CN102762787B - 用于编织加强纤维的机器的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于操作编织机器（1）的方法，该编织机器（1）包括环（2），环（2）承载纤维卷轴（3）以围绕由承载件（12）承载的心轴（13，17）编织纤维（3）层（16，22），承载件（12）沿环（2）的轴线（AX）能移动，其中，在编织后，切断纤维（3）以抽出心轴（13、17），且该方法包括：被安装到心轴（13，17）的下游的同时由承载件（12）承载并固定到心轴（13，17）的毂（5，6；18）；在心轴（13，17）已经穿过环（2）后，通过围绕所述纤维（3）的连杆（11，14）围绕毂（5，6；IS）拉紧纤维（3）的操作；以及其中，在抽出心轴（13，17）之前在心轴（13，17）与毂（5，6；18）之间切断纤维（3）。

Description

用于编织加强纤维的机器的操作方法

技术领域

本发明涉及包含承载加强纤维卷轴的环的编织机器的操作方法，以围绕多次移动穿过环的同一心轴或围绕相继地移动穿过环的多个心轴连续地编织多层加强纤维。

发明背景

编织机器能够通过围绕心轴并在其整个长度上编织彼此叠置的一层或多层加强纤维而制造复合材料部件。

一旦已经形成各层，则将由心轴和其承载的各层构成的组件放置在模具内以向这些层注入树脂。该树脂然后通过例如加热聚合，以构成最初的刚性部件。

在图1中表示的这种编织机器1主要包括位于垂向平面内的环2，该环的旋转轴线AX因此是水平的。该环2承载一组加强纤维卷轴3，该组加强纤维卷轴3朝向位于轴线AX上且在环平面前方的点或区域会聚。这些纤维因此共同限定大致圆锥形状。

当编织循环开始时，心轴4沿轴线AX移动以穿过环2超过纤维的会聚点。同时，通过机动化支承件承载在环2上的卷轴被致动以制成在该心轴4的外表面上的加强纤维套件。

该套件一旦完全穿过环、即一旦超出本身相对于环偏移的纤维会聚点定位，就覆盖在心轴的整个长度上。

然后将该层加强纤维在心轴下游切断，并卸下心轴，并然后将心轴再放置在环后面，从而再次穿过环以形成径向叠置在第一层上的第二层加强纤维。

实践中，心轴的下游端刚性地固定至后部杆且其上游端刚性地固定至前部杆，心轴通过前部杆被牵拉穿过环。心轴为此可在其每端包括螺纹孔，每个杆则具有拧入该螺纹孔的相应螺纹端。

操作时，编织纤维层围绕前部杆，并在沿轴线AX由该杆向前拉心轴时围绕该心轴形成。

当该层已经完全形成时，绳索在心轴下游穿过编织件，且该绳索平行于轴线AX张紧以将纤维的会聚点保持在环前方并大致在轴线AX上。

然后可在心轴与绳索穿过其的区域之间切断加强纤维编织件。在该步骤后，前部杆从心轴的前端拧下，且心轴从后部杆的前端拧下并与其所承载的加强纤维层一起拉出。

然后心轴与纤维层再次安装在环后面。然后杆的穿过环的后端拧到心轴的前端内，且在先前步骤中作为后部杆的该杆则变成前部杆。

将另一杆拧到心轴的后端。此外，固定到心轴的这些杆通过沿轴线AX彼此间隔开的多个轴承在轴线AX上保持在位。

实践中，当心轴移走和再插入期间纤维的会聚点由绳索保持时，该会聚点的位置不能很好地控制以确保其保持对中在轴线AX，于是该会聚点相对于轴线AX径向偏移。

因而，当心轴再次安装在机器上且其前端支承抵靠纤维的会聚区域，该会聚区域的径向偏移致使在心轴的端部位置处的加强纤维解体。所形成的毛坯件的机械强度因此在该端部位置处显著地恶化。

一种阻止该问题的方法在于操作编织机器从而在重新安装心轴过程之前重新对中碳纤维的会聚区域。但是，该方案在制造时间方面费时且增加了编织每层所需的加强纤维的长度。

发明内容

本发明的目的是提出弥补该缺点的一种方案。

为此，本发明包括一种编织机器的操作方法，该编织机器包括环，该环承载加强纤维卷轴以围绕多次移动穿过所述环的同一心轴或围绕相继移动穿过环的多个心轴连续地编织多层加强纤维层，每个心轴由沿所述环的轴线能移动穿过环的支承承载，在该方法中，在将所述心轴穿过所述环后，在该心轴的下游切断加强纤维以能够将心轴移走，其特征在于：

-由支承承载并紧固到心轴的毂被安装到心轴的下游；

-在将心轴穿过环后，通过围绕这些加强纤维的扎带围绕毂拉紧加强纤维；以及

-在移走心轴之前在心轴与毂之间切断加强纤维。

通过该方案，在移走心轴的过程中，纤维可被完美地保持对中在环的轴线上。由于在安装新的心轴之前不再需要致动编织机器以重新对中编织，因此可降低制造成本。

本发明还涉及如上所定义的方法，其中，使用包括形成压印的至少一个周向沟槽的毂，在该压印中容纳用于附连加强纤维的扎带。

本发明还涉及如上所定义的方法，其中，使用具有至少局部圆锥形的形状的毂。

本发明还涉及如上所定义的方法，其中，使用具有双圆锥形形状的毂。

本发明还涉及如上所定义的方法，其中，毂具有对应于安装在该毂上游的心轴的截面和安装在该毂下游的心轴的截面的不同截面的端部。

本发明还涉及如上所定义的方法，其中，心轴和毂的支承由沿轴线延伸并由位于环的任一侧上的至少两个轴承承载的一个或多个杆形成。

附图说明

图1是示出通过编织机器围绕心轴编织碳纤维层的立体图。

图2是本发明的方法的毂的立体图。

图3示意性示出本发明的方法的步骤，其中，围绕毂组装和拉紧加强纤维。

图4示出围绕心轴制作第一层加强纤维的步骤。

图5示出该方法的步骤，其中围绕安装在心轴下游的毂拉紧纤维并在心轴的上游和下游切断已编制的纤维。

图6示出本发明的方法的对应于移走其上携带已编制层的心轴的步骤。

图7是示出心轴和毂的侧剖视图。

图8是示出与心轴关联的另一心轴和另一毂的侧剖视图。

具体实施方式

本发明的基本想法是在心轴上游在轴线AX上安装毂并使用该毂来在移走心轴时保持加强纤维的会聚区域对中在轴线AX上。具体来说，一旦纤维层已在心轴的整个长度上编织，围绕纤维放置并拉紧扎带或轴环以抵抗毂夹持纤维，以将这些纤维的会聚区域保持对中在轴线AX上。

在图2中单独示出的毂5具有围绕轴线AX旋转的总体形状。这里，其外表面为大致圆锥形并包括沿轴线AX彼此间隔开的两个周向沟槽8和9。

每个沟槽8、9构成外壳，该外壳设计成接纳围绕毂紧密安装的扎带，其中，纤维围绕该毂，从而当该扎带已经足够拉紧以将纤维的会聚区域保持在位时，该扎带不能沿外表面滑动。

实践中，且可从图3中看到的，加强纤维3以圆锥形状相连地延伸，加强纤维的位于轴线AX上的顶点对应于其会聚区域。当毂5位于沿轴线AX的该区域位置处，其由加强纤维围绕，加强纤维然后支承在毂的外表面上。

该情形中，通过夹持在这些纤维上，围绕这些纤维的与毂5上的沟槽8或9之一相一致的扎带或轴环11使得能够将这些加强纤维保持在位，从而其会聚区域保持在轴线AX上而无径向偏移。

图3更具体地示出在编织操作的开始时的编织机器1。该安装包括承载一系列加强纤维3卷轴的环2、承载心轴13的支承12和及形成沿轴线AX延伸的组件的第一毂5和第二毂6。

第一毂5位于心轴13的前端之后，即在心轴的最远离环2的端部处，朝向图中的右侧。第二毂6部分地位于与心轴13的后端相一致。

加强纤维3都被扎带11围绕毂5夹持而心轴13位于由加强纤维3形成的圆锥表面限定的内空间中，以围绕该心轴并在心轴的整个长度上编织加强纤维的套件（sock）。

支承12可以由四个杆12a、12b、12c、12d构成。该情形中，每个杆两端都有螺纹且心轴13的每端及毂5和6的每端包括螺纹孔，杆的端部可拧入这些螺纹孔中。

杆与心轴13和毂5与6的装配包括将杆12a的一端拧入毂5的前端，将杆12b的前端拧入毂5的后端，以及将杆12b的后端拧入心轴13的前端。以类似的方式，将杆12c的前端拧入心轴13的后端，将杆12c的后端拧入毂6的前端，以及最后，将杆12b的前端拧入毂13的后端。

由心轴13、两个毂5和6以及杆12a-12c构成的组件构成刚性整体，该刚性整体一方面通过在后部的第一轴承（未示出）、即位于环2的后部（即位于图中环的左侧）的第一轴承，而另一方面通过杆12a的前端紧固到其上的牵引装置（未示出）而保持就位在轴线AX上。

该轴承包括固定框架（可选地是可移动的框架），固定框架包括在其上部的、适于接纳杆以将杆保持就位在轴线AX上并至少在转动和可能地在平动上使杆固定不动的构件。牵引装置类似地包括接纳杆并将杆保持就位在轴线AX上的构件，以及平动和转动锁定构件以沿轴线AX拖拉该杆。

通过致动牵引装置（未示出）而向前移动（即朝向图3中的右侧）由支承12、心轴13以及毂5和6构成的刚性组件来开始编织操作。

然后随着心轴的移动，围绕与纤维的会聚点相一致的心轴编织套件，如图4中所示意性示出的，其中，已经编织了约半个套件，加强纤维的会聚点然后位于沿心轴的大致半程处。

虽然该移动继续，在心轴13的整个长度上形成加强纤维层，直到第二毂6与纤维的会聚区域相一致，这对应于图5的情形。

然后停止安装，并围绕第二心轴6穿过扎带或轴环14以在加强纤维的会聚区域位置处将加强纤维保持在位。一旦已经实现该操作，加强纤维的编织层16一方面在心轴13的前端与第一毂5之间切断而另一方面在心轴13的后端与第二毂6之间切断。通过剪刀或类似类型的切割工件进行这些切断。

当在心轴13的上游和下游已经切断加强纤维层时，移走心轴。具体来说，第二或后轴承有利地临时安装到环2的后部，补充第一后轴承并与第一后轴承沿轴线AX间隔开以将杆12d完全保持就位在轴线AX上。杆12d是承载第二毂6的杆，其通过两个后轴承的保持就足以将纤维3的会聚区域保持就位在轴线AX上而无径向偏移。

在该阶段，杆12a从未示出的牵引装置分开，从而由杆12c、具有其所承载的层的心轴13、以及杆12b和12a所形成的组件可通过拧开杆12c的拧入第二毂6的前端的后端而从第二毂6松开。

杆12a然后可通过将其从第一毂5的前端拧开而拆卸。此后，该杆12a一方面拧入第二毂6的前端而另一方面再次联接到未示出的牵引装置。以互补的方式，有利地临时安装一个或两个附加的前轴承以使该杆12a保持与轴线AX同轴。

在该阶段，杆12d通过将其从第二毂6的后端拧开而拆卸，该第二毂6然后由前毂12a保持，前毂12a本身由牵引装置和临时地安装的前轴承进行承载。

第一毂5然后从杆12b的前端拧开并然后拧入杆12c的后端。由第一毂5、杆12c、心轴13和毂12b接连着形成的组件然后通过将杆12b的前端拧入第二毂6的后端并然后将杆12d的前端拧入第一毂5的后端进行安装。

在该阶段，安装的部署再次相应于图3中的部署，除了第一毂5和第二毂6的位置相对于其在图3中所占据的位置相反之外。

然后，在移走已经临时安装的前轴承和后轴承之后，如果需要，可开始在叠置在第一层上的新加强纤维层的编织。然后将不同的层编织到心轴上直到达到预定的厚度。

在图中所示的示例中，毂5和6与心轴13分开相对大的距离，但该距离可有利地更小，使得能够降低每层所需的加强纤维的长度并因此降低制造成本。

相应地，如图7所示，每个毂离心轴的距离可减小到最小值d，该最小值d基本上对应于刀具切断加强纤维层所需的最小空间。

在图中所示的示例中，毂5包括用于将加强纤维夹持在两个相应扎带或轴环中的两个沟槽，但是仅包括一个沟槽的方案也是令人满意的，沟槽和轴环或扎带的数量的选择基本上以制造条件为条件。

同样地，毂5的外部形状也根据制造条件进行选择。在图8的示例中，毂18布置在相继地安装在支承上的具有不同直径的两个连续的心轴13和17之间。

在这些条件下，毂18具有双圆锥形状并且特征在于其最靠近心轴13的端部19处的截面对应于心轴13的截面以及其最靠近心轴17的端部21处的截面对应于心轴17的截面。毂18的外表面连接两个截面的轮廓，同时在其中心区域中限定构成沟槽的收缩部23，该沟槽设计成接纳用于附连编织层22的加强纤维的扎带。

端部19的直径有利地显著地小于心轴13的直径，而相反地，端部21的直径有利地显著大于心轴17的直径，从而展开编织以便于在两次编织操作之间安装该心轴17。

该毂使得能够确保第一心轴13与第二心轴17之间的编织层22的连续性，从而纤维的定向不被从一个心轴到另一个心轴的过渡所干扰。

如图7中的示例，毂18与每个心轴13和17分开距离d，该距离d对应于用于切断加强纤维层的刀具的最小空间。

此外，应注意的是，在图7的示例中，毂具有不对称双圆锥形状。但是，对于某些制造情况，具有相对于其中心对称的双圆锥形状的毂也是合适的，特别是围绕具有相同直径的不同心轴编织加强纤维层时。

在图中所示的各种示例中，心轴具有简单的旋转形状，毂也一样，但本发明也可应用到心轴或多个心轴具有任何其它截面，例如矩形截面的情形中，在该情形中，所使用的毂或多个毂也具有相对应于心轴的其它截面。

如果心轴和毂具有非旋转体形状的形状，有利的是确保在加强纤维层的形成过程中这些构件不能够围绕轴线AX转动。然后，对于每个支承杆和每个心轴或毂之间的连接可包括穿过所涉及的构件的端部和杆的横向键，以防止每个构件相对于杆的转动。

Claims (5)

1.一种编织机器（1）的操作方法，所述编织机器（1）包括环（2），所述环（2）承载加强纤维（3）卷轴以围绕多次移动穿过所述环（2）的单个心轴（13，17）或围绕相继移动穿过所述环（2）的多个心轴（13，17）连续地编织多层加强纤维（3）编织层（16；22），每个心轴（13，17）由沿所述环（2）的轴线（AX）能移动穿过环（2）的支承（12）承载，在该方法中，在将所述心轴（13，17）穿过所述环（2）后，在该心轴（13，17）的下游切断加强纤维（3）以能够将心轴（13、17）移走，其特征在于：

-由支承（12）承载并紧固到心轴（13，17）的毂（5，6；18）被安装到心轴（13，17）的下游；

-在将心轴（13，17）穿过环（2）后，通过围绕这些加强纤维（3）的扎带（11，14）围绕毂（5，6；18）拉紧加强纤维（3）；以及

-在移走心轴（13，17）之前，在心轴（13，17）与毂（5，6；18）之间切断加强纤维（3），其中，使用毂（5，6；18），所述毂包括形成压印的至少一个周向沟槽（8，9）或收缩部（23），在所述压印中容纳用于附连加强纤维（3）的扎带（11，14）。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用毂（5，6），所述毂（5，6）具有至少局部圆锥形的形状。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用具有双圆锥形形状的毂（18）。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述毂（18）具有对应于安装在该毂（18）上游的心轴（17）的截面和安装在该毂（18）下游的心轴（13）的截面的不同截面的端部。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，心轴（13，17）和毂（5，6；18）的支承（12）由沿轴线（AX）延伸并由位于环（2）的任一侧上的至少两个轴承承载的一个或多个杆（12a、12b、12c、12d）形成。

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