用于制造干织物预型件的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了用于制造干织物预型件的方法，其包括以下步骤：从轴架拉移纺织织物片；在一对第一辊子之间抓取织物片的第一侧部，上述成对的第一辊子形成织物片的第一侧部的第一缘边，所述第一缘边相对于织物片的延伸平面倾斜预定角度；在一对第二辊子之间抓取与第一侧部相对的织物片的第二侧部，上述成对的第二辊子形成织物片的第二侧部的第二缘边，所述第二缘边相对于织物片的延伸平面倾斜预定角度；调节成对的第一辊子的辊速和成对的第二辊子的辊速之间的差值，以形成织物片的弯曲半径，所述弯曲半径取决于所调节的差值的程度；并且调节成对的第一辊子和成对的第二辊子之间垂直于织物片的移动方向的距离，以在第一缘边和第二缘边之间形成梁腹部分，梁腹部分高度取决于所调节的距离。该方法可被用于制造在飞行器的增强剖面构造中所使用的Z形、U形或C形干织物预型件。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了用于制造干织物预型件的方法，其包括以下步骤：从轴架拉移纺织织物片；在一对第一辊子之间抓取织物片的第一侧部，上述成对的第一辊子形成织物片的第一侧部的第一缘边，所述第一缘边相对于织物片的延伸平面倾斜预定角度；在一对第二辊子之间抓取与第一侧部相对的织物片的第二侧部，上述成对的第二辊子形成织物片的第二侧部的第二缘边，所述第二缘边相对于织物片的延伸平面倾斜预定角度；调节成对的第一辊子的辊速和成对的第二辊子的辊速之间的差值，以形成织物片的弯曲半径，所述弯曲半径取决于所调节的差值的程度；并且调节成对的第一辊子和成对的第二辊子之间垂直于织物片的移动方向的距离，以在第一缘边和第二缘边之间形成梁腹部分，梁腹部分高度取决于所调节的距离。该方法可被用于制造在飞行器的增强剖面构造中所使用的Z形、U形或C形干织物预型件。【专利说明】用于制造干织物预型件的方法和装置
本专利技术涉及用于制造干织物预型件的方法和装置，特别是用于制造飞行器的基于碳纤维的结构剖面(例如框架)和/或架体的方法和装置。
技术介绍
尽管本专利技术可被用于任意的飞机或航天器，但是将结合飞机的架体来进行说明。当制造航空电子设备的纤维复合部件时，主要使用预浸料坯，例如基体材料预浸溃的纤维织物或者纺织物，其例如为环氧树脂。除了预浸料坯，还可以组合使用树脂传递模塑(resin transfer molding process,RTM)和源自干纤维材料的预型件。干预型件，即之前尚未基体材料浸溃的预型件，其被成型为所期望的形状并随后基体材料浸溃。用于制造预型件的方法和装置记载于DE102010014704A1中。在第一步中，连续进给的纤维层以预定方式成型为直角。所获得的成型剖面随后以预定方式在纵向方向上被弯曲。2011 年 4 月的文献 Reinhold, R.:uPreformfertigung-Automatisches Handlingfiir effiziente Anlagen”,Maschinenmarkt, Composite World,公开了一种复合操作系统，其利用预成型工具将干纤维织物成型为所期望的预型件形状。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用于制造具有弯曲的纵向剖面和变化的横截面的干织物预型件的方法和装置，本专利技术就预型件的形状和尺寸而言，允许较高的生产能力和较强的适应性。根据本专利技术的目的由具有权利要求1技术特征的方法以及具有权利要求9技术特征的装置来实现。根据本专利技术的第一方面，用于制造织物预型件的方法包括以下步骤:从轴架拉移纺织织物片；在一对第一辊子之间抓取织物片的第一侧部，上述成对的第一辊子形成织物片的第一侧部的第一缘边，所述第一缘边相对于织物片的延伸平面倾斜预定角度；在一对第二辊子之间抓取与第一侧部相对的织物片的第二侧部，上述成对的第二辊子形成织物片的第二侧部的第二缘边，所述第二缘边相对于织物片的延伸平面倾斜预定角度；调节成对的第一辊子的辊速和成对的第二辊子的辊速之间的差值，以形成织物片的弯曲半径，所述弯曲半径取决于所调节的差值的程度；并且调节成对的第一辊子和成对的第二辊子之间垂直于织物片的移动方向的距离，以在第一缘边和第二缘边之间形成梁腹部分，梁腹部分高度取决于所调节的距离。根据本专利技术的第二方面，用于制造织物预型件的装置包括轴架，其包括卷绕在轴架上的纺织织物片；一对第一辊子，经配置以在第一辊子之间抓取织物片的第一例部，并形成从轴架拉移的织物片的第一侧部的第一缘边，所述第一缘边相对于织物片的延伸平面倾斜预定角度；和一对第二辊子，经配置以在第二辊子之间抓取与第一侧部相对的织物片的第二侧部，并形成织物片的第二侧部的第二缘边，所述第二缘边相对于织物片的延伸平面倾斜预定角度，其中，成对的第一辊子的辊速和成对的第二辊子的辊速经调节以形成织物片的弯曲半径，所述弯曲半径取决于成对的第一辊子和第二辊子的辊速之间所调节的差值的程度，并且其中，成对的第一辊子和/或成对的第二辊子沿着垂直于织物片的移动方向的距离矢量可移动，以在第一缘边和第二缘边之间形成梁腹部分，梁腹部分高度取决于成对的第一辊子和第二辊子之间的距离。本专利技术的一个主要构思在于提供成对的辊子，其在一方面可以相对彼此移动以形成间隔不同距离的缘边，从而形成预型件的不同梁腹高度的梁腹部分。另一方面，成对的辊子的转速可以相互独立地设定，以使预型件可被形成为弯曲的形状，弯曲半径位于织物片的延伸平面，并且根据各成对的辊子的转速的差别而有所不同。对于这种方法，干(即不含基体)纺织纤维织物可被用作缠绕在轴架上的织物片。预型件可以在连续工艺中形成，而无需预成型模具。这具有的优势是最终预型件的几何形状、即它的弯曲形状的弯曲半径以及梁腹部分的高度可被个别地设定，而无需对所需的不同形状提供不同的模具，极大地加速了生产过程。此外，预型件制造方法可被有利地自动化，而具有较高的再现性和较高的生产能力。因为仅使用干纤维织物，而不使用预浸料坯，所以原材料更易于被处理。可以利用一个装置来制造具有多个不同外部几何形状的预型件，而无需改造整个制造装置。根据本专利技术第一方面的实施例，第一缘边相对于织物片的延伸平面以与第二缘边相反的方向延伸。可替换地，第一缘边相对于织物片的延伸平面以与第二缘边相同的方向延伸。这样，使用相同的制造方法可以形成Z形或C形的预型件。根据本专利技术第一方面的进一步实施例，所述方法进一步包括当调节成对的第一辊子和成对的第二辊子之间距离时，围绕平行于成对的辊子之间的距离矢量的轴线，暂时性地倾斜成对的第一和第二辊子中的一对或两对。这提供的优势是，当调节预型件的梁腹高度时，织物片并不需要在成对辊子的辊子之间滑动。取而代之的是，该倾斜通过辊子在垂直于织物片的拉移方向上对织物片引入移动力，使制造过程能被更加精确地操控。另一个优势在于当缩短预型件的梁腹高度时，避免了织物片的翘曲或者变形。根据本专利技术第一方面的进一步实施例，所述方法进一步包括通过预成型组件来预成型第一缘边和第二缘边，所述预成型组件被设置在轴架以及成对的第一和第二辊子之间。这可例如通过导辊或者导板来完成，其有利地提供了缘边部分的更好限定的初始形式，导致最优化的再现性和在织物中纤维上更小的应力。根据本专利技术第一方面的进一步实施例，所述方法进一步包括提供具有粘合剂材料的织物片；并且在缘边和弯曲半径的形成过程中通过施加热量来活化所述粘合剂材料。在织物片的形成已经完成之后，粘合剂可被冷却并固定预型件以便更容易处理。根据本专利技术第一方面的进一步实施例，织物片的第一侧部包括具有0°纤维层的区域。这种0°层对于最终预型件的硬度和抗张强度来说是有利的。特别地，该0°层可以有利地设置在预型件的内部缘边部分中。根据本专利技术第一方面的进一步实施例，通过成对的第一辊子施加到织物片的抓取压力被设定为大于通过成对的第二辊子施加到织物片的抓取压力。这使得可以操控织物片相对于辊子轴线的移动，并且，当梁腹高度相对较低时可以控制织物片相对于延伸自缘边部分的超出部分的位置。有利地，抓取压力可被设定成使得不存在所不期望的织物片的翘曲或者变形，并且超出部分总是从边缘部分凸出而不包括0°层。根据本专利技术第一方面的进一步实施例，所述方法进一步包括当调节成对的第一辊子和成对的第二辊子之间的距离时，沿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：塔斯罗·韦特，詹·许尔海根，
申请(专利权)人：空中客车运营有限公司，
类型：发明
国别省市：