用于制造纤维强化的构件的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于根据三维的卷绕方法来制造纤维强化的构件(1)的设备(10)，该设备包括至少一个计算机控制的卷绕机，所述卷绕机用于利用在至少一个卷轴(18)上提供的线状的连续纤维条以至少一种卷绕图案来缠绕至少一个布置在旋转轴(16)上的纤维支架(11)，其中，所述至少一个卷绕机是具有多个转动轴的机械臂(13)，所述机械臂同时铺设至少两根纤维条(12)，其中，至少一个机械臂(13)用于将至少两根纤维条(12)同时分布地铺设在至少两个分别布置在单独的旋转轴(16)上的纤维支架(11)上并且/或者用于将至少两根纤维条(12)同时铺设在仅仅一个布置在单独的旋转轴(16)上的纤维支架(1)上。支架(1)上。支架(1)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造纤维强化的构件的设备


[0001]本专利技术涉及一种用于根据三维的卷绕方法来制造纤维强化的构件的设备，其中，所述设备包括至少一个计算机控制的卷绕机，该卷绕机用于利用在至少一个卷轴上提供的线状的连续纤维条以至少一种卷绕图案来缠绕至少一个布置在旋转轴上的纤维支架。此外，本专利技术按照权利要求13涉及一种用于在纤维支架上产生卷绕图案的方法。

技术介绍

[0002]由文献DE 10 2017 222 479 A1已知一种用于根据三维的卷绕方法来制造纤维强化的构件的设备以及一种用于在纤维支架上产生卷绕图案的方法。因此，文献DE 10 2017 222 479 A1描述了一种机械手，用该机械手将由纤维合成复合材料构成的纱线卷绕到芯部上，以便构造构件。在此，将所述芯部容纳在机械臂上，其中所述芯部在用纱线来缠绕的期间由机械臂导引或者所述芯部被容纳在轴上，其中所述纱线由机械臂导引，以便用纱线来缠绕所述芯部。
[0003]文献DE 10 2017 005 754 A1描述了一种用于根据三维的卷绕方法来制造纤维强化的构件的设备。所述能三维地运动的卷绕机居中地定位在环形的保持架中，其中沿着所述保持架的圆周固定有多个能转动的板形的支架元件，以便从外部用纤维支架来装备。所述纤维支架在装备之后朝向卷绕机。在所述卷绕机上固定有具有连续纤维条的卷轴单元，其中所述卷绕机的头部用于导引连续纤维条并且用于利用连续纤维条来三维地缠绕纤维支架。所述纤维支架的缠绕在此逐渐地根据用纤维支架来装备的支架元件的环形布置而进行。

技术实现思路
r/>[0004]现在从之前所描述的现有技术出发，本专利技术的任务是，改进一种根据三维的卷绕方法来制造纤维强化的构件的设备以及一种用于在纤维支架上产生卷绕图案的方法，从而使得所述设备和方法的突出之处在于在制造纤维强化的构件时的更高的效率。
[0005]该任务从设备技术的眼光看从权利要求1的前序部分出发结合其特征部分的特征来解决。从方法技术的眼光看，该任务从并列的权利要求13的前序部分出发结合其特征部分的特征来解决。相应紧随其后的从属权利要求分别反映了本专利技术的有利的改进方案。
[0006]按照本专利技术，提出一种用于根据三维的卷绕方法来制造纤维强化的构件的设备，其中，该设备包括至少一个计算机控制的卷绕机，所述卷绕机用于利用在至少一个卷轴上提供的线状的连续纤维条以至少一种卷绕图案来缠绕布置在旋转轴上的纤维支架。按照本专利技术规定，所述至少一个卷绕机是具有多个转动轴的机械臂，所述机械臂同时铺设至少两根纤维条，其中至少一个机械臂用于将至少两根纤维条同时分布地铺设在至少两个分别布置在单独的旋转轴上的纤维支架上并且/或者用于将至少两根纤维条同时铺设在仅仅一个布置在单独的旋转轴上的纤维支架上。尤其所述至少一个卷绕机是有六个转动轴的机械臂。特别地，相应的旋转轴形成所述设备的第七轴，相应的纤维支架在铺设纱线时围绕该第
七轴旋转。由此，可以提高有待同时制造的构件的数量或者降低单个构件的制造持续时间。在同时并行地将两根或者更多根纤维条铺设在相应的纤维支架上时，通过对于两个或者更多个纤维支架的并行的缠绕的组合可以实现制造速度的翻倍。进行所述制造过程的多维的平行化，由此能够作为由纤维支架的数量M和有待铺设的纤维条的数量的乘积来提高制造速度。
[0007]在此，所述设备能够具有至少一个装置，该装置用于在与相应的纤维条的在卷轴与纤维支架之间的输送方向的无关情况下维持能预先设定的纤维条张力。借助于所述装置，不仅在开卷时、也就是在输送相应的纤维条时而且在倒卷时、也就是在重新卷绕过剩地抽出的纤维条时都能够维持相应的纤维条的能预先设定的纤维条张力。
[0008]为此，所述至少一个装置能够包括至少一个电子调节的同步马达，所述同步马达驱动所述卷轴。同步马达有利地适合于以下应用情况，在所述应用情况中要求不取决负荷的稳定的转速，如在维持纤维条张力时就是这种情况一样。此外，同步马达实现所述用于维持纤维条张力的装置的一种紧凑的且有效的设计方案，这反映在所述至少一个装置的总重中。每根卷轴由电子调节的同步马达来驱动。
[0009]特别地，所述至少一个装置能够包括至少一个用于探测纤维条张力的传感器单元和至少一个用于根据所探测到的纤维条张力对至少一个同步马达进行操控的计算单元。所述至少一个传感器单元优选无接触地工作，以便使对有待探测的纤维条张力的影响最小化。
[0010]按照一种优选的实施方式，所述至少一个用于维持纤维条张力的装置能够与用于容纳至少一个卷轴的容纳单元连接。在所述容纳单元上能够布置至少一个承载有待开卷的纤维条的卷轴。优选所述卷轴传力锁合地与同步马达相连接。特别优选的是，能够在所述容纳单元上布置两个或更多个卷轴，所述卷轴分别传力锁合地与相应的驱动的同步马达相连接。由此，可以相应地提高有待同时制造的纤维强化的构件的数量。对于所述容纳单元上的同步马达的操控能够通过共同的计算单元来进行。作为替代方案，能够通过单独的计算单元来操控所述同步马达中的每个同步马达。
[0011]特别地，所述至少一个卷轴能够与至少一个机械臂间隔距离地布置。这种布置方式具有以下优点：所述至少一个在空间上相对于机械臂间隔距离地布置的卷轴没有形成应该由所述机械臂承载的附加质量。在进行外部的材料储存时，所述机械臂仅仅承载一个铺设单元，用该铺设单元在缠绕且铺设在纤维支架上时导引所述纤维条。用至少一个卷轴，所述至少一个用于维持纤维条张力的装置连同容纳至少一个卷轴的容纳单元也相应地与机械臂间隔距离地布置。
[0012]按照一种作为替代方案的实施方式，所述至少一个卷轴能够布置在至少一个机械臂上。这种布置方式具有以下优点：将自由的纱线长度、也就是卷轴与纤维支架之间的间距保持得较小并且实现所述机械臂的更高的运动速度。在此，不仅所述至少一个用于维持纤维条张力的装置而且所述至少一个卷轴都直接在机器械手头部、也就是机械臂的自由端部上被带动。
[0013]按照另一种作为替代方案的实施方式，所述旋转轴能够布置在机械臂上，所述纤维支架布置在所述旋转轴上。按照这种布置方式，设置有外部的材料储存，对于所述外部的材料储备来说除了至少一个卷轴之外所述至少一个用于维持纤维条张力的装置连同容纳
单元也相应地在空间上与机械臂间隔距离地布置。
[0014]特别是为了基本上低摩擦地输送相应的纤维条，能够在所述至少一个机械臂上布置至少一个导纱眼(Fadenauge)。这在输送纤维条时是重要的，因为所述纤维条是预浸渍的线状的半成品、比如长丝浸渍体半成品、Yampreg半成品、单一带式半成品或者预浸渍体半成品。使用预浸渍的半成品，因为由此与传统的湿卷绕方法相比可以产生高了多达10倍的卷绕速度。由于所述预浸渍的纤维条的粘性以及三维的卷绕方法的使用以及构件的围绕旋转轴的旋转，能够在构件的大地测量的线条之外产生弯曲的卷绕幅面。
[0015]按照一种优选的改进方案，至少两个纤维支架能够基本上彼此平行地布置在单独的旋转轴上。为此，能够设有转向架，该转向架包括至少两个被驱动的旋转轴，在所述旋转轴上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于根据三维的卷绕方法来制造纤维强化的构件(1)的设备(10)，该设备包括至少一个计算机控制的卷绕机，所述卷绕机用于利用在至少一个卷轴(18)上提供的线状的连续纤维条(12)以至少一种卷绕图案来缠绕至少一个布置在旋转轴(16)上的纤维支架(11)，其特征在于，所述至少一个卷绕机是具有多个转动轴的机械臂(13)，所述机械臂同时铺设至少两根纤维条(12)，其中，至少一个机械臂(13)用于将至少两根纤维条(12)同时分布地铺设在至少两个分别布置在单独的旋转轴(16)上的纤维支架(11)上并且/或者用于将至少两根纤维条(12)同时铺设在仅仅一个布置在单独的旋转轴(16)上的纤维支架(11)上。2.按照权利要求1所述的设备(10)，其特征在于，所述设备(10)具有至少一个装置(19)，该装置用于在与相应的纤维条(12)在卷轴(18)和纤维支架(11)之间的输送方向无关的情况下维持能预先设定的纤维条张力。3.按照权利要求2所述的设备(10)，其特征在于，所述至少一个装置(19)包括至少一个电子调节的同步马达(20)，所述同步马达驱动所述卷轴(18)。4.按照权利要求2或3所述的设备(10)，其特征在于，所述至少一个装置(19)包括至少一个用于探测所述纤维条张力的传感器单元(22)和至少一个用于根据所探测到的纤维条张力来操控所述至少一个同步马达(20)的计算单元(21)。5.按照权利要求2到4中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述至少一个用于维持所述纤维条张力的装置(19)与用于容纳至少一个卷轴(18)的容纳单元(26)连接。6.按照权利要求1到5中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述至少一个卷轴(18)与所述至少一个机械臂(13)间隔距离地布置。7.按照权利要求1到5中任一项所述的设备(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：ZF腓特烈斯哈芬股份公司，
类型：发明
国别省市：