向移动支架敷设单向纤维层的方法和装置和生产多轴向布的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种向移动支架１敷设由多个分节１８形成的单向纤维层的装置，该装置在支架１的移动方向上依次设置两个分节供给站５ａ、５ｂ，每个分节供给站包括一个库存单元６ａ、６ｂ和一个敷设装置１２ａ、１２ｂ。利用夹纱器１０ａ、１０ｂ从库存单元６ａ、６ｂ中抽取平行指向的纤维、按一定长度截取纤维并且由敷设装置１２ａ、１２ｂ敷设到支架１上。支架１可以以通常的方式由两个环状输送链３构成。站４用于下一加工，比如将制成的单向纤维层卷绕在纱筒上。两个分节供给站５ａ、５ｂ依次设置在支架１的移动方向和纵向上，并且实现“在空隙上”的敷设。第一分节供给站敷设具有空隙１９的分节１８；第二分节供给站６ｂ利用由其敷设的分节配合准确地填充空隙１９。由此大体上实现生产速度的大幅提高。

【技术实现步骤摘要】

敷设单向纤维层的方法和装置以及生产多轴向布的方法和多轴向编织机。本专利技术涉及一种按照权利要求1、13和16的前序部分所述的向移动支架敷设由 单个分节组成的带状的、条状的或幅状的单向纤维层的方法。
技术介绍
此类方法和装置属于现有技术，比如从EP2003232A1中公开。本专利技术所述的单 向纤维层通常用于制作多轴向布，其中一定数量的单向纤维层以不同的纤维方向依次逐 段相叠放置。本专利技术意义上的支架是用于最初放置的纤维层的一种循环输送装置，所述 输送装置在所形成的纤维层的纵向上且因此在之后构成的多轴向布的纵向上移动。所述 输送装置一般主要是指两个以一定间隔相互平行延伸的环状输送链，所述输送链具有针 对放置的纤维束的保持装置。那些铺设在输送链之间的单向纤维束段通过所述保持装置 不仅被保持，还可能被拉紧，使其不会松弛。已经存在的单向纤维层为随后放置的纤维 层构成所谓的底垫；而所述底垫同样被固定在所述传输链的保持装置上。构成纤维束和纤维层的这些单条纤维也可表示为粗绳、纱线或是粗纱。它们 由很多单条细丝组成，并且可呈圆形端面或是能够被加宽，以便使其具有平整的粗绳形 状。多轴向布被用于强化纤维复合元件。因根据此技术生产越来越复杂的构件，故所述 多轴向布必须具备很好的变形性，也就是说能够使其打褶且因此较薄。出于成本考虑生 产较厚的纤维，尤其是碳纤维，其中人们生产相对较厚的纤维作为原材料并由其在“展 开”、即加宽的过程中生产纤维束，该纤维束是由相互平行伸展的加宽的纤维组成的， 且其仅有很小的单位面积重量。目前碳纤维是由12000根以及更多的细纤维(纤维的热 导率K值大于1 通过轧辊被加宽并被加工成薄的且完全平坦的纤维带。根据现有技术，从此类较薄的、完全平坦的纤维带中如此生产单向纤维层，即 人们从由库存提供的纤维带中生产单个的按一定长度截取的纤维束段，该纤维束段最后 以按一定长度截取的分节(Segment)横跨地放置在移动支架上。在此词语“横跨”表示 构成分节的相互平行伸展的纤维斜向于或垂直于支架的移动方向定向。EP2003232A1中详细描述了如何进行分节的敷设。除了在其纵向上移动的支架 以外，在此还设置了库存单元，其提供具有一定长度的纤维束，该纤维束对应于大量的 分节。在每个单独的敷设过程中，被驱动的夹纱器在横跨支架的方向上越过支架牵引纤 维束的前段，该纤维束段的长度与分节相符。然后纤维束的前段被敷设装置转接且从库 存中通过分离装置截断，由此构成分节。敷设装置包括移动的移动车，其在支架上方在 纵向上受控地往复移动。如果移动车和支架的移动方向和移动速度协调一致，则由敷设 装置将分节传递到支架上。为此需要精确的控制，使得每个新的分节配合准确地以推挤 的方式侧面地靠近之前最后一个分节敷设。如有需要，也可以将分节以“空隙”的方 式、即以侧面的间隔或以部分重叠的方式敷设。如果夹纱器和敷设装置返回到其起始位置中，则可以开始下一轮敷设过程，其中构成且敷设新的分节。根据EP2003232A1，库存单元由移动车构成，在移动车上设置有纱架和展开设 备。在纱架的纱筒上具有还未加宽或还未足够加宽的原材料的纤维。这些纤维被连续地 输送给展开设备且同样连续地以加宽的纤维束的形式离开展开设备，所述加宽的纤维束 构成分节的原材料。移动车在敷设过程的周期中且在轨道上往复移动，该轨道位于夹纱 器的延长的移动轨道中。通过移动车的移动形成纤维存储装置，其平衡夹纱器和敷设装 置的不均勻移动。由此可以在移动车上以保持相同的速度从纱架的纱筒中抽取纤维且引 导纤维经过展开设备。设置库存单元用于形成特别均勻的单向纤维层。然而在本专利技术中库存单元的概念不限于根据EP2003232A1的设计。根据本发 明，库存单元也可以包括具有多个纱筒的纱架，这些纱筒的纤维被共同引导，或者库存 单元包括唯一的纱筒，在其上具有由加宽的纤维形成的已经平行地共同引导的纤维束。 库存单元同样可以由纱架连同在其后串联的展开设备构成，两者固定地设置在移动支架 旁边。因此本专利技术意义上的库存单元是这样一种装置，其在移动的支架上连续不断地 提供用于形成按一定长度截取的分节的纤维束，所述分节通过支架引导且由敷设装置转 接。在根据EP2003232A1的设计的情况下，附属于库存单元的还有分离装置和夹紧装 置，分离装置将容纳在敷设装置中的分节从剩余的纤维束库存中截断，夹紧装置夹持库 存的新的起始位置，直至实施下一轮抽取运动。存储装置和敷设装置共同形成分节供给站。在现有技术中的多轴向编织机中， 将多个单向纤维层相叠地放置在被驱动的循环输送装置上，其中，针对每个单向纤维层 设置单独的分节供给站。纤维束或分节在夹纱器上、在敷设装置的移动车上以及在移动 的支架上的固定通常通过夹紧装置实现，该夹紧装置在纤维束或分节的窄侧将其夹紧地 保持。已经提到了敷设以分节的形式的单向纤维层的已知的方法和装置。针对始终存 在的力求提高生产速度的情况，这种提高是有限的。第一限制在于，无法任意地增大分 节的宽度。纤维束或分节在从库存单元直至移动支架的敷设的不同阶段中的夹紧通过 巨大的夹紧压力实现，该夹紧压力针对纤维束或分节的内部的所有纤维尽可能要大小相 同。这在较大的夹紧宽度的情况下无法再实现。其原因在于，夹紧力过大。因此夹紧 装置和其支座必须设计得非常坚固，这导致了机器部件太重，从而使机器部件由于其较 大的重量只能缓慢地运动。因此在敷设以分节形式的纤维时在实际中不超过某一最大的 夹紧宽度。另一限制在于敷设装置的最大可能的工作速度。如果比如敷设装置的移动车根 据EP2003232A1夹紧地转接新的分节，则移动车首先实施与支架的移动方向相反的加速 运动，然后掉转移动方向且最后以大约同一速度在同一方向上越过支架，从而移动车可 以将分节转交给支架。纤维的材料在较高的速度下不再胜任这种具有不同速度的交替的 移动进程。这样一来就会扭曲地或撕裂地错误敷设分节。就连移动支架的毫无问题的快 速移动也无济于事。在这一点上以分节形式的单向纤维层的敷设作为非连续方法原则上与连续方法 相比是有缺点的，如通过移动的导纱器敷设循环的纤维束，导纱器在底垫上方的封闭的 轨道中移动。然而力求使非连续方法的生产速度接近连续方法的生产速度。最后库存单元的不可避免的装调时间是在力求更高的生产速度时的决定性的阻 碍。通常该阻碍为具有纤维材料的库存的纱筒，其必须空转且以均勻的间隔进行更换。 虽然区别在于，是否在纱架的大量的纱筒上提供纤维材料或者是否存在卷绕在圆盘式纱 筒上的、已经加宽的成分节宽度的带状的纤维材料。但作为从实践中得出的经验值可以 考虑，针对库存单元而言，必须扣除整个运行时间的大约25%作为装调时间；这不受分 节供给站的运行速度影响，分节供给站确定移动支架的移动速度。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，改进按照权利要求1、13和16的前序部分所述的文章 开头提及类型的公知的方法和公知的装置，以提高生产速度。鉴于该方法而言，本专利技术的第一技术方案在于，按照权利要求1的特征部分在 支架的移动方向上前后设置至少两个将多个分节朝同一单向纤维层进行敷设的分节供给站。根据本专利技术的权利要求1所述的方法的优点在于，支架的移动速度可以翻倍。 也就是说，如果至少两个分节供给站在其敷设装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向移动的支架敷设由多个分节组成的带状的、条状的或幅状的单向纤维层的方法，所述支架的移动方向与形成的纤维层的纵向一致，其中，由库存单元提取纤维束，横跨于支架的移动方向越过支架引导纤维束并且由敷设装置将纤维束送到移动的支架，其中，库存单元和敷设装置共同构成分节供给站，其特征在于，在支架（１）的运动方向上前后设置的至少两个分节供给站（５ａ、５ｂ）将多个分节（１８）敷设到相同的单向纤维层上。

【技术特征摘要】
DE 2009-9-21 102009042384.21.一种向移动的支架敷设由多个分节组成的带状的、条状的或幅状的单向纤维层 的方法，所述支架的移动方向与形成的纤维层的纵向一致，其中，由库存单元提取纤维 束，横跨于支架的移动方向越过支架引导纤维束并且由敷设装置将纤维束送到移动的支 架，其中，库存单元和敷设装置共同构成分节供给站，其特征在于，在支架(1)的运动 方向上前后设置的至少两个分节供给站(5a、5b)将多个分节(18)敷设到相同的单向纤维 层上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，夹纱器(10a、10b)从库存单元(6a、 6b)上抽取并且越过支架(1)引导以纱筒形式准备好的纤维束(15)的前段(16)，其中， 通过将前段(16)从剩余的纤维束(15)上截断形成分节(18)并且夹纱器(10a、10b)也是 每个分节供给站(5a、5b)的组成部分。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在相邻的分节供给站(5a、5b)中 的从库存单元(6a、6b)向支架(1)引导纤维束(15)的前段(16)的移动方向是相反的。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在至少两个分节供给站(5a、5b) 中将分节(18)敷设在空隙(19)上，其中，在一个供给站中形成的空隙(19)在另一个供 给站中被填充。5.根据权利要求1至4中至少一项所述的方法，其特征在于，至少两个分节供给站 (5a、5b)同时运行。6.根据权利要求1至4中至少一项所述的方法，其特征在于，所述分节供给站(5a、 5b)交替地运行，其中，一个分节供给站的运行时间与另一个分节供给站的装调时间落到 了一起。7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，在运行过程中测定敷设的 分节(18)和形成的空隙(19)的宽度并且按照测定的值通过改变敷设装置(12a、12b)的 工作速度和/或需敷设的分节(18)的宽度实现分节(18)和空隙(19)的匹配，使得由两 个分节供给站(5a、5b)交替地敷设的分节(18)无空隙地并且不重叠地相互连接。8.根据权利要求4所述的方法，其中，具有两个分节供给站，其特征在于，每个分节 供给站(5a、5b)至少短暂地以两个库存单元(6a、20a或6b、20b)运行，所述两个库存单 元位于移动的支架(1)的相对立的侧面上，并且位于两个库存单元(6a、20a或6b、20b) 之间的敷设装置(12a、12b)交替地分别由一个库存单元(6a、20a或6b、20b)供料。9.根据权利要求8所述的方法，其中，使用夹纱器(10a、10b)，所述夹纱器从库存单 元(6a、20a或6b、20b)上抽取并且越过支架(1)引导纤维束(15)的前段(16)，其特征 在于，在交替运行中只有一个夹纱器(10a、10b)从每个分节供给站(15a、15b)的两个库 存单元(6a、20a或6b、20b)上抽取纤维束(15)。10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在一个库存单元(6a、20a或6b、 20b)的装调时间期间，位于同一分节供给站(5a、5b)上的另一个库存单元(6a、20a或 6b、20b)继续向敷设装置(12a、12b)供料。11.按照权利要求8至9中任一项所述的方法，其特征在于，先后启动两个分节供给 站(5a、5b)并且错开总共四个库存单元(6a、20a或6b、20b)的装调时间，从而实现最 佳的生产速度。12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其特征在于，在交替运行中两个分节供给站(5a、5b)以唯一的一个可更换的库存单元(21)运行，所述库存单元能够移动并 且短暂地连接到两个分节供给站(5a、5b)中的一个上，其中，所述库存单元位于在支架 (1)的相对立的侧面上始终存在的库存单元(6a、6b)对面。13.一种向移动的支架敷设由多个分节组成的带状的、条状的或幅状的单向纤维层 的方法，所述支架的移动方向与形成的纤维层的纵向一致，其中，由库存单元提取纤维 束，横跨于支架的移动方向越过支架引导纤维束并且由敷设装置将纤维束送到移动的支 架，其中，库存单元和敷设装置共同构成分节供给站，其特征在于，由唯一的一个分节 供给站(31)敷设单向纤维层，所述分节供给站以第一库存单元(32)和第二库存单元(33) 运行，第一库存单元(32)和第二库存单元(33)位于移动的支架(1)的相对立的侧面上并 且交替运行，其中，位于两个库存单元(32、33)之间的敷设装置(35)始终仅由一个库存 单元(32、33)供料，而另一个库存单元在装调时间内静止不动。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，夹纱器(10a、10b)从库存单元(32、 33)上抽取并且越过支架(1)引导以纱筒形式准备好的纤维束(15)的前段(16)，其中， 通过将前段(16)从剩余的纤维束(15)上截断来形成分节(18)并且夹纱器(10a、10b)也 是分节供给站(31)的组成部分。15.—种用于生产带状的、条状的或幅状的多轴向布的方法，其中，在形成的多轴 向布的纵向上延伸的环状输送装置上依次敷设两个或多个以多个分节的...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱纳索依斯，罗兰德施密特，
申请(专利权)人：利巴机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]