eines ersten Längsschnittes eine geringere Dicke als in Nachbarlängsabschnitten aufweist, jeweils bezüglich eines anderen Längsschnittes eine größere Dicke als in den benachbarten Längsabschnitten vorliegt.

Damit werden verschiedene Wellenformen in unterschiedlichen Schnittebenen der Längsschnitte der Nadelelemente miteinander verbunden, so dass die Oberflächenkontur der Nadelelemente in verschiedenen Oberflächenbereichen unterschiedlich, jedoch jeweils in Längsrichtung wellenförmig profiliert ist. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Nadelelemente einen kreisrunden, ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.

Für den Fall rotierend angetriebener Nadelelemente bietet sich selbstverständlich eine kreisrunde Querschnittsform an.

Die Handhabungsvorrichtung kann insgesamt derart aufgebaut sein, dass an dem Träger mehrere Nadelelemente angeordnet sind, deren jeweilige Längsrichtungen gegeneinander schräg gestellt sind.

Bei gegeneinander schräg gestellten Nadelelementen wird die Haltekraft zum Festhalten biegeschlaffer Elemente weiter vergrößert.

In diesem Fall müssen die gegeneinander schräg gestellten Nadelelemente getrennte Durchstoßungsbewegungen zum Durchsetzen der biegeschlaffen Elemente ausführen. Hierzu können Einzelantriebe für die Nadelelemente oder jeweils Gruppen der Nadelelemente zusammenfassende Antriebe vorgesehen sein.

Der Träger kann jedoch auch, insbesondere auch ausschließlich, Nadelelemente aufweisen, die zueinander parallel sind.

Es kann bei der Handhabungsvorrichtung zudem vorgesehen sein, dass der Träger wenigstens zwei Trägerteile aufweist, an denen jeweils ein oder mehrere Nadelelemente angeordnet sind, und dass die Trägerteile gegeneinander beweglich angeordnet, insbesondere relativ zueinander schwenkbar sind.

Damit können die biegeschlaffen Elemente in dem Träger durch Schwenken der verschiedenen Trägerteile gegeneinander beispielsweise gefaltet oder in anderer Weise verformt werden. So können die biegeschlaffen Elemente an den bei der Handhabung verfolgtem Verwendungszweck angepasst werden.

Um die Nadelelemente besonders einfach und mit besonders geringen Zerstörungswirkungen in die biegeschlaffen Elemente eindringen zu lassen, kann zudem vorgesehen sein, dass jedes der Nadelelemente um seine Längsrich- tung drehbar angeordnet, insbesondere um seine Längsrichtung antreibbar ist.

Dabei kann vorgesehen sein, dass jedem der Nadelelemente einzeln oder mehreren gemeinsam eine Antriebsvorrichtung zugeordnet ist.

Beispielsweise kann jedem Nadelelement ein einzelner Motor oder ein steuerbarer Elektromagnet zugeordnet sein oder eine Kopplung mit einem Getriebe, durch das mehrere Nadelelemente angetrieben werden. Dabei kommen beispielsweise Kettenantriebe oder Zahnriemenantriebe infrage, mittels deren jeweils eine Mehrzahl von Nadelelementen rotatorisch oder oszillierend antreibbar sind.

Ein Antrieb kann außer einer Rotation der Nadelelemente auch stetige oder ruckartige Bewegungen in deren individuellen Längsrichtungen hervorrufen, so dass die Nadelelemente stetig oder in einer Zitterbewegung, die der translatorischen Bewegung in Längsrichtung überlagert ist, ruckweise durch die biegeschlaffen Elemente hindurchgestoßen werden können.

Die in diesem Zusammenhang beschriebenen Antriebe bewirken jeweils einen Antrieb der Nadelelemente relativ zu dem aufzunehmenden Gut und auch relativ zu dem/den Träger(n).

Das Verfahren zum Betrieb einer Handhabungsvorrichtung für biegeschlaffe Elemente kann hierzu vorsehen, dass während einer Durchstoßbewegung oder einer Ausziehbewegung der Nadelelemente relativ zu einem oder mehreren aufzunehmenden Elementen ein oder mehrere, insbesondere alle Nadelelemente angetrieben werden.

Es kann konkreter vorgesehen sein, dass die Nadelelemente rotierend angetrieben werden.

Zur Erzeugung einer ruckartigen Bewegung in Längsrichtung kann auch alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass die Nadelelemente in ihren Längsrichtungen translatorisch stetig oder ruckartig, weiter insbesondere abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen angetrieben werden. Es ist zudem festzustellen, dass bei der Gestaltung der Nadelelemente in profilierter Form die Profilierung auch zeitabhängig dadurch gestaltet werden kann, dass die Kontur in einem oder mehreren Längsabschnitten der Nadelelemente beispielsweise nach dem Durchstoßen der biegeschlaffen Elemente verändert werden kann. Dies kann beispielsweise durch ausfahrbare Rückhaltelemente geschehen, die beispielsweise mittels einer im Inneren der Nadelelemente vorgesehenen Antriebsmechanik ausfahrbar sind oder selbständig nach Art eines Widerhakens ausfahren. Die Rückhalteelemente können beispielsweise Haken oder Querriegel sein, die ausfahrbar sind oder Hebel, die nach Art einer Regenschirmmechanik ausklappbar sind.

Im Folgenden wir die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Figuren einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 in einer Seitenansicht eine Handhabungsvorrichtung mit einem

Träger und Nadelelementen,

Fig. 2 schematisch einen Träger einer Handhabungsvorrichtung in einer

Draufsicht,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Handhabungsvorrichtung, die über zwei schwenkbare Trägerteile verfügt,

Fig. 4 ein erstes Nadelelement im Querschnitt,

Fig. 5 ein zweites Nadelelement im Querschnitt,

Fig. 6 ein drittes Nadelelement im Querschnitt,

Fig. 7 in einer Seitenansicht einen Träger einer Handhabungsvorrichtung mit schräggestellten Nadelelementen,

Fig. 8 eine Detailansicht eines schräggestellten Nadelelements mit einem Antrieb, Fig. 9 eine Detailansicht eines zweiten Nadelelements mit einem Antrieb,

Fig. 10 eine Seitenansicht eines dritten Nadelelements, sowie

Fig. 11 eine Detailansicht eines vierten Nadelelements mit einem Antrieb.

Die Fig. 1 zeigt eine Handhabungsvorrichtung 1 für biegeschlaffe Elemente 2, die gestrichelt angedeutet sind, mit einem Träger 3 sowie einem oder mehreren Nadelelementen 4, 5, 6, 7. Die Nadelelemente 4, 5, 6, 7 durchsetzen Öffnungen in dem Träger 3 und sind beispielsweise gegenüber dem Träger 3 in Längsrichtung 8 der Nadelelemente verfahrbar.

Durch die Verfahrbarkeit in Längsrichtung können die Nadelelemente 4, 5, 6, 7 einen Stapel von biegeschlaffen Elementen, beispielsweise Geweben, der auf einer Unterlage 9 ruht, durchstoßen und die verschiedenen Lagen von biegeschlaffen Elementen mit den Nadelelementen 4, 5, 6, 7 festhalten. Gemäß der Erfindung sind die Nadelelemente, 4, 5, 6, 7 in ihrer Längsrichtung 8 profiliert, d.h. eine Querschnittsabmessung der einzelnen Nadelelementen 4, 5, 6, 7 nimmt, in Längsrichtung 8 der Nadelelemente gesehen, abwechselnd zu und ab. Dabei können die genannten Abmessungen beispielsweise ein Durchmesser oder eine Querschnittsfläche sein. Die einzelnen Nadelelemente können beispielsweise auf einer Seite oder auf mehreren Seiten eine Sägezahnstruktur aufweisen oder eine umlaufende Sägezahnstruktur.

Die einzelnen Nadelelemente 4, 5, 6, 7 können wie in der Fig. 1 angedeutet sowohl um ihre Längsachsen 8 gedreht als auch in Längsrichtung 8

translatorisch bewegt werden. Es kann auch eine Drehbewegung vorgesehen sein, mittels derer die einzelnen Nadelelemente durch Gewinde, die in dem Träger 3 vorgesehen sind, selbsttätig eine Bewegung in Axialrichtung 8 ausführen, um in den Stapel von biegeschlaffen Elementen 2 hineingestoßen oder aus diesen herausgezogen zu werden.

Es ist jedoch auch denkbar, die Nadelelemente am Träger so zu lagern, dass sie diesem gegenüber rotieren, jedoch während der Rotation nicht ausfahren, so dass ihre freie, aus dem Träger herausragende Länge konstant bleibt. Das Eindringen der Nadelelemente in das aufzunehmende Gut wird dann beispielsweise durch die Schubbewegung des Trägers bewirkt.

Es kann jedoch der Drehbewegung eine ruckartige Auf- und Abbewegung in Richtung der Längsachsen der einzelnen Nadelelemente überlagert sein oder es kann auch ausschließlich eine translatorische und eine ruckartige Zitterbewegung in Längsrichtung der Nadelelemente vorgesehen sein, um mit diesen die biegeschlaffen Elemente 2 zu durchstoßen oder die Nadelelemente aus den biegeschlaffen Elementen herauszuziehen. Die Oszillation kann dabei eine Frequenz zwischen wenigen Hertz und 100 Hertz haben.

In der Fig. 2 ist in einer Draufsicht die Verteilung der einzelnen Nadelelemente 4, 5 in dem Träger 3 dargestellt. Durch eine gestrichelte Linie 10 ist bei dem Träger ein mögliches Gelenk angedeutet, entlang dessen zwei Trägerteile 3a, 3b gegeneinander schwenkbar sind.

In der Fig. 3 ist dargestellt, dass die beiden Trägerteile 3a, 3b gemeinsam mit den in ihnen gehaltenen Nadelelementen 4, 5, 6, 7 gegeneinander um die Linie 10 geschwenkt sind, nachdem die Nadelelemente ein biegeschlaffes Element 2a aufgespießt haben. Durch das Schwenken der Trägerteile 3a, 3b gegeneinander kann somit das biegeschlaffe Element 2a gefaltet werden oder es kann in eine andere, nicht ebene Form gebracht werden, in der es weiterverarbeitet wird. Beispielsweise können derartige biegeschlaffe Elemente als Fasereinlegeteile zur Herstellung von gekrümmten Kompositmaterialien ver- wendet und in entsprechende Gießformen eingelegt werden.

Die profilierte Form der Nadelelemente 4, 5, 6, 7 erlaubt das gleichzeitige Festhalten einer großen Anzahl von Lagen von biegeschlaffen Elementen 2, ohne dass diese durch ihr Eigengewicht herabfallen. Die Haltekräfte auf den Nadelelementen sind gegenüber bekannten glatten Nadelelementen deutlich erhöht.

Die Profilierung auf den einzelnen Nadelelementen kann in Form von ringartigen Verdickungen ausgebildet sein, die in Längsrichtung der einzelnen Nadel- elemente mit Abstand zueinander aufeinander folgen. Die Profilierung kann jedoch auch im einfachsten Falle durch einen schraubenartig umlaufenden Steg am Umfang der Nadelelemente gebildet sein. In einem einfachen Fall können die Nadelelemente unmittelbar als Schrauben ausgebildet sein. Dabei kann der Gewindesteg der Schrauben derart abgerundet sein, dass er das zu durchstoßende Material nicht verletzt.

Befindet sich innerhalb des Trägers 3 in den von den Nadelelementen durchsetzten Öffnungen jeweils ein Innengewinde, so können die Nadelelemente, wenn sie schraubenartig ausgebildet sind, in derartig geformten Gewindebohrungen gleichzeitig gedreht und axialer Richtung bewegt werden.

In der Fig. 4 ist ein kreisrunder Querschnitt eines Nadelelements dargestellt, während die Fig. 5 einen ovalen Querschnitt eines Nadelelements zeigt. Verdickungen können bei dem kreisrunden Querschnitt beispielsweise symmetrisch umlaufen. Auch bei dem ovalen Querschnitt der Fig. 5 können Verdi- ckungen am Umfang um die Ellipsenform umlaufen. Jedoch kann es dort auch vorgesehen sein, dass nur an den Schmalenden 11, 12 der Ellipsenform auskragende Verdickungen vorgesehen sind. Alternativ können auch an den Längsseiten 13, 14 entsprechende Verdickungen angeordnet sein. Dabei können die Verdickungen an allen Seiten des Nadelelements jeweils auf gleicher Höhe angeordnet sein oder sie können an verschiedenen Längsseiten der Nadelelemente auch gegeneinander versetzt sein.

Die Fig. 6 zeigt einen rechteckigen Querschnitt eines Nadelelements, das auf diese Weise eine Messerform aufweist. Auch bei einer solchen Form können vorkragende Nasen entweder an den Schmalseiten 15, 16 oder an den Längsseiten 17, 18 oder an allen Seiten vorgesehen sein.

Die Fig. 7 zeigt einen Träger 3, in dem eine Mehrzahl von Nadelelementen 19, 20, 21, 22 dargestellt ist, die jeweils den plattenförmigen Träger nicht senk- recht sondern schräg durchsetzen. Durch die gegeneinander und gegen den

Träger schräg gestellten Nadelelemente können die biegeschlaffen Elemente besonders gut gehalten werden. Allerdings ist es um die biegeschlaffen Elemente mit den Nadelelementen 19, 20, 21, 22 zu durchsetzen wichtig, dass die Nadelelemente einzeln oder in Gruppen angetrieben werden und nicht durch gleichzeitiges Absenken mit dem Träger 3 die biegeschlaffen Elemente mit den Nadelelementen durchsetzt werden können. Durch das Schrägstellen der Nadelelemente gegeneinander ist jedoch auch ein Lösen der biegeschlaffen Elemente von den Nadelelementen sehr schwierig möglich, ohne die Nadelelemente einzeln zurückzufahren. Damit kann eine erhöhte Haltesicherheit insbesondere bei der Verwendung von profilierten Nadelelementen erreicht werden.

In der Fig. 8 ist im Detail ein Nadelelement 19 gezeigt, das in Längsrichtung 23 durch ein biegeschlaffes Element 2 gefahren wird. Es ist ein Reibrad 24 angedeutet, dass in den durch den Pfeil 25 gezeigten Richtungen rotiert und damit das Nadelelement 19 in Längsrichtung 23 antreibt. Der Antrieb des Reibrades

24 kann derart alternierend ausgestaltet werden, dass sich das Nadelelement 19 in einer Art Zitterbewegung sowie einer dieser überlagerten

translatorischen Bewegung in Längsrichtung durch das biegeschlaffe Element 2 bohrt. Mit der einfachen translatorischen Bewegung wie auch mit diesen kombinierten Bewegungen kann eine rotatorische Bewegung durch einen entsprechenden Antrieb kombiniert sein, so dass letztlich jede Art der Bewegung, bei der die Nadeln das zu greifende Objekt durchsetzen, sinnvoll sein kann. Als Alternative eines Antriebs für eine oszillierende Bewegung zeigt die Figur 8 einen steuerbaren Elektromagneten 101, der am Träger befestigt und mittels einer Wechselspannungssteuerung 102 speisbar ist. Der Elektromagnet 01 wirkt auf ein magnetisches Element 100, das an dem Nadelelement 19 befestigt ist.

Die Profilierung des Nadelelements 19 in dem seiner Spitze benachbarten Bereich kann entweder gewindeartig ausgebildet sein oder in Form von umlaufenden Verdickungsringen oder auch in Form von einzelnen vorstehenden Nasen, die am Umfang des Nadelelements 19 verteilt sind.

Die Fig. 9 zeigt eine Detailansicht eines Nadelelements 20, das ein Gewinde 26 aufweist. Das Nadelelement 20 durchsetzt den Träger 3 schräg und ist in einem Gewinde in einer Gewindebohrung 27 des Trägers 3 geführt. Durch eine Zahnradanordnung mit einem ersten auf dem Nadelelement angeordneten Zahnrad 28 und einem zweiten auf einem Motor 29 gelagerten Zahnrad 30 wird das Nadelelement 20 um seine Längsachse in Rotation versetzt und gleichzeitig in Richtung des Pfeils 31 in die biegeschlaffen Elemente 2 hineingefahren. Wird der Antrieb 29, 30 gegensinnig betrieben, so wird das Nadelelement 20 aus dem Stapel von biegeschlaffen Elementen herausgezogen. Das Zahnrad 30 sollte ausreichend dick sein, um einen Eingriff des Zahnrades 28 in verschiedenen Verschiebungsstellungen des Nadelelements 20 zu erlauben.

Die Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht eines Abschnitts eines Nadelelements 21 mit ringförmigen Verdickungen 40, 41 entlang seiner Längsrichtung 32, die die Profilierung bilden.

In der Fig. 11 ist in einer Detailansicht die Führung eines mit einem Gewinde versehenen Nadelelements 22 dargestellt, das mittels eines Treibriemens 33 rotatorisch angetrieben wird, indem der Treibriemen 33 umlaufend durch ein Treibrad 34 getrieben wird, das durch einen Motor 35 angetrieben ist. Der Treibriemen 33 treibt das Nadelelement 22 an seinem Umfang rotatorisch an, welches sich rotierend zusätzlich in seiner Längsrichtung bewegt.

Das Nadelelement 22 kann auch lediglich in einer gewindelosen Bohrung des Trägers 3 drehbar gelagert und gegen Längsverschiebung gesichert sein, so dass es nur rotiert und sich dabei nicht in seiner Längsrichtung bewegt.

Mit den genannten Ausführungsformen der Erfindung lassen sich biegeschlaffe Elemente mit einer Handhabungsvorrichtung sicherer als bisher greifen und manipulieren. Es kann dadurch eine größere Anzahl von Lagen von biegeschlaffen Elementen gleichzeitig gehandhabt werden. Zerstörungen an den biegeschlaffen Elementen, beispielsweise Einlagetextilien, werden durch das Anwendungsverfahren mit rotatorischem Antrieb der Nadelelemente oder Anwendung von ruckartigen Zitterbewegungen minimiert.