CN1051278C - 在热固性纤维增强制品的生产中用来进给纤维的装置 - Google Patents

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Abstract

一种在生产热固性塑料制品时进给增强纤维的装置，该装置包括至少一个用于纤维纱线(15)的储线轴，以及用来将纤维纱线引向纤维喂料头(13)的导向装置(17、18、19)。喂料头装有喂料装置(21、22、31、32)，用于将纤维纱线从储线轴经由导向装置送到切割装置(26、26a、27)，它能够切割纤维纱线。喂料头(13)的喂料装置包括喂料驱动辊(21、22)，该对辊形成至少一个用于纤维纱线(15)的辊隙，还包括纤维喷射装置(31、32)。切割装置(26、26a、27)独立驱动并设置在喂料辊(21、22)和纤维喷射装置(31、32)之间。

Description

在热固性纤维增强制品的生产中用来进给纤维的装置
本发明涉及一种在生产热固性塑料制品中用来进给增强纤维的装置，该装置包括至少一个用于纤维纱线的储线轴，用来引导纤维纱线到纤维喂入头的引导装置，该喂入头上装有将纤维纱线从储线轴经由引导装置喂入的喂料装置，以及能切割纤维纱线的切割装置。
纤维增强热固性塑料制品的生产很难自动化，因为产品的质量高度依赖于纤维的取向，这与制品将如何承受负荷有关。现代质量条件通常是指制品应具有精确数量的纤维，使它们为达到最大强度而取向，没有纤维伸出制品的外塑料层外面。
一种制备方法是指将纤维毯预成型为指定形状，并对预制品进行热处理来活化粘合剂以便将纤维聚集在一起。用这种方式生产的预制品的边缘通常用手工切割，以便在热固性塑料的最终铸塑之前去除边缘的多余纤维。纤维毯的使用以及所需的手工去除多余纤维意味着这种制造方法的成本较高。进一步讲，仅在很少程度上利用了纤维强度。
因此，在该领域存在改进的可能性，所述的改进借助于制备工艺的自动化能较好地使用材料，从而使重复结构做得较轻、使获得的材料在技术上更先进。因而，甚至可以实现减少恶劣工作环境问题以及人力损耗的可能性。
本发明的目的是提供一种在生产热固性制品时进给增强纤维的装置，该装置使得向制品自动供给增强纤维成为可能，如，采用工业自动化装置，由此可以用其中纤维按无端纱圈设置的纤维纱线重复生产预制品，切割规则取向的纤维，和切割不规则取向的纤维。
为此，本发明提供了一种在生产热固性塑料制品时进给增强纤维的装置，该装置包括至少一个用于纤维纱线的储线轴，用来将纤维纱线引出并引向一个纤维喂料头的导向装置，所述喂料头装有喂料装置，用于将纤维纱线从储线轴经由导向装置地进给；以及切割装置，它能切割纤维纱线，其中，喂料头的喂料装置一方面包括形成至少一个用于纤维纱线的辊隙的被动喂料辊，另一方面包括纤维喷射装置，其特征在于，切割装置与喂料辊独立地被驱动，并设置在喂料辊和纤维喷射装置之间；切割装置包括一个装有向外伸出的刀片的被动的切割辊以及一个支撑辊，该支撑辊可以调节到与切割辊接合或脱开接合的位置。
下面，结合实施例以及附图来描述本发明，其中：
图1是本发明进给装置的示意侧视图；
图2是构成部分进给装置的拐角区的放大图；
图3是以相应于图2的比例表示构成部分进给装置的喂料头的侧视图。
如示意图1的装置包括一个用于纤维纱线线轴11的储纱支架10，一个用于粉状粘合剂的贮料筒12，一个用于纤维纱线和粘合剂的喂料头13，以及一个控制中心14。
喂料头13优选地固定在未标出的机械臂上，该机械臂在室内可自由移动并由微处理器控制，该微处理器是可编程的。
纤维纱线15经由喂料装置运行到喂料头13。喂料装置包括末端件16，直线管件17以及拐角区18。设置在最靠近纱线轴11处的末端件16连通压缩空气，加压介质用来使末端的纤维纱线通过喂料装置输送到喂料头13，在这段时间内喂料头13设置在邻近喂料装置的输出末端件16的连接位置上。当纱线的末端到达喂料头13时，纤维纱线借助喂料辊被牵引通过喂料装置。喂料头13可从它的连接位置移动。
图2更详细地示出了一个拐角区18，它包括矩形块18，其上有相互成直角设置的孔18a，并预计将管17导入中心室18b。室18b一方面装有一偏转壁18c，它能使由压缩空气喂入的纤维端部从一个管偏转到另一管，另一方面，设有一倾斜针，当纤维被牵引通过喂料装置时，该针形成一个纤维纱线的接触表面。倾斜针18d如此地相对于管17设置，即纤维纱线不会在拐角区域18中接合管的内侧。
喂料头13由图3详细地示出而且它安置于箱体19中。在箱体19中设置有用于纤维纱线15的导向管20。导向管20延伸到位于两个辊21、22之间的辊隙，借助于压簧23使所述的辊21沿推向另一辊22的方向地受到可移动的支撑。通过未标出的驱动马达以可调节的速度V1驱动辊22。速度的调节借助脉部计数器24而得以实现，它与控制中心14相联。
辊21、22推动纤维纱线15通过一个弯折约90°的管25，该管在切割辊26和支撑辊27之间的辊隙处开口。切割辊26装备3把切割刀片26a，该刀片沿辊的周边均匀地间隔排列。借助未标出的驱动马达以速度可调的方式并以速度V2驱动辊26。速度调节可借助脉冲计数器28得以实现，它与控制中心14联接。支撑辊27可移动地安装在垂直导向件29上，并可借助气动活塞缸30操作。
喂料头13装有进给管31，其上装有用于压缩空气的连接短管32，该受压介质被用来进给切割后的纤维纱线15a。喂料管31还装有连接控制装置的连接短管33(见图1)，以提供来自储料筒12的粉状粘合剂。管31与喂料头13的其它部份电绝缘。通过适当地选择材料或包括适当的装置，纤维纱线在它通过管道的行程中可以是带静电的。这种布置意味着，粉状粘合剂将粘附于进给的纤维上。
偏转板34(见图1)可从一个操作位置绕枢轴转动到另一个位置，可借助气动活塞缸35操作该偏转板。当偏转板34在静止位置时，切割后的纤维15a将被进给到一个沿纵向不规则取向的表面上。当偏转板34在可操作位置时，切割后的纤维15a被送至一个沿纵向规则取向的表面上。
采用如上所述的装置，纤维纱线可以作为连续的涂覆粘合剂的纤维而被进给。因此，机械臂能以这样一种方式控制喂料头13，即使得不断送入的纤维以有利的方式取向，如，成为围绕能容纳螺栓的孔的线圈。还可以按精确指定的长度切割纤维，这可以通过起动切割辊26并使其在与支撑辊27接触时以一定速度旋转，该速度给出了与纤维速度成正比的适宜的割刀频率，纤维的速度由驱动辊22的速度控制。
在切割的每个瞬间，纤维纱线15以高于纱的常规前进速度的速度被间歇地向前牵伸一个短距离。经研究表明在纱中没有急拉现象，该现象能引起纤维的破裂或增加驱动辊21、22的摩损，弯成弧形的管25用作为急拉补偿器。通常驱动辊21、22压着纤维纱线15通过管25，因而纤维纱线沿着管内部的外径向前推进。当刀片咬住纱线并相对支撑辊27将其切断时，在喂料辊21、22与纤维喷射装置之间的向前推进区域中的纤维纱线有一定的间隙，该间隙可由图3中的双箭头36描述，它表明所述的间隙在纤维纱线15和管25内部的内侧之间。
储料筒12装备有用于供给适量粘合剂粉的喂料装置37。这些装置37与控制中心14连接。用于纤维纱线15的储纱支架10被进一步地设计成一个电子秤，它也与控制中心14相连，由此可以按所需的纤维量控制喂料辊21，22的驱动。这意味着纤维和粉末供应量可得到精确的控制，因而，用来铸塑热固性塑料制品的预制品能以一个准确的纤维和粘合剂量塑造。
本发明还可用于按一步法无预成形地生产玻璃纤维增强热塑性材料。
可在相同的盖19中有两个上面描述的装置用来喂入二组纤维纱线。同时，易于装备具有两个这样的喂料头的机械臂，由此机械臂能平行地操作四个纤维纱线。
本发明不限于上面描述的实施例，但数种变化落在所附权利要求的范围之中。例如喂料头13可连接到用于加入液态粘合剂，或某些类型的塑料，如聚氨酯的导管上。喂料管31可用滑动板、管道或出料槽替代。

Claims (10)

1.一种在生产热固性塑料制品时进给增强纤维的装置，该装置包括至少一个用于纤维纱线(15)的储线轴(11)，用来将纤维纱线引出并引向一个纤维喂料头(13)的导向装置(17、18、19)，所述喂料头装有喂料装置(21、22、31、32)，用于将纤维纱线从储线轴经由导向装置地进给；以及切割装置(26、26a、27)，它能切割纤维纱线，其中，喂料头(13)的喂料装置一方面包括形成至少一个用于纤维纱线(15)的辊隙的被动喂料辊(21、22)，另一方面包括纤维喷射装置(31、32)，其特征在于，切割装置(26、26a、27)与喂料辊(21、22)独立地被驱动，并设置在喂料辊和纤维喷射装置(31、32)之间；
切割装置包括一个装有向外伸出的刀片(26a)的被动的切割辊(26)以及一个支撑辊(27)，该支撑辊可以调节到与切割辊接合或脱开接合的位置。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，包括用于连续称量从支架(10)输出的纤维量的测量装置和用来按所需的纤维量控制喂料辊(21、22)的驱动的控制装置(14)。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，控制装置(14)包括用来控制支撑辊(27)的位置和调节切割辊(26)的驱动的装置(30)。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，纤维偏转板(34)可绕枢轴转动地安装在纤维喷射装置(31、32)的下游，其方式是它可在一个工作位置和一个非工作位置之间转动。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一弯成弧形的管(25)，从而纤维纱线(15)在喂料辊(21、22)和纤维喷射装置(31、32)之间呈弧线形地运行。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，纤维纱线(15)经过弯成弧形的管(25)，该管的直径允许在位于喂料辊(21、22)和纤维喷射装置(31、32)之间的前进区中有用于纤维纱线的一定间隙，该间隙能使纤维纱线的末端以高于纤维的常规喂料速度的速度间歇地向前移动一个短距离。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，用来将纤维纱线(15)引导到喂料头(13)的导向装置包括直线管(17)和连接这些管的拐角区(18)，拐角区在拐角的内侧有用于纤维纱线的支撑装置(18d)，它相对纤维纱线具有小的接触表面。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，纤维喷射装置(31、32)为气动的，并包括用来赋予纤维纱线(15)静电荷的装置。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，纤维喷射装置(31、32)上装有用来可控制地供应粉状粘合剂的连接短管(33)。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，控制装置(14)包括用来调节粉状粘接剂的供应的装置(37)。
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