CN101297072A - 用于制造三维环状纤维结构的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法，通过该方法，由基本单向的单元形成的第一纤维网在同轴的外圆形冠部(100)和内圆形冠部(200)之间交替地在一个方向和另一个方向中(通过设备300)被牵引并(通过梭子322)被抬起，同时通过桩子(102、202)保持在所述冠部上，由基本单向的单元形成的第二纤维网(通过设备400)布设在所述外冠部和内冠部之间的圆周方向上，横向环状网和圆周向环状网通过结合设备(500)结合在一起，并且通过完成三个完整周期被驱动绕外冠部和内冠部的轴线旋转，以获得厚的环状纤维结构，所述厚的环状纤维结构具有由横向网形成的层，所述由横向网形成的层与由圆周向网形成的层交替并被结合至由圆周向网形成的层。

Description

用于制造三维环状纤维结构的方法
技术领域
本发明涉及制造三维环状纤维结构。
本发明的特定领域是制造厚的环状纤维预成型件(preform)，所述预成型件用于构成由复合材料制成的环状部件的纤维增强件，特别是制动器盘(brake disk)，例如用于飞机制动器的由碳/碳(C/C)材料制成的盘。
背景技术
用于制造环状纤维预成型件的一种通常的工艺包括将二维层重叠并结合在一起以构成板，而预成型件是从所述板上切割下来的。如美国专利No.4790052和No.5792715所述，这种工艺所具有的明显缺点是浪费大量的材料，当纤维相对昂贵的时候这种缺点尤其突出，对于碳纤维或者碳前驱体纤维来说正是这种情况。
已经提出了各种提议以避免这种缺点并直接获得一种纤维结构，其形状尽可能地接近期望的环状形状。于是，在美国专利No.6009604和No.5662855中提出了通过将由编织物(braid)形成的层重叠并结合在一起来制造预成型件，所述编织物被缠绕为平整的，以形成螺旋。美国专利No.6363593号和No.6367130提出使用缠绕为重叠的圆形(turn)的螺旋布，所述圆形被结合在一起。
这些技术需要制造纤维织物(编织物或螺旋布)，所述纤维织物是纤维的纱或落纤(tow)和待制造的环状预成型件之间的中间产品。
为了避免这种中间步骤，专利文件WO 98/49382提出在环状支撑件上形成纤维的无序体(disordered mass)，并且通过缝纫(needling)将所述纤维结合在一起。不过，该文件没有记载实际上需要用来获得至少在均匀性方面令人满意的环状预成型件的手段，所述环状预成型件用在对均匀性的要求非常高的特定应用场合，如涉及机械性质的质量控制的要求，如特别用在所述预成型件用作飞机制动器盘预成型件的时候。
美国专利文件2005/0172465提出通过使短纤维在具有渐进缝纫的旋转环状转盘上进行规则和受控的布设来形成环状预成型件。这样可以获得均匀的预成型件，但是需要付出经历获得短纤维的中间步骤的代价。
发明内容
在本发明的一个方面，本发明将提供一种使环状纤维结构能够由可在市场上获得的纱或落纤直接制成的方法，从而限制纺织操作以尽可能地降低制造成本。
这个目的通过一种方法实现，所述方法包括以下步骤：
提供由基本单向的单元制成的第一纤维片；
通过在同轴的外圆环和内圆环之间交替地在一个方向和在与之相反的方向中放置第一纤维片而形成横向的第一环状片，所述片由所述环支撑；
提供由基本单向的单元制成的第二纤维片；
通过使所述第二纤维片布设在所述外环和内环之间的圆周方向上形成圆周向的第二环状片；
使横向环状片和圆周向环状片彼此结合；以及
驱动横向环状片和圆周向环状片绕外环和内环的轴线旋转，从而执行多个完整的回转以从所述基本单向的单元中直接获得厚的环状纤维结构，在所述环状纤维结构中，由横向片制成的层与由圆周向片制成的层交替出现并被结合在一起。
第一纤维片和第二纤维片可以由如下材料构成：纱、或者落纤、或者通过散布落纤获得的梳条(sliver)、或者多个并列的这样的梳条。因此可以直接从纱或落纤获得环状纤维结构，而几乎没有浪费。
根据本发明的一个特征，第一纤维片在减小其在外环和内环之间的宽度的情况下放置，而圆周向片形成为具有在外环和内环之间减小的密度。有利地，横向环状片的放置方式使它沿任何一个圆周都具有基本恒定的密度。由于第一纤维片朝内环方向变窄所引起的横向片的密度的增大被圆周向片的密度的减小所补偿，于是，可以获得基本匀质的纤维结构。
根据所述方法的另一个特征，第一纤维片的放置方式使横向环状片的纤维单元在横向环状片的中间圆周与圆周方向的切线形成45°到75°范围内的角。优选地，该角度大约为60°，从而产生一包括圆周片的纤维结构，其中纤维单元在三个方向交叉，三个方向之间形成大约60°的角度。
有利地，环状横向片通过由所述环支承的桩子(peg)支持在外环和内环上。
同样有利地，外环和内环驱动横向环状片和圆周向环状片旋转。
根据所述方法的另一特征，横向环状片和圆周向环状片在一水平环状支撑件上形成，所述水平环状支撑件置于外环和内环之间，并且在环状纤维结构建立时，所述水平环状支撑件逐渐降低。在所述结构形成之后，它能够通过在环状支撑件以及外环和内环之间的相对竖直移动而脱离。
有利地，横向环状片和圆周向环状片之间的结合在它们布设的时候逐渐进行，例如，这种结合通过缝纫进行。
根据所述方法的另一特征，圆周向环状片在横向环状片被放置之后并在所述片即将被结合在一起之前进行布设。
在本发明的另一方面，本发明还试图提供一种适合于实现所述方法的装置。
这个目的通过一种装置实现，所述装置包括：
一种设备，用于牵引第一纤维片并在同轴的外圆环和内圆环之间交替地在一个方向和在与之相反的方向中将第一纤维片放置在环状支撑件上以形成横向的第一环状片，其中内外圆环位于环状支撑件的任一侧；
用于将横向环状片支撑在外环和内环上的构件；
一种设备，用于将第二环状片牵引至环状支撑件上，并在外环和内环之间将其布设在圆周方向上，以形成圆周向的第二环状片；
一种设备，用于使横向环状片和圆周向环状片结合在一起；以及
一种设备，用于驱动横向环状片和圆周向环状片绕外环和内环的轴线旋转。
有利地，用于牵引和放置第一纤维片的所述设备包括：
一种设备，用于供给第一纤维片；
一种梭形构件，该构件以往复平移的形式在外环以外的一位置和内环以内的一位置之间移动，其还能够作用在第一纤维片上以将它牵引向内环并同时减小所述片的宽度。优选地，该梭形构件具有弯曲部分，用于挤靠第一纤维片以将其牵引至内环并同时使第一纤维片在内环产生与内环的曲率相对应的曲率。
同样有利地，用于支持横向片的所述构件是由外环和内环支承的桩子。
根据所述装置的另一特征，它进一步包括可移动弯曲条形式的压具构件，用于通过在第一纤维片上挤压而促进将第一纤维片接合在桩子上。
有利地，所述旋转驱动设备包括外环和内环。
同样有利地，所述环状支撑件可竖直移动。
根据所述装置的另一特征，所述结合设备是一缝纫设备，其紧邻地置于所述设备的下游，以将第二纤维片牵引至所述支撑件上。
附图说明
阅读以下的描述可以更好地理解本发明，以下描述通过非限制性的表示并且通过参考附图给出，其中：
图1是高度示意性的一般立体图，显示了一装置的实施例，所述装置用于实现根据本发明的一种方法；
图2是图1的装置的高度示意性的平面图；
图3是不完整的立体剖视图，显示了图1的装置；
图4是图1的装置的高度示意性的不完整视图，更加具体地显示了用于形成横向片的供给和放置设备；
图5显示了构成横向片的梳条是如何供给的；
图6是从图1的装置的上方看过去的高度示意性的不完整视图，显示了正在形成的横向片；
图7A至图7G显示了形成横向片的放置工艺中的连续步骤；
图8是产生的横向片的不完整视图；
图9和图9A是高度示意性的不完整视图，更加具体地显示了形成圆周向片的供给和布设设备；以及
图10A至图10C是高度示意性的不完整视图，显示了环状纤维结构，所述结构处于其两个制造阶段，然后在其被制造出来以后所述环状纤维结构被移除。
具体实施方式
图1中所示的装置包括具有共同竖直轴线A的两个水平圆环，即外环100和内环200，水平环状托盘或者支撑件150在所述两个环之间延伸。
外环100支承圆形排列的桩子102，一共具有数十个桩子。桩子102在紧邻环100的内边缘处从环100的顶面竖直向上延伸。类似地，内环200支承圆形排列的桩子202，一共具有数十个桩子202。桩子202在紧邻环200的外边缘处从环200的顶面竖直向上延伸。环100和环200的顶面基本处于相同的水平面上。
环100和环200绕轴线A同步旋转。可以通过轮子106、206实现旋转驱动，所述轮子106、206分别通过作用在环100的外侧表面和环200的内侧表面上的摩擦力起作用。轮子106、206由各自的电机驱动，或者由相同的电机再经过变速箱驱动，其中这种驱动装置未示出。在一种变化形式中，环100、200可以通过齿轮驱动旋转，所述齿轮与分别沿环100和200的内侧边缘和外侧边缘形成的齿圈啮合。轮子(例如环100的108)和运行轨道(未示出)相对于所述装置的主要结构110引导并支撑环100和200。
环状托盘150不旋转，但它可以竖直移动，所述托盘由执行器154的竖直杆152支撑(图3)，例如具有三个执行器。所述执行器是同步的，以使托盘基本保持水平。
图1的装置还包括：设备300，用于供给并放置用于形成在环100和200之间延伸的横向片的第一纤维片；设备400，用于供给并布设用于形成在环100和200之间延伸的圆周向片的第二纤维片；以及设备500，用于使横向片和圆周向片互相连接。供给和布设设备400置于供给和放置设备300的下游，并且紧邻地置于结合设备500的上游，这里相对于环100和200的旋转方向(箭头F)使用术语“上游”和“下游”。
供给和放置设备300(图4至图6)接收通过散布各个落纤形成的多个梳条302(图5、图6)。每一梳条通过一系列拉力辊子303并且通过具有由电机驱动的轮子304的拉拔设备，所述拉力辊子和拉拔设备被安装在盘305上。然后，每一梳条通过构成张力调节器的辊子306，所述辊子306可以在形成于盘305内的竖直槽307内自由移动。这种供给设备就其本身来说是广泛公知的。
两排辊子314、316安装在框架318中，所述框架318由主要结构110支撑并且接收处于张力作用下的梳条302，从而使所述梳条联结以通过使所述梳条(图6)并列来形成纤维片320。重叠的辊子排314、316以交替或者交错的方式布置，所述辊子排314、316沿中心在轴线A上的圆弧延伸，从而有助于将片320放置在环状区上。
供给和放置设备300进一步包括放置构件或者梭子322，所述放置构件或者梭子322可以在一个方向平移移动，所述方向优选地基本上处于在位于外环100外侧的后部位置和位于内环200内侧的前部位置之间的两个方向的径向。所述梭子322在其后部和前部位置之间的路线上通过环100和200。
梭子322在其从后部位置向前部位置的路线上引导片320，从而将其牵引至内环200，同时使所述片变窄，从而将环状区的形状赋予所述片在环100和200之间延伸的一段。出于这个目的，梭子322由具有中心部分324的条形成，所述中心部分324是弯曲的，其曲率与片的一段的内端部的曲率相对应。换言之，当梭子322处于其前部位置时，中心部分324的形式为中心在轴线A上的圆弧。中心部分324通过弯曲部分连接至梭子的端部326和328，所述弯曲部分为梭子的内侧保持通常为凸起的形状，其适合于保证片320变窄。
梭子的端部326、328连接至各自的臂部330和332，所述臂部330和332固定在滑块(block)334、336上，所述滑块334、336可以沿主要结构110所带有的滑道338、340平移运动。所述滑块334、336通过驱动装置(未示出)沿所述滑道338、340同步运动，所述驱动装置例如致动器、缆绳或者由电机驱动的带子。
供给和放置设备300进一步包括两个压具构件342、344，它们分别为外构件和内构件，每一个的形式为水平弯曲条。压具构件或者弯曲条342、344被设计为使每一纤维片段106的端部接合，所述纤维片段106放置在桩子102、202上的环100和200之间。条342在一圆弧上延伸，所述圆弧的中心在轴线A上，并且所述圆弧紧邻一排桩子102的外侧。条342的长度不小于所放置的纤维片106的一段的外端部的长度，优选地大于所放置的纤维片106的一段的外端部的长度。条344在一圆弧上延伸，所述圆弧的中心在轴线A上，并且所述圆弧紧邻一排桩子202的内侧。条344的长度不小于所放置的纤维片106的一段的内端部的长度，优选地大于所放置的纤维片106的一段的内端部的长度。条344、346基本为半圆段，每一个的平面一侧都面对相应的桩子102、202。
条342、344在它们的上游端部由支架346、348所支承。所述支架346具有水平部分，所述水平部分在环100上延伸并且在所述环的外侧连接至向下延伸至托盘150的水平面下方的竖直部分。所述支架348具有水平部分，所述水平部分在环200上延伸并且在所述环的内侧连接至向下延伸至托盘150的水平面之下的竖直部分。条342、344可以竖直运动并且还绕轴线A枢转，以下将进行更加具体地描述。出于这个目的，支架346、348可以通过旋转线性致动器驱动。
以下将参考图7A至图7G以及图8描述通过梭子322和条342、344来放置纤维片320的过程。
在图7A中，片320的一段360已经通过条342、344放置并且接合在桩子102和202上，梭子322处于其后部位置。
然后，梭子322移向其前部位置，使片320朝向内环200，通过条342(图7B)。梭子322通过其内侧挤靠片320并且使所述片逐渐变窄，减小它的宽度而同时使其在片362的最新制出的一段的内侧端部362b处具有期望的曲率。
条342、344在上游方向中连续旋转移动，从而完全从段362下脱离，从而使片320在所述片中的张力影响下拉紧而紧密依靠桩子102，此后，所述条向上移动然后向下游移动(这就是图6中所示的情形)，从而位于所述段362的上方(图7C)并最终所述条向下移动以在桩子102、202上与所述段362接合，所述条被按压在内环和外环上(图7D)。
然后，梭子322移向其后部位置。在施加在组成片320的梳条上的张力的影响下，所述片缠绕条344，片的一新段364在内环和外环之间延伸(图7E)。
条342、344再次向上游连续旋转移动，从而完全从段364以下脱离，从而使片320在其张力影响下拉紧而紧密围绕桩子202，然后所述条向上移动然后向下游移动，从而被放置在所述段364上(图7F)，并且所述条最终向下从而在桩子102、202上与所述段364接合(图7G)。这就回到了如图7A所示的相同的配置中，所述工艺可以以同样的方式得以继续。
片320被放置并且同时还驱动环100和200旋转。所述旋转运动可以是连续的。然后要小心，保证条342、344的长度足够使它们能够按压在所述片的全部宽度，同时使其接合在桩子102、202上。还可以使环100和200不连续地转动，例如在条322、344作用在片320上时所述环停止。
在环100、200的转动的影响下，连续放置的所述片320的所述段360、362、364以图8中所示的方式互相交叉。优选地，环100、200的旋转运动和梭子322的平移运动通过一种方式进行选择，所述方式使对于片320的给定宽度来说，所述片的段的以360a和362a为例的连续外端部和以362b、364b为例的连续内端部并列。这就产生了横向片366，其在环100和200之间延伸并且呈现出沿任何给定的圆周基本恒定的密度，但在外环100和内环200之间密度增大。同样优选的是，保证所述片的宽度使连续放置的所述片的段的梳条302形成角度a，所述角度a相对于中间圆周处的圆周方向的切线处于45°到75°的范围内。更加优选地，这个角度a大约为60°，如图8中所示。
供给和布设设备400(图9)接收多个梳条402，每一梳条通过散布落纤形成。梳条402通过与图5中所示的类似的张紧器和制备设备(未示出)，然后通过偏转器辊子406，它们被引导器408、410引导，处于托盘150的顶面上方并且靠近托盘150的顶面。如图9A中的截面以一较大比例所示，引导器408、410为梳子的形式，每一个都限定出以环100和200之间的基本为径向的方向对齐的一排通道。引导器408、410被放置为彼此靠近，引导器408的通道相对于引导器410的通道插入(或交错)。从引导器408、410出来的梳条是并列的，从而形成在环100和200之间延伸的圆周向片420。梳条402以竖直或相对于托盘150倾斜的方向到达引导器408、410。引导器408、410和它们包括的通道被给予一种弯曲形状，从而使梳条402相对于水平方向基本切向地离开引导器。引导器408、410所具有的通道的宽度与梳条402的宽度相对应。于是，它们起到控制组成圆周向片420的梳条402的宽度和定位的作用。
由于设备400位于设备300的下游，圆周向片420在环100、200之间在托盘150上布设在横向片360的上面。在图8中所示的配置方式中，其中片360的单元(梳条302)相对于圆周方向的切向在中间圆周处形成大约60°的角度，添加圆周向片提供了多个单元(梳条402)，所述单元在该水平面上还相对于片360的单元形成60°的角度，这就意味着在所述片结合在一起以后，增强单元处于大约3×60°的配置方式。
有利地，片420的密度在外环100和内环200之间减小，从而补偿了片360的密度的增大，并且在整体上，片360加上420的密度在其整体宽度上基本均匀。出于这个目的，片420可以由梳条形成，所述梳条具有相同的宽度但来自于在外环和内环之间具有减小的重量的缆绳，或者如图9中所示，所述梳条来自于具有相同的重量但具有增大的宽度(更加散布)的缆绳，或者使用这两种技术的组合。
有利地，结合设备500由缝纫设备构成。它包括被驱动为竖直往复运动的缝纫头502，例如通过曲柄类机构(未示出)。头502带有多个有倒钩的针504，所述针504以广泛公知的方式通过抓住纤维并使其在竖直方向(Z向)运动而起到将片360和420结合在一起的作用。
缝纫头在一环区上方延伸。托盘150位于缝纫头下方的部分呈现与针504相对应的钻孔156，从而使所述针能够通过钻孔而不损害托盘，所述针被分布为在外边缘和内边缘之间具有基本均匀的针的密度。
结合设备500紧邻设备400的下游的这种安排使片420能够在其布设以后被立即固定，并且限制了片420在固定至片360之前变得混乱的风险。因此这种安排是优选的，但不是必需的。可以设想在形成横向片以前布设圆周向片。
当环100、200转动的时候，建立起一种通过使层重叠而形成的纤维结构，所述层交替地通过横向片360和通过圆周向片420构成，它们本身以重叠并交织的螺旋的形式缠绕。通过使针穿过超过两层来进行缝纫，从而使片360和420的新形成的部分不仅彼此结合还结合至正在建立的环状纤维结构的下层部分。
为了在纤维结构的整个厚度上获得基本均匀的结合，期望的是保证针的穿刺深度基本恒定。出于这个目的，在建立纤维结构的时候，支撑托盘150向下移动。在纤维结构形成之初，支撑托盘150处于靠近桩子102、202的顶部的水平面上(图10A)。此后，支撑托盘150向下移动(图10B)，横向片和圆周向片继续形成在基本相同的水平面上。针的穿刺深度与超过两层相对应，在所述工艺的开始阶段，针通过托盘中的钻孔156，随后一旦纤维结构达到一定的厚度，针不再到达所述结构的底层。
应该注意到，在纤维层的重叠建立在支撑件上时通过缝纫将纤维层结合在一起，所述支撑件逐渐降低，从而为针保存基本恒定的穿刺深度，这种技术本身是广泛公知的。于是，在当前的情况下，可以依照类似于上述美国专利No.5792715中所描述的关系降低托盘150，针的穿刺深度可以以美国专利No.6374469中所描述的方式进行控制。托盘150的向下移动可以连续发生，或者可以不连续而是在环100和200的每一完整旋转之后进行一个向下步骤。
当建立的纤维结构通过缝纫进行结合时，它被在桩子102、202上接合的横向片360的连续转动横向地支持在适当位置，条342、344在每次它们被按压在最近放置的片320的段上的时候使纤维结构沿所述桩子逐渐向下移动。因此，必需保证桩子的高度不小于待制造的环状纤维结构的厚度，优选地必需保证桩子的高度比待制造的环状纤维结构的厚度大一点。
一旦环状纤维结构达到了期望厚度，缝纫头502和引导器408、410被缩回，梭子322来到其后部位置，片360和420被切割，纤维结构通过抬起托盘150而移除，从而与桩子102、202脱离(图10C)。在一种变化形式中，例如，纤维结构可以通过降低内环100和外环200而脱离，而托盘150被支持在结束建立纤维结构时其所在的位置。
在上述描述中，每一片320、420都被描述为通过由散布落纤而获得的多个并列的梳条制造。在一种变化形式中，片320、420的一个和/或另一个可以通过散布单个落纤而形成，或者通过单向纱或落纤的组件而形成。
在另一变化实施方案中，通过使用在美国专利No.6684564和No.6690987中描述的那种类型的自动系统，所述落纤可以被散布，所述片可以自动定位。
构成纤维片320和420的纤维的性质取决于预期的应用。当环状纤维结构构成用于C/C复合制动器盘的预成型件的时候，可以使用碳纤维或者碳前驱体纤维，例如预氧化聚丙烯腈(preoxidizedpolyacrylonitrile)的纤维。在使用碳前驱体纤维时，在制成纤维结构以后通过热处理执行最终转换，转换为碳。
例1至例4
一种纤维结构，用于构成C/C复合材料制动器盘的环状预成型件，其外径Do为445毫米(mm)，内径Di为226mm，所述纤维结构通过重叠并缝纫横向片和圆周向片制造，所述横向片和圆周向片以如下方式获得。
使用由50,000丝(50K)或者24,000丝(24K)组成的碳落纤，其分别具有3.7千特(kTex)和1.6kTex的线密度(linear weight)。对在散布以后构成横向片和圆周向片的落纤的数量以及通过散布落纤获得的梳条的宽度W进行选择，以获得具有基本均匀的密度的预成型件，其具有如下特征：
形成横向片的梳条和中间圆周的切线之间的角度a在45°到75°的范围内，优选地大约为60°；以及
圆周向片呈现的重量分数和横向片呈现的重量分数之间的比率R为大约1/3∶2/3。
下表1给出了用于获得期望特征的各种可能组合。
表1
  例子   使用的落纤   放置后形成横向片的片   圆周向片   R   a
  1   50K3.7kTex   13落纤在Do处，W＝25.9mm在Di处，W＝17.7mm   9落纤W从Do处的8mm变化为Di处的27mm   35∶65   60°
  2   50K3.7kTex   11落纤在Do处，W＝22.6mm在Di处，W＝7.9mm   7落纤W从Do处的10mm变化为Di处的33mm   34∶66   58.4°
  3   50K3.7kTex   20落纤在Do处，W＝17.4mm在Di处，W＝4.9mm   9落纤W从Do处的8mm变化为Di处的27mm   32∶68   54.3°
  4   24K1.6kTex   28落纤在Do处，W＝8.9mm在Di处，W＝3.1mm   18落纤W从Do处的4.7mm变化为Di处的11mm   34∶66   58.4°
例5至例8
程序与例1至例4中相同，但内径和外径不同，即Do＝553mm，而Di＝289mm。
以下表2给出了各种可能的配置方式，用于获得与例1至例4中的角度a和比率R的相同期望特征。
表2
  例子   使用的落纤   横向片  圆周向片   R   a
  5   50K3.7kTex   17落纤在Do处，W＝18.0mm在Di处，W＝6.1mm  11落纤W从Do处的8mm变化为Di处的20mm   35∶65   56.2°
  6   50K3.7kTex   14落纤在Do处，W＝21.8mm在Di处，W＝7.4mm  8落纤W从Do处的9mm变化为Di处的29mm   32∶68   75°
  7   50K3.7kTex   12落纤在Do处，W＝13.1mm在Di处，W＝6.4mm  12落纤W从Do处的7mm变化为Di处的23mm   32∶68   75°
  8   24K1.6kTex   28落纤在Do处，W＝10.9mm在Di处，W＝3.7mm  18落纤W从Do处的4mm变化为Di处的12mm   34∶66   56.2°

Claims (22)

1、一种制造环状纤维结构的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供由基本单向的单元(302)制成的第一纤维片(320)；
通过在同轴的外圆环(100)和内圆环(200)之间交替地在一个方向和在与之相反的方向中放置第一纤维片(320)而形成横向的第一环状片，所述片由所述环支撑；
提供由基本单向的单元(402)制成的第二纤维片；
通过使所述第二纤维片布设在所述外环和内环之间的圆周方向上而形成圆周向的第二环状片(420)；
使横向环状片和圆周向环状片彼此结合；以及
驱动横向环状片和圆周向环状片绕外环和内环的轴线旋转，从而执行多个完整的回转，以从所述基本单向的单元中直接获得厚的环状纤维结构，所述环状纤维结构具有由横向片制成的层，所述由横向片制成的层与由圆周向片制成的层交替出现并被结合到由圆周向片制成的层。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在减小第一纤维片(320)在外环(100)和内环(200)之间的宽度的情况下放置第一纤维片(320)，而圆周向片(420)的密度在外环和内环之间减小。
3、如权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，横向环状片(320)的放置方式使它沿任何一个圆周都具有基本恒定的密度。
4、如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，第一纤维片(320)的放置方式使横向环状片的纤维单元在横向环状片的中间圆周处与圆周方向的切线形成45°到75°范围内的角度。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述角度大约为60°。
6、如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，通过散布落纤或者多个并列的散布落纤(302)形成第一纤维片(320)。
7、如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，通过散布落纤或者多个并列的散布落纤(402)形成第二纤维片(420)。
8、如权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，环状横向片通过所述环具有的桩子(102、202)支撑在外环(100)和内环(200)上。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，通过外环(100)和内环(200)驱动横向片和圆周向片旋转。
10、如权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，横向环状片和圆周向环状片在一水平环状支撑件(150)上形成，所述水平环状支撑件置于外环(100)和内环(200)之间，并且在环状纤维结构建立时，所述水平环状支撑件逐渐降低。
11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述环状纤维结构形成之后，它能够通过在环状支撑件(150)以及外环(100)和内环(200)之间的相对竖直移动而脱离。
12、如权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，横向环状片和圆周向环状片之间的结合在它们布设的时候逐渐进行。
13、如权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，横向环状片和圆周向环状片之间的结合通过缝纫获得。
14、如权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，圆周向环状片在横向环状片被放置之后并在所述片即将被结合在一起之前进行布设。
15、一种用于制造厚的环状纤维结构的装置，所述厚的环状纤维结构具有由纤维横向片制成的层，所述由纤维横向片制成的层与由圆周向纤维片制成的层交替并被结合至由圆周向纤维片制成的层，所述装置的特征在于它包括：
一种设备(300、322)，用于牵引第一纤维片(320)并在同轴的外圆环(100)和内圆环(200)之间交替地在一个方向和在与之相反的方向中将第一纤维片放置在环状支撑件(150)上，以形成横向的第一环状片，其中内外圆环位于环状支撑件的任一侧；
用于将横向环状片支持在外环和内环上的构件(102、202)；
一种设备(400)，用于将第二环状片(420)牵引至环状支撑件(150)上，并在外环和内环之间将其布设在圆周方向上，以形成圆周向的第二环状片；
一种设备(500)，用于使横向环状片和圆周向环状片结合在一起；以及
一种设备(106、206)，用于驱动横向环状片和圆周向环状片绕外环和内环的轴线旋转。
16、如权利要求15所述的装置，其特征在于，用于牵引和放置第一纤维片的所述设备包括：
用于供给第一纤维片的设备(300)；
梭形构件(322)，该构件可以以往复平移的形式在外环(100)以外的一个位置和内环(200)以内的一个位置之间移动，还能够作用在第一纤维片上以将它牵引向内环并同时减小所述片的宽度。
17、如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述梭形构件(322)具有弯曲部分，该弯曲部分用于挤靠第一纤维片(320)以将其牵引至内环(200)，并同时使第一纤维片在内环产生与内环的曲率相对应的曲率。
18、如权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，用于支持横向片的所述构件是外环(100)和内环(200)带有的桩子(102、202)。
19、如权利要求18所述的装置，其特征在于，它进一步包括可移动弯曲条(342、344)形式的压具构件，其用于通过在第一纤维片上挤压而促进将第一纤维片(320)接合在桩子(102、202)上。
20、如权利要求15至19中任一项所述的装置，其特征在于，所述旋转驱动设备包括外环(100)和内环(200)。
21、如权利要求15至20中任一项所述的装置，其特征在于，所述环状支撑件(150)可竖直移动。
22、如权利要求15至21中任一项所述的装置，其特征在于，所述结合设备(500)是缝纫设备，其紧邻所述设备(400)的下游，以将第二纤维片(420)牵引至所述支撑件(150)上。
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