BRPI0621715A2 - dispositivo de limpeza para uma máquina posicionadora de mechas de fibras de carbono previamente impregnadas - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVO DE LIMPEZA PARA UMA MáQUINA POSICIONADORA DE MECHAS DE FIBRAS DE CARBONO PREVIAMENTE IMPREGNADAS. A presente invenção refere-se a um dispositivo de limpeza (5) para ser usado em uma máquina posicionadora de mechas de fibras de carbono previamente impregnadas, o qual inclui pelo menos um cilindro guia (47) de um feixe (21) de mechas até um cabeçote de aplicação (25), que compreende dois elementos filtrantes (11, 13) dispostos de maneira que entre eles é circulada o feixe (21) de mechas que são suportadas por duas placas (15, 17) unidas com meios reguláveis de retenção (29) dos ditos elementos filtrantes (11, 13) e meios de sujeição/separação para /da dita máquina. A invenção também refere-se a uma máquina posicionadora de mechas de fibras de carbono previamente impregnadas com pelo menos um dispositivo de limpeza (5).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE LIMPEZA PARA UMA MÁQUINA POSICIONADORA DE MECHAS DE FIBRAS DE CARBONO PREVIAMENTE IMPREGNADAS".
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a um dispositivo de limpeza para uma máquina posicionadora de mechas ("fiber placement") de fibras de car- bono previamente impregnadas, e em particular a um dispositivo de filtração, extração e eliminação do excesso superficial de fibra e resina das ditas mechas.
Antecedentes da Invenção
No setor da fabricação de peças de materiais compostas são bem conhecidas as máquinas posicionadoras de mechas tais como aquelas fabricadas pela Cincinatti Milacron Inc. Nessas máquinas, uma pluralidade de mechas de fibras previamente impregnadas de resina procedentes de vários cilindros é conduzida em forma de um feixe de mechas até um cabe- çote de aplicação do qual são aplicadas sobre um molde para a conforma- ção de peças com as formas desejadas.
Nas patentes US 5.022.952, US 5.273.614 e EP 0 535264A1, as quais são incorporadas a esta descrição a título de referência, são descri- tas diversas características do sistema guia do feixe de mechas.
As máquinas posicionadoras de mechas são utilizadas em par- ticular para a colocação de capas de material composto sobre um molde com formas curvas em que as mechas são muito finas para que possam se adaptar às formas curvas desejadas.
O material das mechas é previamente impregnado, mistura de reforço fibroso e matriz polimérica que é de natureza pegajosa.
As mechas, que podem ter uma largura, por exemplo, de 3,2 mm, circulam pela máquina posicionadora de mechas em forma de um feixe de uma pluralidade de mechas, por exemplo, 32 mechas, até o cabeçote de aplicação no qual se encontram integrados os sistemas de corte, retenção e avanço do material, de forma que seja levado a cabo o enlaçado de fitas da peça de acordo com os padrões previamente estabelecidos. Até chegar ao cabeçote de aplicação, o feixe de mechas passa através de guias e canais muito estreitos para cada mecha para o controle de seus deslocamentos, o que ocasiona a criação de um certo grau de pe- nugem, fibras secas, excesso de resina e sujeira superficial pelo simples roçar do material em seu curso pelos ditos canais guias.
Por sua vez, os ditos defeitos podem estar presentes original- mente nas próprias mechas, uma vez que fica difícil evitá-los totalmente du- rante a sua fabricação, em especial no caso de mechas muito estreitas que requerem uma alta precisão nas operações de impregnação e corte.
Esse excesso de fibras e penugens causa bloqueios do materi- al em seu curso pelos ditos canais guias, provocando uma alta taxa de para- das da máquina para proceder à sua limpeza e, portanto, uma queda drásti- ca da produtividade da mesma, que pode ser estimada em torno de 30%, ou seja, do tempo total de trabalho, são requeridos 30% para manutenção.
Para solucionar esse problema foi proposta a refrigeração e a desumidificação tanto da zona de trabalho quanto do cabeçote de aplicação da máquina posicionadora de mechas, mas com isso embora seja reduzido o problema, não se consegue eliminá-lo, uma vez que não é possível resfriar totalmente a zona de trabalho.
O objetivo da presente invenção consiste na obtenção de uma solução satisfatória para o problema mencionado.
Sumário da Invenção
Em um primeiro aspecto, a presente invenção apresenta um dispositivo de limpeza para ser usado em uma máquina posicionadora de mechas de fibras de carbono previamente impregnadas que inclui pelo me- nos um cilindro guia de um feixe de mechas até um cabeçote de aplicação. Esse dispositivo compreende dois elementos filtrantes dispostos de maneira que entre eles é circulado o feixe de mechas, os quais são suportados por duas placas unidas com meios reguláveis de retenção dos ditos elementos filtrantes e meios de sujeição/separação para/da dita máquina.
Em um segundo aspecto, a presente invenção apresenta uma máquina posicionadora de mechas com pelo menos um dispositivo de Iim- peza com as características indicadas que, de preferência, fica localizado na saída de um cilindro guia.
Uma característica importante da presente invenção é que o dispositivo de limpeza deve ser usado de uma maneira tal que a filtração do feixe de mechas seja realizada antes de sua entrada no cabeçote de aplica- ção e que consiga eliminar o excesso de penugem, fibras secas e resina do feixe para minimizar as necessidades de manutenção do cabeçote de apli- cação da máquina.
Outra característica importante da presente invenção é que o dispositivo pode contar com um elemento de evacuação do material (fibras secas e resinas) acumulado nos elementos filtrantes por meio de vácuo, as- piração, etc., a fim de que as mechas não arrastem este material para dentro do cabeçote.
Outras características e vantagens da presente invenção serão depreendidas da descrição detalhada a seguir de uma realização ilustrativa de seu objetivo em relação com as figuras em anexo. Descrição das Figuras
As figuras 1a e Ib são vistas esquemáticas do dispositivo de limpeza objeto da presente invenção, antes e depois de ser aplicado ao feixe de mechas, respectivamente.
A figura 2 é uma vista esquemática de um dos elementos fil- trantes do dispositivo de limpeza com canais guias individuais para as me- chas do feixe, a fim de impedir que elas possam chegar a se unir e, portanto, que as mechas fiquem grudadas umas nas outras.
As figuras 3a e 3b mostram vistas do dispositivo de limpeza ob- jeto da presente invenção posicionado em uma máquina posicionadora de mechas na saída de um cilindro guia.
Descrição Detalhada da Invenção
Seguindo as figuras 1 a 3, pode se observar que o dispositivo de limpeza 5 objeto da presente invenção compreende dois elementos fil- trantes 11, 13 suportados por duas placas 15, 17 unidas com meios regulá- veis de retenção 29 dos ditos elementos filtrantes 11, 13 para a sua aplica- ção ao feixe de mechas 21 que circula pela máquina posicionadora de me- chas antes de chegar ao cabeçote de aplicação 25 que coloca as capas 31 requeridas de material sobre um molde 33.
As ditas placas 15, 17 também dispõem de meios de sujeição (não representados) na máquina posicionadora de fibras.
O feixe de mechas 21 passa entre os elementos filtrantes 11, 13 que recolhem o excesso de resina e fibras. O dispositivo 5 pode incluir meios de evacuação 35 do dito material excedente, tais como sistemas a vácuo ou de aspiração, de forma que seja evitada a possibilidade de risco de que o dito material excedente possa aderir posteriormente ao feixe de me- chas 21.
Em uma realização preferencial da invenção, um dos elemen- tos filtrantes 11,13 tem a sua face interior configurada com canais guias 41 para cada mecha 43 do feixe 21 de maneira que são evitadas interferências entre as mechas 43.
Os meios de sujeição do dispositivo e de união das placas 15, 17 são desenhados de maneira tal que o dispositivo 5 seja facilmente adap- tável ao feixe de mechas 21 e extraível da máquina posicionadora de me- chas para poderem ser trocados os elementos filtrantes 11, 13 com certa freqüência uma vez que os citados sistemas de evacuação não podem im- pedir a presença nos elementos filtrantes 11, 13 de um certo nível de resina e fibras aderidas.
Os requisitos mais importantes que o dispositivo 5 deve preen- cher são os seguintes:
- facilidade de colocação;
- facilidade de ajuste dos elementos filtrantes 11, 13;
- os elementos filtrantes 11, 13 devem ser produzidos com um material não poluente do material previamente impregnado de fibra de car- bono que constitui o feixe de mechas 21. Além disso, deve ser assegurado que não haja nenhuma transferência de material dos elementos filtrantes 11, 13 às mechas de material previamente impregnado. Em uma realização pre- ferencial eles são produzidos com espuma de polietileno alveolar; - a função dos elementos filtrantes 11,13 deve se limitar à extra- ção do resto superficial de fibras e resinas, sem afetar o material que consti- tui o núcleo das mechas 43;
- capacidade de ajuste automático do grau de retenção dos ele- mentos filtrantes 11,13 sobre o feixe de mechas 21.
As figuras 3a e 3b mostram um dispositivo de limpeza 5 de a- cordo com a presente invenção aplicado ao feixe de mechas 21 na saída de um cilindro guia 47 de uma máquina posicionadora de mechas.
A presente invenção compreende a utilização de um ou mais dispositivos de limpeza 5 em uma máquina posicionadora de mechas em lugares apropriados, de acordo com a configuração específica de cada má- quina.
Na realização preferencial que acaba de ser descrita, podem ser introduzidas as modificações compreendidas dentro do âmbito definido pelas seguintes reivindicações.
Claims (7)
1. Dispositivo de limpeza (5) para ser usado em uma máquina posicionadora de mechas de fibras de carbono previamente impregnadas que inclui ao menos um cilindro guia (47) de um feixe (21) de mechas até um cabeçote de aplicação (25), caracterizado pelo fato de compreender dois elementos filtrantes (11, 13) dispostos de maneira que entre eles é circulado o feixe (21) de mechas, os quais são suportados por duas placas (15, 17) unidas com meios reguláveis de retenção (29) dos ditos elementos filtrantes (11, 13) e meios de sujeição/separação para/da dita máquina.
2. Dispositivo de limpeza (5) para ser usado em uma máquina posicionadora de mechas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos elementos filtrantes (11, 13) tem a sua face interior configurada com canais guias (41) das mechas (43) do feixe (21).
3. Dispositivo de limpeza (5) para ser usado em uma máquina posicionadora de mechas, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os elementos filtrantes (11, 13) são produzidos com um material com capacidade de extrair o excesso su- perficial de fibra e resina das ditas mechas (43) sem reduzir o conteúdo de fibra e resina de seu núcleo.
4. Dispositivo de limpeza (5) para ser usado em uma máquina posicionadora de mechas, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os ditos elementos filtrantes (11, 13) são produzidos com espuma de polietileno alveolar.
5. Dispositivo de limpeza (5) para ser usado em uma máquina posicionadora de mechas, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que também compreende meios de evacuação (35) do material procedente das mechas (43) acumulado nos di- tos elementos filtrantes (11, 13).
6. Máquina posicionadora de mechas de fibras de carbono pre- viamente impregnadas que inclui pelo menos um cilindro guia (47) de um feixe (21) de mechas até um cabeçote de aplicação (25), caracterizada pelo fato de compreender pelo menos um dispositivo de limpeza (5) como defini- do em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.
7. Máquina posicionadora de mechas de fibras de carbono pre- viamente impregnadas, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o dito dispositivo de limpeza (5) é posicionado na saída de um cilindro guia (47).
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| B25D | Requested change of name of applicant approved |
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