生产多轴向纱线织物的方法、单向纤维层以及生产单向纤维层的方法、多轴向纱线织物和具有基体的复合材料部件技术

技术编号:7136143 阅读:275 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及改进一种纤维技术的公知的方法,其中,将由大量单丝构成的纤维拓宽成带(3a、3b),并排敷设且以截断的分段(5)的形式由夹具(6)通过输送装置引导并且借助于堆布-夹紧装置(16)固定到其上。夹具(6)的运动方向以(7)表示以及所需的分离装置以(9)表示。新的技术方案在于,分段(5)的带(3a、3b)在侧部基本不连接并地组合成分段(5)且进行堆布。对此设置一种方法,其中,避免了用于赋予横向内聚力的措施,该横向内聚力侧部地经过多根带(3a、3b)延伸出去。在所有情况下从外部施加的横向内聚力可以经过单根带(3a、3b)的单丝延伸。通过这种方式将带(3a、3b)特别均匀地以及平坦地堆布。在敷设时借助于夹具(6)可以平衡多个单根的带(3a、3b)之间的长度差别和应力差别,特别是在隆起(10)中的长度差别和应力差别。也可以实现在已经几乎完全传递的分段(5)上的额外的较短的向回猛拉。在猛拉时的复位力可以通过夹紧装置(8)或通过制动的原材料的库存纱筒实现。示图a展示了在平衡运动之前的分段状态,示图b展示了在平衡运动之后的分段状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种按照权利要求1和4的前序部分所述的用于生产多轴向纱线织物 的方法。此类的两种方法从EP0972102B1中公开。按照该方法生产的多轴向纱线织物首先 用作生产由塑料制成的纤维增强部件,其中,纱线织物被植入由塑料制成的基体中。本申请中“纤维”的概念等同于线缆、纱线、单丝线缆或粗纱。在每种情况下单个 的纤维或纱线指的是,由大量的单丝组成且作为原材料具有近似圆形或多边形的横截面, 但也可以具有按照具有倒圆角的矩形类型那样的展平(abgeflacht)的横截面。如果需要 非常薄的层的形式的这类纤维,则其由于费用原因通过拓宽或展开较厚的线缆制成,每根 线缆由12000 (K值为12)或多得多的单丝构成。
技术介绍
根据EP0972102B1从备用纱筒上抽取原材料的纤维,在展开设备中拓宽并且以产 生的扁平的带的形式并排敷设,从而形成较薄的扁平的层。该层应具有至少等于5cm的宽 度以及最高等于300g/m2的单位面积质量。该层作为单向层用于构建多轴向纱线织物,其 中,多个单向纤维层以交变的方向被相叠地堆布(ablegen)。此外为了更好地操作规定,产生的单向层通过额外的措施被赋予横向内聚力 (QuerkohSsion),该横向内聚力在该层的长个宽度上延伸,因此也在形成该层的所有 带上延伸。这些带因此通过横向内聚力保持在一起。用于赋予横向内聚力的措施是 公知的;也被证实的有通过高压水射流打磨、用针、涂敷化学接合剂或叠放可受热熔断 (wSrmeschmelzbar)的纱线,其在横向上通过单向层敷设。通过所述方法获得了值得向 往的单向层的平面的和光滑的构造。这会破坏性地作用在形成的多轴向纱线织物上,其鉴 于在后续的纤维增强构件中的应力,应具有尽可能均勻的性质以及向外的光滑的表面。根据EP0972102B1,将由原材料形成的且具有横向内聚力的单向层首先卷绕到备 用纱筒上,其随后被带到用于构建多轴向纱线织物的多轴向机上。在这里从备用纱筒上抽 取层并且通过输送装置输送,在此其借助于特别的敷设装置以多个截断的分段在输送装置 或已经存在的单向层上进行堆布。为了堆布可以将输送装置停车,因此其仅可以间歇地工 作。但EP0972102B1也已经描述了一种可能性,这些分段在连续移动的输送装置的情况下 进行堆布。这里被截断分段借助于钳子短暂地固定在支架上,该支架紧邻输送装置上方并 且在其方向上移动,其中,各个被保持的分段从支架传递到输送装置上。为此也存在名称为 “堆布-夹紧装置(Leger-klemmeinrichtung),,的装置。根据EP0972102B1,由于多根带在 分段内部通过横向内聚力相互连接,无法将在多根带的长度或机械应力上出现的差别相互 平衡。生产的多轴向布的质量会因此受到影响。类似的方法也从FR-A-21 80606公开。根据该文献,飞行技术和航空领域的结构 部件应以光滑的表面和较小的重量进行制造;比如螺旋桨翼和涡轮叶片。作为原材料使用 具有K值为10或更大值的碳纤维,其通过校准被加工成单位面积重量在90. 4和123g/m2之间。此外,生产出的带的厚度被记载为0. 09至0. 17mm,且应并排设置直至282根这样的带。 通过简单的后续计算显示,生产出了具有尺寸为IOOOmm的宽度的层。这里多个这种层也应 该在交变的方向中相叠地设置用于构建多轴向纱线织物,其之后作为增强体被置入纤维增 强的复合材料构件比如螺旋桨翼中。在FR-A-2180606中规定,为了更好地进行加工,原材料的纤维具有浆液 (Schlichte)。这在当时是理所当然的,因为原材料的常见的纤维、即首先是碳纤维,一般只 涂敷浆液就制造和销售。浆液不仅从外部包围纤维,而且也浸入纤维内部,使单丝更光滑且 通过内聚力将纤维保持在一起,由此简化了织物的继续加工。此外浆液防止纤维腐蚀和磨 损,改善朝基体的粘附能力并且防止机械损伤。此外根据FR-A-2180606,并排敷设的拓宽的带还应借助于特殊的措施获得内聚 力,即相互连接。为此建议,以垂直于带的纵向的均勻的间距将可受热熔断的纱线叠放到带 上,该纱线虽然将带保持到一起,但不应该从带中穿过。因此在这种情况下实现了以材料涂 敷的横相连接以及带的相互反向的固定。这违背了按照光滑表面的要求并且会导致在并排 的多根带之间的长度差别和应力差别。在所述两种公知的方法中,首先通过展开原材料的纤维产生拓宽的带,该带作为 中间产品并排地暂时存放(zwischengelagert)成多根带或作为单根带暂时存放在备用纱 筒上。之后该半成品被带往多轴向机且在那里又被抽取以及以分段的形式堆布成单向纱线 层。在产业行话中将这种程序称为“离线展开(offline-Spreizen) ”。与此相反,也已经公 开了所谓的“在线展开(online-Spreizen) ”,其中,展开设备直接位于多轴向机旁边并且以 敷设装置的节奏进行工作。DE102005008705B3公开了一种用于将纤维带朝针织机输送的装置,其中,原材料 的纤维在其从纱架到敷设装置的路径上、即以“在线方法”进行加工。原材料的纤维已经 具有带的形状并且在该装置中更进一步地加工。为此将原材料的纤维带一根根地从纱筒 上抽取并且在从纱架到带折叠装置(Band-Legeeinrichtimg)的路径上以一定的相互间 距引导,并且借助于加热和压紧辊逐步加工。在该装置的出口处设置了具有最终的展开 设备的加热槽。该加热槽前面设置带存储装置。用于对单向层进行堆布的带折叠装置在 DE102005008705B3中没有进一步探讨。展开的带通过带折叠装置间歇地以及周期波动地抽 取由以带折叠装置的节奏控制的带存储装置来平衡。因此纤维带可以至少在其从纱架的纱 筒直至带存储装置的路径上以恒定的速度从纱筒上被抽取。在具有最终的展开设备的加热 槽中,带速度必须根据带折叠装置的工作不断地改变,并且也需要静止状态的阶段。其主要 需要加热槽中的热功率的匹配并且抑制了对尽可能均勻的敷设的需求。最后,本申请人在先的、未预先公开的申请号为07011718. 9的欧洲专利申请涉及 一种用于敷设单向纤维层的方法以及相应的装置和一种多轴向机,其中,纱架与展开设备 一起作为整体结构单元以如下方法受控地移动,即有目的性地改变整体结构单元和敷设装 置之间的间距;此外整体结构单元的移动根据敷设装置在时间单元内对纤维束铺设装置的 交变的需求来完成。利用以往的建议实现了原材料的纤维不仅以恒定的速度从备用纱筒上 被抽取,而且以恒定的速度经过展开设备,这对于加工过的带也同样有效。该以往的建议的 细节在该申请的实施例中参照图7至9描述。根据申请07011718. 9的建议是对于始终存 在的目的的另一种贡献,即将单向纤维层尽可能均勻地进行敷设且因此提供了具有均勻构7造的多轴向纱线织物。
技术实现思路
因此本专利技术的目的同样在于,通过根据权利要求1和4的前序部分所述的方法将 单向纤维层更加均勻地进行堆布。该目的的第一解决方案通过权利要求1的全部特征实现;第二解决方案通过权利 要求4的全部特征给出。该目的的第一解决方案涉及一种令人惊奇的认知,其不需要向由多个单根的带形 成的纤维层赋予横向内聚力(Querkol^sion),该横向内聚力将本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于生产以循环带形式的多轴向纱线织物的方法,所述带位于输送装置上并且利用所述输送装置在带的纵向上运动,其中,依次排列的单向纤维层以其纤维的交变的纵向相叠地堆布并且暂时地固定在输送装置上,具有以下方法步骤:  a)单向纤维层的原材料是由单丝构成的纤维,所述纤维配有浆液;  b)在敷设成多轴向纱线织物之前将纤维在展开过程中拓宽,其中,每根纤维变形成一根带,所述带的单位面积重量最高为300g/m↑[2];  c)单向纤维层以并排设置的多个分段的形式进行堆布,其中,每个分段由至少两根带构成,其中,带以及分段的纵向在与生产的带状纱线织物的纵向和运动方向成角度延伸;其特征在于,设置有下面其它的方法步骤:  d)多个单根的带(3、3a、3b、30)在被相互接合成分段(5、30a)之前通过如下方式被赋予横向内聚力,即相互并排的带(3、3a、3b、30)在分段(5、30a)内部基本上保持不连接;  e)在这种状态下分段(5、30a)经过整个堆布过程,其中,在带(3、3a、3b、30)之间以及在不同的单向纤维层的分段(5、30a)之间的相互保持通过在输送装置上暂时的固定来实现。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:莱纳·索依斯
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

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