CN102115956B - 通过输送机和竖直滑槽而供应有纤维片的圆形针刺机器 - Google Patents
通过输送机和竖直滑槽而供应有纤维片的圆形针刺机器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种通过输送机和竖直滑槽而供应有纤维片的圆形针刺机器。圆形针刺机器(10)用于针刺由螺旋纤维片形成的织物结构，该机器包括设置在用于供应用于针刺的螺旋纤维片的送料台(100)之下的针刺台(200)。送料台包括圆形带式输送机(102)，用于将用于针刺的螺旋纤维片(106)接收在其上，输送机以竖直轴线(104)为中心，并且具有开口到圆形输送机之下的径向狭槽(120)，以便连续地解绕在输送机上接收到的纤维片，狭槽向着在输送机和针刺台的支撑托盘之间竖直地延伸的基本直的滑槽(400)开口到输送机之下，支撑托盘以输送机的竖直轴线为中心，以便拉紧从输送机解绕的片并将片带到针刺台上，所述支撑托盘具有用于驱动纤维片围绕竖直轴线旋转的装置。
Description
技术领域
本发明涉及用于制造针刺织物结构的圆形针刺机器(needlingmachines)的一般领域，更具体而言，其涉及向所述机器自动供应纤维片(fiber sheets)。
背景技术
众所周知，圆式针刺机器用来制作环形织物结构，该环形织物结构用于构成由复合材料制成的环形部件的纤维增强部，特别是指制动盘，例如用于飞机制动器的由碳/碳(C/C)复合材料制成的盘。
在这种针刺机器中，用于针刺的螺旋纤维片位于针刺台上，并且通过驱动装置驱动而旋转，该驱动装置通常为摩擦驱动装置。可以在针刺台上从用于针刺的一片材料平展地为该类型的机器进行供应，由位于该针刺机器外部的解绕设备输送该片材料。
文献WO02/088449公开了一种针刺机器，其中用于针刺的纤维片是自动供应的。为此目的，该针刺机器包括存储篮、一组圆锥形辊子以及螺旋滑槽，该存储篮位于针刺台之上并容纳用于针刺的纤维片，该圆锥形辊子用于连续地从存储篮抽取片，该螺旋滑槽用于拉紧从存储篮解绕的片并且将其带到与摩擦驱动装置对准的针刺台。然而，该针刺机器显现的缺点是，用于驱动纤维片的圆锥形辊子在纤维片解绕的同时使其滑动，从而在纤维片抵达针刺台时使其发生变形。
发明内容
因此，本发明的主要目的是通过提出一种圆形针刺机器来缓解这种缺点，其中针刺台自动供应有纤维片且不会引起所述片变形。
该目的通过一种用于针刺由螺旋纤维片形成的织物结构的圆形针刺机器而实现，所述机器包括针刺台，所述针刺台设置在送料台之下，所述送料台用于供应用于针刺的螺旋纤维片，并且其中，根据本发明，所述送料台包括圆形带式输送机，所述圆形带式输送机用于将用于针刺的螺旋纤维片接收在所述圆形带式输送机上，所述输送机以竖直轴线为中心，并且具有径向狭槽，所述径向狭槽开口到所述圆形输送机之下，以便连续地解绕在所述输送机上接收到的所述纤维片，所述狭槽向着基本直的滑槽开口到所述输送机之下，所述基本直的滑槽在所述输送机和所述针刺台的支撑托盘之间竖直地延伸，所述支撑托盘以所述输送机的竖直轴线为中心，以便拉紧从所述输送机解绕的所述片并将其带到所述针刺台上，所述支撑托盘具有用于驱动所述纤维片围绕所述竖直轴线旋转的装置。
圆形输送机的存在使得可以不张紧地输送所述纤维片，随后借助于所述滑槽而将所述片竖直地引导向所述针刺台。因此，在对所述纤维片针刺之前在所述纤维片中不出现变形。此外，与螺旋滑槽相比，基本直的滑槽的存在使得可以节省用于设置所述机器的其它功能(例如，接合所述纤维片并自动对其切割)的空间。
在有利设置中，所述针刺台进一步包括引导托盘，所述引导托盘以所述竖直轴线为中心，并且在低的操作位置和升高的脱离位置之间相对于所述支撑托盘可竖直地运动，在所述低的操作位置中，所述引导托盘倚靠在所述支撑托盘上，在所述升高的脱离位置中，所述引导托盘设置在所述支撑托盘之上。
在这样的环境下，所述滑槽的一部分固定到所述送料台且另一部分固定到所述针刺台的引导托盘，这些部分适合于在所述引导托盘的竖直运动的过程中使一个在另一个的内部平移地运动。
用于驱动所述纤维片旋转的装置可以包括两对圆锥形辊子，所述圆锥形辊子成角度地彼此隔开，并且设计为与被带到所述针刺台上的所述纤维片接触。
圆锥形挤压辊子可以固定到所述针刺台的引导托盘，并且可以设置在离开所述滑槽的出口处。
所述送料台可以进一步包括辊子，所述辊子设置在所述圆形输送机之下，并且成角度地插置于所述狭槽和所述滑槽的入口之间，以便能够使所述片的自由端从所述输送机解绕，以将其拉紧并引导向所述滑槽。
可以设置用于从所述针刺台的支架移除所述织物结构的装置，所述装置有利地包括操纵臂，所述操作臂具有铰接指，所述铰接指用于抓持并移除所述织物结构。还可以设置切割装置，所述切割装置用于切割所述纤维片。
优选地，所述送料台的圆形输送机具有两个弯曲的输送机部分，每个输送机部分为半盘的形式并且设置为面对另一个输送机部分，所述狭槽由两个输送机部分之间余留的间隙形成。
附图说明
下面将参考附图通过如下描述阐明本发明的其它特征和优点，这些附图显示了不具有限制特征的实施例。在这些附图中：
·图1是本发明的圆形针刺机器的整体的立体图；
·图2是图1的针刺机器的送料台的局部剖去的示意性平面图；
·图3是沿图2中的III-III的剖视图；
·图4是图1的针刺机器的针刺台的示意性平面图；
·图5A和5B是以两个不同位置显示图1的针刺机器的针刺台的示意性视图；并且
·图6是图1的针刺机器的移除台的示意性视图。
具体实施方式
图1是本发明的圆形针刺机器10的示意性视图。该机器用于针刺由螺旋纤维片(或带)制成的环形织物结构或者预制件。
针刺机器10包括送料台100、针刺台200和移除台300，送料台100用于供应用于针刺的纤维片，针刺台200位于送料台之下，移除台300用于从针刺台移除经针刺的结构。
用于供应用于针刺的纤维片的送料台100包括圆形输送机102，输送机102以竖直轴线104为中心并且将用于针刺的纤维片106接收于其上。纤维片被更精确地围绕中心圆柱108缠绕为多层，中心圆柱108以竖直轴线104为中心，并且纤维片由圆形输送机驱动而围绕所述轴线旋转。
如图1至3所示，更具体地，送料台的圆形输送机102包括两个弯曲的输送机部分102a和102b，每一个输送机部分的形式为半盘，该半盘设置为面对另一个半盘(这些输送机部分的直的边缘平行并彼此面对)。这些弯曲的输送机部分的旋转方向取向为使得纤维片106围绕竖直轴线104形成360°的整圈转动。
每个弯曲的输送机部分102a、102b由此用来执行纤维片106的180°的半圈转动。为此目的并以公知的方式，每个弯曲的输送机部分包括环形(或无端)带110a、110b，环形带110a、110b围绕水平轴线的静止圆柱形杆112a、112b张紧，使其沿循半圆形轨迹。所述环形带的弯曲边缘114a、114b固定到适合于沿循半圆形轨迹的环形链条116a、116b(或类似物)。该环形链条在与圆柱形杆112a、112b相同的轴线上在两个链轮117a、117b之间张紧，这些链轮中的一个由电机118a、118b旋转。电机118a、118b同步，以使弯曲的输送机部分的两个环形带以同样的旋转速度运动。
弯曲的输送机部分102a、102b彼此隔开，以便在它们之间余留出径向狭槽120，以允许设置在圆形输送机上的纤维片106解绕。板122覆盖弯曲的输送机部分之间的该间隙的大约一半。
径向狭槽120开口到送料台的圆形输送机102之下并进入基本直的滑槽400，滑槽400在圆形输送机和针刺台200之间竖直地延伸。该滑槽的功能是取走正从输送机解绕的片106并将其竖直地引导至针刺台上。
为此目的，如图2所示，滑槽400的入口402相对于狭槽120(在圆形输送机102的旋转方向上)成角度地偏移一些。有利地，圆锥形辊子124设置在圆形输送机102中，圆锥形辊子124连接到圆形输送机102，并且成角度地插置于狭槽102和滑槽400的入口402之间。该辊子由此能够使纤维片106的自由端从输送机解绕，以便将其拉紧并引导向滑槽的入口。
直的滑槽400的形式为从其入口402竖直地延伸至其弯曲出口404的中空管状管道，入口402开口到圆形输送机102之下，出口404的形状与针刺台的支撑托盘202的曲线轮廓相匹配(参见图4)。该托盘以竖直轴线104为中心，并且接收由滑槽从送料台带来的纤维片。
以此方式带到辊子204上的纤维片被驱动而在与圆形输送机相同的旋转方向上围绕竖直轴线104旋转，以便穿到针刺头之下，如下文所述。为此目的，用于纤维片的旋转驱动装置包括成角度地彼此隔开的两对(或更多对)圆锥形辊子。每对辊子204包括圆锥形辊子204a和圆锥形承压辊子204b，圆锥形辊子204a形成连续地与纤维片接触的挤压辊子，圆锥形承压辊子204b面对挤压辊子204a设置在支撑托盘中的开口中，从而将纤维片夹在挤压辊子204a和承压辊子204b之间。更精确地，支撑托盘被穿透，使得承压辊子204b直接与设置在托盘上的纤维片接触。
例如，每一个挤压辊子204a均借助于各自独立的齿轮电机单元206而被驱动旋转，齿轮电机单元206受到控制装置(未显示)的控制。承压辊子204b可以自由地旋转，或者可选地，它们可以被驱动。具体而言，控制装置用来使各个辊子的旋转速度同步。当然，可以为个辊子设想其它的常规旋转驱动和同步装置。
针刺台还具有引导托盘208，引导托盘208的形式为两个环形壁210，环形壁210以竖直轴线104为中心并从支撑托盘202竖直地延伸。这些竖直壁通过侧向增强部212而连接在一起，并且它们用来在纤维片围绕竖直轴线旋转的同时为其提供侧向引导。
在有利配置中，引导托盘在低的操作位置和升高的脱离位置之间相对于支撑托盘202可竖直地运动，在该低的操作位置中，引导托盘倚靠在所述支撑托盘上，以便为纤维片106提供侧向引导(图5A)，在该升高的脱离位置中，引导托盘设置在所述支撑托盘之上(图5B)。在引导托盘208的升高位置，由经针刺的纤维片形成的织物结构214可以通过移除装置而容易地被移除到移除台300上，移除装置的更多细节将在下文描述。
引导托盘208的竖直运动例如借助于致动器216而提供，致动器216具有其固定到送料台100的圆筒216a以及其紧固到引导托盘的杆件216b。致动器通过控制装置(未显示)而起动。引导托盘围绕杆218而平移地升高，杆218以竖直轴线104为中心并且紧固到送料台。
而且，该竖直运动是可能的，这是因为滑槽400的一部分400a固定到送料台100，另一部分400b固定到针刺台的引导托盘208，这两部分400a、400b适合于在引导托盘运动的过程中使一个在另一个的内部平移地运动(在图5A和5B的实例中，在这些运动的过程中，在固定到送料台的部分400a的内部平移地运动的是固定到引导托盘的部分400b)。
应当注意到，引导台208具有成角度的切口219，切口219对应于针刺头(将在下文中描述)的形状，并且在其竖直地运动时允许引导托盘穿过。
在另一个有利的配置中，引导托盘208还具有圆锥形挤压辊子220，挤压辊子220设置在离开滑槽400的出口处。更精确地，当纤维片离开滑槽时该挤压辊子紧接地设置在纤维片之上，以便在纤维片穿过针刺头下面之前将纤维片正确地展平。两对辊子204用于将旋转驱动传输到纤维片和挤压辊子220，并且优选地成角度地彼此隔开大约120°(图4)。而且，由于挤压辊子固定到引导托盘，所以挤压辊子适合与引导托盘一起竖直地运动。
针刺头222对被带到支撑托盘上的纤维片进行针刺，针刺头222具有预定的一定数量的钩针，并且竖直地设置在位于两对圆锥形辊子204之间的支撑托盘之上，辊子204用于将旋转驱动传输到所述片。以公知的方式，为了能对纤维片的各个叠置层彼此进行针刺，通过常规的驱动装置224驱动针刺头进行竖直往复运动。此外，在驱动装置226的驱动下，针刺台的支撑托盘202可随着针刺操作的进行而竖直地运动。
还设置有位于针刺头上游的切割装置，一旦已经达到了用于织物结构的预定最终厚度(随着各个层彼此叠置，未显示的传感器用来精确地监测该厚度)，切割装置就切割所述片。如图4所示，这些切割装置可以包括圆形刀228，圆形刀228可在径向上沿着托架230运动，托架230由引导托盘208承载，托架在纤维片的旋转方向上成角度地设置在挤压辊子220之后。当然，可以设想其它切割装置。
一旦已经切割了所述片并已经对所述结构进行了针刺，图6中所示的移除装置能够将织物结构转移到移除台300上，用于转移到生产线上的另一站，例如热处理站。为此目的，移除装置包括操纵臂302，操纵臂302在径向上延伸并具有铰接指304，铰接指304用于抓持织物结构214并将其移除到移除台的托盘306。该移除操纵要求针刺台的引导托盘处于其如图5B所示的升高位置。
应当注意到，中央控制装置(图中未显示)连接到送料台的弯曲的输送机部分的电机118a、118b，连接到针刺台的支撑托盘202的驱动装置226，连接到用于驱动纤维片旋转的一对圆锥形辊子204的齿轮电机单元206，连接到用于驱动针刺头222的驱动装置224，连接到用于切割纤维片的切割装置228、230，并且连接到用于移除织物结构的移除装置302、304。这些中央控制装置提供了获得连续针刺工艺所需的同步和控制。
Claims (9)
1.一种圆形针刺机器(10)，用于针刺由螺旋纤维片形成的织物结构，所述机器包括针刺台(200)，所述针刺台(200)设置在送料台(100)之下，所述送料台(100)用于供应用于针刺的螺旋纤维片，所述机器的特征在于，所述送料台包括圆形带式输送机(102)，所述圆形带式输送机(102)用于将用于针刺的螺旋纤维片(106)接收在所述圆形带式输送机(102)上，所述输送机以竖直轴线(104)为中心，并且具有径向狭槽(120)，所述径向狭槽(120)开口到圆形带式输送机之下，以便连续地解绕在所述输送机上接收到的所述纤维片，所述狭槽向着基本直的滑槽(400)开口到所述输送机之下，所述基本直的滑槽(400)在所述输送机和所述针刺台的支撑托盘(202)之间竖直地延伸，所述支撑托盘(202)以所述输送机的竖直轴线为中心，以便拉紧从所述输送机解绕的所述片并将所述片带到所述针刺台上，所述支撑托盘具有用于驱动所述纤维片围绕所述竖直轴线旋转的装置(204、206)；
其中所述针刺台(200)进一步包括引导托盘(208)，所述引导托盘(208)以所述竖直轴线为中心，并且能够在低的操作位置和升高的脱离位置之间相对于所述支撑托盘(202)竖直地运动，在所述低的操作位置中，所述引导托盘(208)倚靠在所述支撑托盘上，在所述升高的脱离位置中，所述引导托盘(208)设置在所述支撑托盘之上。
2.根据权利要求1所述的圆形针刺机器(10)，其中所述滑槽(400)的一部分(400a)固定到所述送料台(100)且另一部分(400b)固定到所述针刺台的引导托盘(208)，这些部分适合于在所述引导托盘的竖直运动的过程中使一个在另一个的内部平移地运动。
3.根据权利要求1至2中的任意一项所述的圆形针刺机器(10)，其中用于驱动所述纤维片旋转的装置包括两对圆锥形辊子(204)，所述圆锥形辊子(204)成角度地彼此隔开，并且设计为与被带到所述针刺台上的所述纤维片接触。
4.根据权利要求1所述的圆形针刺机器(10)，进一步包括圆锥形挤压辊子(220)，所述圆锥形挤压辊子(220)固定到所述针刺台的引导托盘(208)，并且设置在离开所述滑槽(400)的出口处。
5.根据权利要求1所述的圆形针刺机器(10)，其中所述送料台(100)进一步包括辊子(124)，所述辊子(124)设置在圆形带式输送机(102)之下，并且成角度地插置于所述狭槽(120)和所述滑槽的入口(402)之间，以便能够使所述片的自由端从所述输送机解绕，以将其拉紧并引导向所述滑槽。
6.根据权利要求1所述的圆形针刺机器(10)，进一步包括用于从所述针刺台的支撑托盘(202)移除所述织物结构(214)的装置。
7.根据权利要求6所述的圆形针刺机器(10)，其中用于移除所述织物结构的所述装置包括操纵臂(302)，所述操纵臂(302)具有铰接指(304)，所述铰接指(304)用于抓持并移除所述织物结构(214)。
8.根据权利要求1所述的圆形针刺机器(10)，其中所述针刺台(200)进一步包括切割装置(228、230)，所述切割装置(228、230)用于切割所述纤维片。
9.根据权利要求1所述的圆形针刺机器(10)，其中所述送料台(100)的圆形带式输送机具有两个弯曲的输送机部分(102a、102b)，每个输送机部分为半盘的形式并且设置为面对另一个输送机部分，所述狭槽由两个输送机部分之间余留的间隙形成。
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