包括具有热调节系统的挠性压紧辊的纤维施加机技术方案

本发明专利技术涉及一种用于生产由合成材料制成的部件的纤维施加机，包括：压紧辊(2)，其用于在施加表面上施加由至少一种树脂预浸渍扁平纤维形成的带；以及加热系统，其能够朝向带发出热辐射。所述压紧辊包括：刚性中央管(4)，其设置有径向孔(41)；以及滚筒(3)，其由可弹性变形的挠性材料制成并装配在所述中央管上，并且具有能够使得所述径向孔与所述滚筒外表面(33)流体连通的流体连通器件(32，34，35)。所述纤维施加机包括热调节器件，该热调节器件能够在所述中央管的内部通道(42)中注入热调节流体。

【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纤维施加机，其用于生产由合成材料制成的部件，特别是，这种纤维施加机包括纤维加热系统和耐热压紧辊。
技术介绍
已经公知一些纤维施加机，其用于在阳模或阴模表面上施加至少由条帯状树脂预浸溃的扁平纤维形成的宽带(wide band)，特别是用热塑性或热固性的树脂预浸溃的碳纤维形成的宽带，特别是所谓的纤维铺放机，其用于施加由多个树脂预浸溃纤维形成的宽带。如在专利文献WO 2006/092514中所描述的，这种纤维铺放机典型地包含纤维铺放头以及用于移动所述纤维施加头的系统。典型的，所述纤维铺放头包括压紧辊，其用于接触模具以便施加预浸溃的纤维带；导向器件，其用于在所述压紧辊上引导带形式的纤维；以及加热系统，其用于加热预浸溃的纤维。所述压紧辊抵靠着模具施加表面按压纤维带，或者抵靠着预先堆积的一条或多条纤维带按压纤维带，从而使所述多个堆积带相互之间的粘合变得容易，并且使在堆积带之间困住的空气逐渐地排出。所述加热系统加热预浸溃的纤维带、和/或模具、或者正好在压紧所述带之前已经被施加在压紧辊的上游的带，从而至少使树脂软化并且因此提升带相互之间的粘合性。一般来说，所述带加热系统至少提供正好在带压紧之前对带的加热。为了确保在带的整个宽度上大体均匀的压紧，所述纤维铺放头有利地包括能够适于施加表面的压紧辊，并且优选地包括由挠性材料构成的压紧辊，所述压紧辊可弹性地变形，一般为弹性材料。对热固性树脂而言，所述预浸溃的纤维仅以典型的大约40°C的温度被加热到使其软化。在这个温度下，弾性材料的挠性辊可有利地被使用。在施加了几层层叠的带之后，通过使形成的部件在炉内穿过，通常是在高压炉内穿过，形成的部件通过聚合作用被真空硬化。对热塑性树脂而言，所述预浸溃的纤维必须在较高温度下加热，至少达到树脂的熔化温度，即，对于尼龙型树脂为大约200°C，对于PEEK型树脂为大约400°C。形成的部件的硬化工序，即所谓的固结エ序在之后通过使其在炉内穿过而有利地实施。在施加带期间实施的加热可通过激光型加热系统来实现，以获得集中并且强烈的加热。由于较高的加热温度，所述纤维铺放头设置有耐热金属压紧辊，所述耐热金属压紧辊也可通过水道从内部被冷却。为了适应施加表面的轮廓，已经提出了分段的金属压紧辊，其包括在同一轴线上并排安装的多个独立的辊段，每段可独立且径向地运动，并且抵靠施加表面被弾性地偏置。然而，这种分段的金属辊的结构及其实施被证明是非常复杂的。由包括热稳定剂的所谓的高温弾性材料构成的挠性辊也已被测试。然而，这些辊被证实对于热塑性树脂的实施是不理想的。为了使在热塑性树脂的工作温度下使用挠性辊成为可能，特别在专利文献FR 2878 779中已经提出设置有两个压紧辊的头，其中加热系统在两个辊之间起作用并且在两个辊之间输出大体垂直于带的热辐射。这种双辊头表现了更大的阻碍，其阻止纤维堆积在特定的施加表面的轮廓上。此外，对于预先堆积的带的用于通过焊接(welding)而粘合到新的施加带上的加热仅仅通过热传导完成，其构成对于纤维施加速度的限制因素
技术实现思路
本专利技术主要提供一种解决方案以克服前述缺点，特别是使得实施从热固性到热塑性树脂等多种类型的树脂成为可能，并且能够大体均匀地压紧施加帯，并且其可被容易得设计和制成。为此，本专利技术提出了一种纤维施加机，其用于生产由合成材料制成的部件，其包括-压紧辊，其用于在施加表面上施加由至少ー个树脂预浸溃的扁平纤维形成的帯，优选地由多个树脂预浸溃的扁平纤维形成的带，所述压紧辊包括刚性中央管，从而所述辊旋转地安装在所述纤维施加机的支撑结构上；以及由可弹性变形的、挠性或非刚性的材料制成的滚筒，其被同轴地装配在所述中央管上；以及-加热系统，其能够正好在压紧辊压紧所述带之前朝所述带发出热辐射；其特征在于，所述中央管设置有径向孔，所述挠性材料滚筒具有流体连通器件，所述流体连通器件能够在所述径向孔与所述滚筒的外表面之间建立流体连通，所述纤维施加机包括热调节器件，所述热调节器件能够在中央管的内部通道中注入优选为气态的热调节流体。依据本专利技术，所述纤维施加机包括挠性压紧辊，所述挠性压紧辊通过热调节系统利用热调节流体的循环进行热调节。所述热调节系统包括-孔，其在中央管的管状壁中形成，贯穿所述管状壁，所述中央管例如由金属制成和/或具有筒形横截面。-流体连通器件，其设置在挠性材料滚筒上以允许热调节流体从径向孔向着滚筒的外表面通过滚筒的热循环。-以及热调节器件，其能够在中央管的内部通道内至少从其一端注入热调节流体，所述热调节流体优选为气态的，有利的是冷却的或是室温的气体，特别是空气，所述热调节流体穿过径向孔，横穿挠性材料滚筒以达到滚筒的外表面。关于室温的热调节流体，包括例如在15°C和30°C之间的热调节流体，或者以低于15°C的温度冷却的流体，热调节流体在压紧辊内的循环使得在表面上以及在挠性材料滚筒的整个厚度上冷却压紧辊成为可能，并且因此使得使用ー种可用于施加用树脂特别是热塑性树脂预浸溃的纤维的稳定的挠性材料压紧辊成为可能。依据本专利技术的纤维施加机包括简化设计的压紧辊，使多种热固性或热塑性树脂结合广泛的合成或天然的、混合或非混合的纤维使用成为可能，所述纤维特别是通常在合成领域使用的纤维，如玻璃纤维、碳、石英以及芳族聚酰胺纤維。依据这个特点，所述流体连通器件能够在滚筒的外表面以及压紧辊的侧面之间建立流体连通，以使在纤维施加机的运转过程中至少在侧向上将所述热调节流体排出到外部。依据ー个实施例，所述流体连通器件包括径向管道，每个径向管道通向所述中央管的径向孔并且通向滚筒的外表面。所述径向孔分布在中央管的筒形壁上。例如，所述中央管展示了在纵向上沿着压紧辊的轴线偏置的多组孔，每组孔包括以规定的角度间隔形成的多个孔。依据ー个实施例，所述连通器件包括通向滚筒侧面的纵向槽，所述径向管道通向所述纵向槽。从而实现热调节流体通量(flux)在外表面上更好的分布，所述流体连通器件有利地包括所述径向管道所通向的环形槽。依据ー个实施例，所述流体连通器件由构成滚筒的材料的多孔性质构成，于是，所述流体连通器件包括由弾性可变形多孔挠性材料制成的滚筒，所述弹性可变形多孔挠性材料例如开孔的弾性和/或热塑性的多孔泡沫，或者是由非纺织纤维例如合成纤维、玻璃纤维或者金属纤维构成的材料，优选为开孔型弾性泡沫。在这种情况下，热调节流体的排出通过滚筒的侧面产生。依据ー个实施例，所述流体连通器件包括覆盖所述滚筒的外表面的护套(sheath)，所述护套由多孔材料制成，因此使所述热调节流体通过所述护套的侧面排出成为可能。所述多孔材料例如由开孔型的热塑性和/或弾性泡沫或者是非纺织纤维材料制成。所述护套的多孔材料为可弹性变形的，以在纤维施加期间适应滚筒的变形，与构成滚筒的挠性并且可能多孔的材料的弾性相比，其表现出较低的弾性，以允许热调节流体的排出。依据ー个实施例，所述辊包括保护护套，其覆盖所述滚筒并且形成免受由加热系统发出的热辐射的保护，所述保护护套例如由玻璃纤维织物形成。这个保护护套可避免由于热系统指向压紧辊的热辐射而在压紧辊的整体厚度上的热积聚。这个保护护套吸收和/或反射所述热辐射，所述热调节流体从而用作该保护护套的冷却，以避免通过热传导在滚筒上产生的热积聚。对于纤维铺放而言，所述纤维施加机典型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.17 FR 09549631.一种用于生产由合成材料制成的部件的纤维施加机，包括压紧棍(2,102,202,302)，其用于在施加表面(S)上施加由至少ー种树脂预浸溃扁平纤维形成的带(8);加热系统(9)，其能够指向所述带发出热辐射，所述压紧辊包括刚性中央管(4，104，204，304);以及滚筒(3，103，203，303)，其由可弹性变形的挠性材料制成并装配在所述中央管上， 其特征在于，所述中央管(4，104，204，304)设置有径向孔(41，141，241，341)，所述挠性材料滚筒(3，103，203，303)具有流体连通器件(32，34，35 ; 132，106 ；203 ;303)，其能够使得所述径向孔与所述滚筒的外表面(33，133，233，333)流体连通，所述纤维施加机包括热调节器件，所述热调节器件能够在所述中央管的内部通道(42，142，242，342)中注入热调节流体。2.如权利要求I所述的纤维施加机，其特征在于，所述流体连通器件(34，35;106;203 ；303)能够使得所述滚筒外表面(33，133，233，333)与所述压紧辊的侧面(36，161，236，336)流体连通。3.如权利要求I或2所述的纤维施加机，其特征在于，所述流体连通器件包括径向管道(32 ;132)，每个径向管道通向中央管(4，104，204，304)的径向孔(41，141，241，341)并且通向所述滚筒的外表面(33，133，233，333)。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚力山大·哈姆林，伊万·哈蒂，
申请(专利权)人：科里奥利合成技术公司，
类型：发明
国别省市：