石墨带材供给以及背纸卷取装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种向高速石墨带材层压机器供给相对较宽的带材的一个层片或更多层片的装置，该装置包括转动地安装在机器上的带材供给卷轴以及背纸卷取卷轴，安装在机器上用来侧向移动的调节辊，以及用来对带材供给卷轴以及背纸卷取卷轴的转动和调节辊相对于支架的侧向移动进行主动控制的机构，这样在层压机器的运行期间带材添加操作和运行期间带材切割操作过程中，各个带材的张力保持基本恒定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及在复合结构的制造中使用的工具，并且特别地涉及石墨复合带材供给以及背纸巻取装置，其用来与高速、复合带材层压机器一起使用，该复合带材层压机器能够使用更大的带材供给巻轴以及更宽的带材，因此实现了在层压过程中更高的层压速率和更低的材料花费。
技术介绍
对较大的、复杂的复合部件的需求，比如，举例来说，在复合机架中使用的复合部件的需求正在快速增长。这些部件典型地通过将平行复合带材的层片在成形工具上彼此紧密地邻近铺放在一起然后固化树脂进行生产，复合带材例如为被注入未固化树脂的单向石墨纤维带材("预浸渍体")。供应商典型地通过两种方法之一来满足增长的需求l)购买各种各样的、现有技术中的层压机器，或者2)开发能够以更高速率层压部件的机器。第二种选择，开发高速层压机器，从长远来看能够真正减少刀具、装备以及设备成本。现有的带材供给方案全都依赖于相对窄的带材，其被"水平盘绕"在长巻筒上，即，类似于线盘绕在配备有可往复棘爪的钓竿绕线轮上的方式。为了水平盘绕材料，带材宽被限制到0.5英寸。窄带材不能够被"单根盘绕"在对应宽度的巻轴上，即，以电影胶巻的方式，因为巻轴的直径不得不在总体上增加来在其上容纳所需要量的带材，因此，将会产生无法接受的高惯量。"调节辊，，，即被放置在靠近巻筒，并且在其上解开带材缠绕的辅助辊子，通常用来通过加速巻筒来吸收施加到带材上的振动，当减速巻筒时，作用在巻筒上的制动器用来吸收巻筒的惯量。现有方案中对施加到供给巻筒上的制动力的进行主动控制以及对调节辊运动进行被动控制。因为现有方案中没有对调节辊位置的主动控制，因此它们控制惯量不同的大型供给巻轴具有极大的困难。因此，现有方案的应用限于其上水平缠绕层压带材的巻筒，且层压带材的最大宽度限于0.5英寸。当铺设带材刈幅(swath)时，层压机器能够处理5的带材层片的总量是有限的，从而使用窄的带材造成了相对小的总刈宽，因 此需要机器的层压头大量越过铺设工具，用来层压具有相对大面积的部件。 因此，如果能可靠地使用更宽带材层片的多条层片，就能实现更高的层压速 度。因此，在工业中需要使得复合带材层压机器能够可靠铺设具有更大宽度 的复合带材，从而实现总体层压速度的提高。
技术实现思路
根据本专利技术，石墨复合带材供给以及背纸巻取装置用来与复合带材层压 机器相结合，能够使总体上更大的带材供给巻轴以及总体上更宽的带材在机 器上可靠地使用，因此在层压过程中实现更高的层压速度和更低的材料花费。在一个示例的实施例中，装置包括转动安装的供给巻轴，邻近供给巻轴 安装的可转动的巻取巻轴，安装成相对于供给和巻取巻轴侧向移动的调节 辊，适于在工件表面上进行滚轧运动的可转动的压紧辊，设置在调节辊与层 压头之间的可转动的剥离辊。带材包括彼此粘接到 一起的第 一和第二层片并 被盘绕在供给巻轴上。第一层片具有从供给巻轴沿伸出来的外端部，围绕调 节辊和剥离辊并位于压紧辊的下方。第二层片具有从供给巻轴沿伸出来的外 端部，围绕调节辊和剥离辊并连接到巻取巻轴的盘芯上。提供有一种机构， 用于主动控制供给以及巻取巻轴的旋转和调节辊的侧向运动，这样压紧辊在 工件表面上运动以及后续第一层片切割过程中，至少第一层片上的张力被保 持基本恒定。在另一个示例的实施例中，方法包括提供旋转安装的供给巻轴，其上绕制带材，所述的带材具有相互粘在一起的第一和第二层片；邻近供给巻轴安 装旋转安装的巻取巻轴；安装调节辊，以相对于供给和巻取巻轴侧向移动； 安装可旋转的压紧辊，用于在工件表面进行滚轧运动；在调节辊与压紧辊之 间安装可转动的剥离辊；从供给巻轴延伸出第一层片的外端部，围绕调节辊 和剥离辊并位于压紧辊的下方；从供给巻轴延伸出第二层片的外端部，围绕 调节辊和剥离辊并连接到巻取巻轴的盘芯上；在工件的表面上滚轧压紧辊， 以使第 一层片的粘性侧粘到工件表面上；在压紧辊移动期间切割第二层片； 以及主动控制供给以及巻取巻轴的旋转和调节辊的侧向移动，以使压紧辊在工件的表面上运动以及后续的第一层片切割过程中，至少第一层片的张力保持基本恒定。一种装置，包括供给巻轴；设置为靠近供给巻轴的巻取巻轴；安装成相对于供给以及巻取巻轴侧向移动的调节辊；适于在工件的表面上进行滚轧运动的压紧辊；设置在调节辊与层压头之间的剥离辊；带材，所述带材包括彼此粘接到一起的第一和第二层片并被盘绕在供给巻轴上，第一层片具有从供给巻轴沿伸出来的外端部，围绕调节辊和剥离辊并位于压紧辊的下方，第二层片具有从供给巻轴沿伸出来的外端部，围绕调节辊和剥离辊并连接到巻取巻轴的盘芯上；以及用于主动控制供给以及巻取巻轴旋转和调节辊侧向运动的机构，以便压紧辊在工件的表面上运动以及后续的第 一层片切割过程中，至少第 一层片上的张力保持基本恒定。如上所述的装置，其中带材被单根盘绕在供给巻轴上。如上所述的装置，其中第二层片在其相对的两个侧面上涂覆有隔离剂，并且其中 一个侧面上的隔离剂的隔离性要比另 一个侧面上的隔离剂的隔离性强。在所述装置中，所述带材单根缠绕在供给巻轴上。在所述装置中，第二层片的相对两侧上涂覆有释放剂，且一侧的释放剂的释放特性较之另 一侧的释放剂的释放特性更强。在所述装置中，第一层片包括以未固结树脂浸渍的石墨纤维基体。在所述装置中，该装置将第一层片供给层压头，使其粘性侧面向工件。在所述装置中，第一层片张力控制机构包括传感器，用于感知调节辊的侧向位置并用于产生与该位置相应的信号；促动器，耦接到调节辊并可以操作以响应传感器产生的信号来侧向移动调节辊；制动器，作用在供给辊上并可操作以响应传感器产生的信号来制动供给辊的旋转；张紧器，作用在巻取辊上并可操作以保持第二层片上的张力基本上恒7定。在所述装置中，传感器包括位于促动器内的接近式传感器。在所述装置中，该装置设置在支撑框架上，从而在其穿越工件表面的运动过程中引导压紧辊，并进一步包括设置在第一装置附近的第二装置，从而在第一装置穿越工件表面的运动过程中跟随压紧辊，并从该主动装置横向偏移第一层片的宽度。一种装备有上述装置、用来制造飞机的带材层压机器。一种装备有上述装置优选实施方式、用来制造飞机的带材层压机器。一种方法，将包括第一和第二层片的带材在第二层片层压到工件过程中供给给层压机器的方法，该方法包括将上述装置安装在层压机器的支撑框架上；从供给巻轴向层压机器供给所述带材；在所述带材到达层压头之前，从所述带材剥离第二层片；在所述第二层片从所述带材剥离之后，利用巻取巻轴巻取所述第二层片；在工件表面辊轧压紧辊，以使第一层片的粘性侧粘结到所述表面；在压紧辊运动过程中切割所述第二层片；和控制供给和巻取巻轴的旋转以及调节辊相对于支撑框架的侧向运动，以使压紧辊在工件表面上运动以及随后切割第 一层片的过程中'至少第 一层片上的张力基本上保持恒定。一种方法，包括提供转动安装的供给巻轴，其上缠绕带材，所述带材包括相互粘在一起并盘绕第一和第二层片；邻近供给巻轴安装可转动的巻取巻轴；安装可转动的调节辊，用于相对于供给和巻取巻轴侧向移动；安装可转动的压紧辊，用于在工件表面进行滚轧运动；在调节辊与压紧辊之间安装可转动的剥离辊；从供给巻轴延伸出第 一层片的外端部，围绕调节辊和剥离辊并位于压紧辊的下方；从供给巻轴延伸出第二层片的外端部，围绕调节辊和剥离辊并连接到巻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：　供给卷轴；　靠近供给卷轴设置的卷取卷轴；　安装成相对于供给以及卷取卷轴侧向移动的调节辊；　适于在工件的表面上进行滚轧运动的压紧辊；　设置在调节辊与层压头之间的剥离辊；　包括彼此粘接到一起 的第一和第二层片并被盘绕在供给卷轴上的带材，第一层片具有从供给卷轴沿伸出来的外端部，围绕着调节辊和剥离辊并位于压紧辊的下方，第二层片具有从供给卷轴沿伸出来的外端部，围绕着调节辊和剥离辊并连接到卷取卷轴的盘芯上；以及　用于主动控制供给以 及卷取卷轴的转动和调节辊侧向运动的机构，以便在压紧辊在工件的表面上运动以及在后续的第一层片切割过程中，至少第一层片的张力被保持基本恒定。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯J哈格曼，马克S邦克，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]