用于铺展碳纤维或碳纱线的缆线的设备和方法技术

本发明专利技术涉及用于铺展碳纤维或碳纱线的缆线的设备和方法。用于铺展碳纤维或碳纱线的缆线的设备（10）包括：盘状物（16），所述盘状物（16）安装在旋转轴上并且具有至少一个梳状物（22），所述梳状物（22）适合以基本上平行于所述缆线的所述纤维或纱线的纵向方向的方向梳理碳纤维或碳纱线的缆线，所述梳状物包括多个齿状物（24），所述齿状物（24）沿径向朝向所述盘状物的外部突出；和用于使所述盘状物围绕其旋转轴线旋转的装置（20）。用于铺展碳纤维或碳纱线的缆线的方法包括：至少使所述设备的梳状物的齿状物在基本上平行于所述缆线的纤维或纱线的纵向方向的方向上与所述缆线齐平。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。用于铺展碳纤维或碳纱线的缆线的设备（10）包括：盘状物（16），所述盘状物（16）安装在旋转轴上并且具有至少一个梳状物（22），所述梳状物（22）适合以基本上平行于所述缆线的所述纤维或纱线的纵向方向的方向梳理碳纤维或碳纱线的缆线，所述梳状物包括多个齿状物（24），所述齿状物（24）沿径向朝向所述盘状物的外部突出；和用于使所述盘状物围绕其旋转轴线旋转的装置（20）。用于铺展碳纤维或碳纱线的缆线的方法包括：至少使所述设备的梳状物的齿状物在基本上平行于所述缆线的纤维或纱线的纵向方向的方向上与所述缆线齐平。【专利说明】
本专利技术涉及制备通过铺展数根纤维或纱线的缆线而获得的纤维片的一般领域。本专利技术的一个优选但非唯一的应用领域是制备三维纤维预成形体，所述三维纤维预成形体旨在用于制造由碳-碳(C-C)复合材料制成的环状零件，特别是制造制动盘。
技术介绍
由复合材料，特别是用碳纤维和碳基质增强的复合材料制成的制动盘是公知的。它们的制造包括制备环形纤维预成形体并通过基质使其致密化。用于制备环形纤维预成形体的一个已知方法包括通过铺展和并置数根碳纤维或碳纱线的缆线而制备环形纤维片(即所谓的横向片和所谓的周向片)。然后通过针刺使横向片和周向片彼此结合并旋转。通过循环针刺使数个层彼此结合从而获得厚的环形纤维结构。该方法(所述方法的一个示例性实施方案描述于文献W02007/048946)因此能够直接从碳纤维或碳纱线的缆线获得环形纤维预成型体而几乎没有浪费。通过这种方法，形成横向片的缆线更精确地以一个方向和另一个方向交替铺设在设施的外同轴环和内同轴环之间。不可避免地，这种铺设造成碳纤维或碳纱线朝向内环(相对于外环)绷紧。因此，为了获得在其整个宽度上完全均匀的环状纤维片，必须通过相应降低周向片在内环处的表面密度从而抵消横向片在内环处由于该绷紧而造成的表面密度的升高。为了赋予周向片在设施的外环和内环之间降低的表面密度，能够在环之间用具有相同宽度但是具有降低重量的缆线形成所述层。然而，该方案相对难以实施并且需要使用具有不同重量的缆线。另一方案包括在铺设之前进一步铺展所讨论的缆线。然而，已知的铺展方案具有一定数量的缺点。特别地，通过鼓气的铺展设备不能在设施的环之间设置缆线之前冻结缆线的宽度从而避免缆线恢复至其初始外观。同样重要的是，进行缆线的铺展必须同时维持缆线内纤维的均匀性。最后，必须能够铺展缆线而不在缆线中产生张力。
技术实现思路
因此需要提供满足所有这些限制的用于铺展碳纤维或碳纱线的缆线的设备。根据本专利技术，通过用于铺展碳纤维或碳纱线的缆线的设备实现该目的，所述设备包括:盘状物，所述盘状物安装在旋转轴上并且具有至少一个梳状物，所述梳状物适合以基本上平行于缆线的纤维或纱线的纵向方向的方向梳理碳纤维或碳纱线的缆线，所述梳状物包括多个齿状物，所述齿状物沿径向朝向盘状物的外部突出；和用于使盘状物围绕其旋转轴线旋转的装置。通过这种设备，通过使碳纤维或碳纱线的缆线穿过梳状物的齿状物(或通过使其与梳状物的齿状物齐平)，能够铺展纤维或纱线从而使缆线在离开设备时增宽。事实上，已经观察到刺入缆线(或与其齐平)从而以基本上平行于形成缆线的纤维或纱线的纵向方向的方向进行梳理的梳状物的齿状物能够以缆线的宽度方向铺展缆线。此外，已经观察到在梳理之后，缆线保持其宽度。特别地，无需使用热结合纤维从而保证维持缆线的宽度。此外，通过使缆线以与设备的盘状物的旋转方向相同的移动方向前进，能够在设备的出口处实现缆线的增宽而不在缆线中产生张力。最后，该设备易于实施，不形成噪声干扰，并且可以容易地并入用于制造环状纤维片的设施中。优选地，所述设备进一步包括用于调节梳状物在盘状物上的径向位置的装置。因此，梳状物可以安装在盘状物上的径向凹槽中并且能够在径向凹槽内滑移，从而允许调节所述梳状物在盘状物上的径向位置。同样优选地，所述设备进一步包括用于调节梳状物的齿状物的定向的装置。因此，梳状物可以通过枢轴连杆安装在盘状物上，从而能够调节所述梳状物的齿状物的定向。本专利技术还涉及用于铺展碳纤维或碳纱线的缆线的方法，包括至少使如上定义的设备的梳状物的齿状物在基本上平行于所述缆线的纤维或纱线的纵向方向的方向上与缆线齐平。碳纤维或碳纱线的缆线可以在基本上与盘状物相切的方向上相对于所述设备移动。此外，碳纤维或碳纱线的缆线可以在与所述盘状物的旋转方向相同的方向上相对于所述设备移动。因此不会在缆线中产生张力。所述设备的梳状物的齿状物可以刺入缆线而不穿透缆线。通过这种方式，在缆线穿过设备的梳状物的齿状物之后易于维持缆线中的纤维的均匀性。本专利技术还涉及这种方法通过铺展和并置数根碳纤维或碳纱线的缆线而制备纤维片的用途。【专利附图】【附图说明】本专利技术的其他特征和优点将通过如下参考附图的说明而浮现，附图显示了本专利技术的非限制示例性实施方案。在图中:-图1为根据本专利技术的用于铺展碳纤维或碳纱线的缆线的设备的立体图；-图2和3示意性地显示了图1的设备的操作。【具体实施方式】本专利技术特别应用于制造环形纤维预成型体的设施，所述环形纤维预成形体旨在制备由碳-碳(C-C)复合材料制成的环形部件，特别是制造制动盘。用于制造环形纤维预成形体的设施描述于专利申请W02007/048946，其内容以引用的方式并入本文并且因此不再赘述。实质上，这种设施包括设备，所述设备用于引入第一纤维片，并在位于环形基座的两侧的外同轴环和内同轴环之间将第一纤维片以一个方向然后另一个方向交替铺设在环形基座上，从而形成第一环状片，或横向片。这种设施还包括设备，所述设备在环状基座上引入第二纤维片，并在外环和内环之间以周向方向铺设第二纤维片，从而形成第二环状片，或周向片。提供设备从而使横向片和周向片围绕环的轴线旋转。通过这种设施，必须赋予周向片在外环和内环之间降低的表面密度从而平衡横向片的升高的表面密度，因此获得在其整个宽度上具有基本上一致的表面密度的组件。根据本专利技术的设备允许通过铺展(或增宽)用于制备周向片的一根或多根纤维或纱线缆线(或缆绳)(此处为碳缆线)从而进行这种功能。当然，根据本专利技术的铺展设备更通常应用于任何希望获得纤维或纱线缆线的增宽的设施，在缆线穿过设备之后该增宽必须保持冻结。图1至3中显示的铺展设备10因此可以适合如专利申请W02007/048946中描述的用于制造环形纤维预成形体的设施。特别地，该铺展设备可以直接安装在用于在设施的环形基座上引入第二纤维片的设备的上游。在这种设施中，旨在形成环状纤维预成形体的周向片的碳纤维或碳纱线的缆线通常穿过孔眼板12。在这些孔眼的出口处，每根缆线100越过引导杆14然后朝向根据本专利技术的铺展设备10传送。所使用的碳纤维或碳纱线的缆线100可以由50，000根长丝(50K)或24，000根长丝(24K)形成，所述长丝分别具有3.85kTex和1.6kTex的质量。根据本专利技术的铺展设备10包括盘状物16，所述盘状物16安装在相对于其旋转轴线18可旋转的基座(未示出)上。通过也安装在铺展设备的基座上的电动机20 (或通过任何其他装置)保证盘状物围绕其旋转轴线的旋转。盘状物16具有至少一个梳状物22 (图1至3中所示的实施例中具有8个梳状物22)，所述梳状物22适合以基本上平行于缆线的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铺展碳纤维或碳纱线的缆线的设备（10），包括：盘状物（16），所述盘状物（16）安装在旋转轴上并且具有至少一个梳状物（22），所述梳状物（22）适合以基本上平行于所述缆线的所述纤维或纱线的纵向方向的方向梳理碳纤维或碳纱线的缆线（100），所述梳状物包括多个齿状物（24），所述齿状物（24）沿径向朝向所述盘状物的外部突出；用于使所述盘状物围绕其旋转轴线旋转的装置（20）；和用于调节所述梳状物的所述齿状物的定向的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：L·多明格斯，
申请(专利权)人：马塞尔布加蒂道蒂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：