CN1085751C - 用于制造针刺纤维结构的旋转针刺法 - Google Patents

Abstract

本发明的旋转针刺方法包括下列步骤：将可用针穿透的垫片可移走地固定到形成一个表面的旋转针刺支承内，可用针穿透的垫片覆盖在该表面上并在该表面外侧被固定到旋转针刺支承上；使可用针穿透的垫片环绕一条旋转轴线旋转；在可用针穿透的垫片上堆积起至少一个第一纤维层；将众多的制毡针反复驱动到第一纤维层和可用针穿透的垫片内使它们结合在一起；然后从旋转针刺支承上移走第一纤维层和可用针穿透的垫片。

Description

用来制造针刺纤维结构的旋转针刺法

本发明涉及用针刺法生产纤维结构的领域。更具体点说，本发明涉及旋转针刺法，其中有众多的叉形针或钩针被反复地驱动到一个设在底板上的纤维结构内，其时该纤维结构环绕旋转轴线旋转。

旋转针刺法和机械在纺织业中是人所熟知的。按照现有技术方法中的一种，有众多的叉形针或钩针被反复驱动到一个设在可用针穿透的支承的平面上的纤维结构内，其时该支承环绕一条与支承平面垂直的旋转轴线旋转，如美国专利5,217,770和4,955,123及德国专利申请DE 2911762A1中所说明的例子。这种特殊的旋转针刺法可用来制造圆形的和环形的纤维结构，并被发现在制造飞机制动盘预制坯时十分有用，这种预制坯适宜进一步加工成复合的飞机制动盘，这种进一步加工包括按照有关行业所熟悉的各种方法来渗入粘结基体。

按照行业的现有技术，可用针穿透的支承具有一个可用针穿透的介质(如塑料、弹性体、泡沫塑料或弹性体、或刷子的硬毛)形成一个纤维材料可在其上堆积的平面，其时针刺支承环绕一条与该平面垂直的旋转轴线旋转。典型的做法是，首先堆积在该平面上的纤维材料被粘附上可用针穿透的介质以便使纤维材料与针刺支承一同运动，接着另外的纤维材料再添加上去一直到具有所需最终厚度的粘附纤维结构被生产出来。随后须用剥落、撬起或切开使纤维结构与可用针穿透的介质分离以便从支承上拿出纤维结构。从可用针穿透的介质上剥下纤维结构对某些厚的纤维结构如飞机制动盘预制坯来说是不好的，因为这样会扭曲并经常损坏纤维结构。如果要考虑扭曲和损坏，那么可将纤维结构从可用针穿透的介质上切下来。但后一种方法会在可用针穿透的介质上留下残余的纤维材料，这些材料在制造下一个纤维结构之前必须被清除，而清除是很麻烦和费时的。

在这种形式的某些方法中曾有这样做的，其中另外的纤维层被添加上去并进行针刺，但没有将针驱动到可用针穿透的介质内，即没有针刺到全程透过堆积在支承上的纤维材料。某些制造飞机制动盘预制坯的方法就利用这个特点。但这样制造的纤维结构容易在纤维结构还没有完成时就从可用针穿透的介质上裂开。解决这个问题的一个方法是用增加送入到可用针穿透的介质内的纤维数量来增加纤维结构和可用针穿透的介质之间的粘结。但这个解决方法并不好，因为两个理由：第一，这样纤维结构甚至更难取走，第二，这样甚至要在可用针穿透的介质内留下更多的纤维有待以后清除。

因此，本发明的目的是要提供一种针刺方法和支承，其中，堆积在支承上的纤维材料以足够的强度被固定在支承上，一直到纤维结构完成始终能保持固定。本发明的另一个目的是要使纤维结构完成后容易从可用针穿透的介质上取走，只在可用针穿透的介质内留下很少的残余纤维材料。

按照本发明的一个方面所提供的旋转针刺法包括下列步骤：

将一可用针穿透的垫片(针布)可移走地固定在一个旋转的针刺支承上，使该旋转的针刺支承形成一个设在众多制毡针下面的表面，并具有一个可用针穿透的区域，可用针穿透的垫片(针布)覆盖在该表面上，并在该表面的外侧固定在旋转的针刺支承上；

使可用针穿透的垫片环绕旋转轴线旋转；

在可用针穿透的垫片上至少堆积起第一纤维层；

将众多的制毡针反复驱动到第一纤维层和可用针穿透的垫片内使它们粘合在一起；

在第一纤维层和可用针穿透的垫片粘合在一起后，从旋转的针刺支承上移走第一纤维层和可用针穿透的垫片。

本发明还提供了一种旋转针刺方法，包括下列步骤：将一个可用针穿透的垫片叠置在一个连结到基部的可用针穿透的介质上，所说可用针穿透的介质形成一个暴露在众多制毡针下面的平表面；在所说平表面的外侧将所说可用针穿透的垫片可移走地固定到所说基部上；使所说基部环绕一条与所说平表面垂直的旋转轴线旋转；在所说可用针穿透的垫片上堆积起至少一个第一纤维层；将所说众多的制毡针反复驱动到所说第一纤维层和所说可用针穿透的垫片内使它们结合起来；在所说第一纤维层和所说可用针穿透的垫片结合后从所说可用针穿透的介质上移走所说第一纤维层和所说可用针穿透的垫片。

本发明还提供了一种旋转针刺方法，包括下列步骤：将一纤维垫片叠置在装到基部上面可用针穿透的介质上，所说可用针穿透的介质形成一个平表面并具有多束刷子硬毛；在所说平表面的外侧将所说纤维垫片套置在所说基部的多个销钉上，从而将所说纤维垫片可移走地固定并夹紧在所说平表面外侧的基部上；使所说基部环绕一条与所说平表面垂直的旋转轴线旋转；在所说纤维垫片上堆积起至少一个第一纤维层；将所说众多的制毡针反复驱动到所说第一纤维层和所说纤维垫片内使它们结合在一起；将多个添加的纤维层堆积在所说第一纤维层上，一次添加一层或多层；将所说众多的制毡针反复驱动到所说第一纤维层和所说至少一个添加纤维层内使它们结合在一起；将所说众多的制毡针反复驱动到所说多个添加纤维层内使所说多个添加纤维层结合起来，一次结合一层或多层，当只要结合某些添加的纤维层时可毋需将众多的制毡针驱动到可用针穿透的介质内；在上述这些结合完成后，从可用针穿透的介质上移走所说纤维垫片、所说第一纤维层和所说多个添加纤维层。

下面简要说明附图：

图1为按照本发明一个方面的旋转针刺支承的顶视图，部分已被裂开。

图2为图1中的旋转针刺支承的侧视图，部分已被裂开。

图3为图2中用3-3指出的区域的侧剖视图。

图4为按照本发明另一个方面的旋转针刺支承的顶视图，部分已被裂开。

图5为图4中的旋转针刺支承的侧视图，部分已被裂开。

图6为图5中用6-6指出的区域的侧剖视图。

图7为按照本发明另一个方面的旋转针刺支承的侧剖视图。

本发明的各个方面在图1-6中示出，没有按比例画，其中相同的零件用相似的标号标出。现在参阅图1和2，这是按照本发明一个方面提供的旋转针刺支承10。它具有一块底板11，其上形成一个具有可用针穿透区域的表面18，和一个包围着该表面18的外基环26，外基环26可环绕旋转轴线14旋转，旋转轴线14最好与表面18垂直。基环26可与底板11制成一个整件，或成为一个分离件。在图1和2的实施例中，可用针穿透区域与表面18一致地向外扩张，但可用针穿透区域也可只占表面18上的一部分。有一可用针穿透垫片22覆盖着表面18并连结在外基环26上使可用针穿透垫片22在针刺头54的下面旋转。针刺头54具有装在针板24上的众多的制毡针20，当可用针穿透的垫片22在针刺头54的下面旋转时，在至少一部分的旋转针刺制毡过程中，制毡针20被反复地驱动到可用针穿透垫片22和表面18的可用针穿透区域内。本文所用的术语“制毡针”指那些带叉或带钩的针，它们被反复驱动到一个纤维结构内以便增加纤维结构的缠结和密实，这种方法在行业中是人所熟知的。德国的Groz-Beckert和美国Wisconsin州的Foster Needle有限公司有供适用的制毡针。可用针穿透的垫片22部分被用来作为载体以便在众多的制毡针20的作用下使纤维层堆积并粘合在其上。如同行业中所公知，制毡针20带叉或带钩，从而使它能在纤维层内运送纤维。针刺头可具有各种形状，取决于所需针刺的作用，但一般情况，它在要被针刺的纤维层上横跨整个宽度而延伸，这个垂直于纤维层方向的“宽度”在针刺头54下被经过。可以采用多个针刺头，每一个针刺头具有的宽度相当于纤维层的宽度或小于纤维层的宽度。而且，针刺头54可只覆盖表面18的圆周的一部分如图1所示，或覆盖表面18的整个圆周。任何一种这样的变化应被认为属于本发明的范围之内。

在图1-6中示出驱动可用针穿透垫片的两个实施例。在这两个实施例中，针刺头54都是被一合适的机构以行业中熟知的方式往复移动。针刺支承可用一适当的机构如动力驱动的螺旋起重器沿着平行于旋转轴线的方向相对于制毡针而作上升和下降的运动。旋转针刺支承和针刺头与驱动机构和控制机构一起被连结到机架上。可以采用按照本发明的旋转针刺支承的旋转针刺机械和方法在本行业中是公知的，其例子在美国专利5,217,770和4,955,123及德国专利申请DE2911762A1中都有说明。不需要在这里对这种机械详细说明。

在图1和2所示的实施例中，底板11具有一个基部12可在针刺过程中环绕旋转轴线14旋转，和一个在众多制毡针20下面的可用针穿透的区域。对底板11而言，可用针穿透的区域基本上覆盖所有的表面18，因为整个表面都要在众多的制毡针20下通过。可用针穿透的区域可以是在基部12上与制毡针20对准的排成阵列的孔(未示出)或同心槽(未示出)，或可装在基部12上的可用针穿透的介质16，最后一种较好，因为它可不再需要使制毡针20与基部12上的孔或槽对准。在这个实施例中，可用针穿透的介质16叠置在一部分基部12上并形成一个可与旋转轴线14垂直的表面18。该表面18可以是平面的或非平面的如凹面的或凸面的，取决于具体的针刺方法和由该方法制出的纤维结构所需的形状。可用针穿透的垫片22(图上一部分被裂开以便露出表面18)叠置在可用针穿透的介质16上，并在表面18的外侧可移走地固定在基部12上，其方式将在下面较详细地说明。按照一个较优的实施例，基部12、可用针穿透的介质16、表面18、和可用针穿透的垫片22都是环绕着旋转轴线14的圆形，但更好是环绕着旋转轴线14的环形。如果表面18为环形，那么可用针穿透的垫片22就可连结在表面18的外侧而与表面18的外径邻接、与表面18的内径邻接、或两者都有。主要是整个表面18要在针板24下面通过，并在至少一部分针刺过程中受到众多制毡针20的穿透，这些通常是在过程开始时发生的。

第一纤维层48和一个或多个添加的纤维层50被叠置在可用针穿透的介质16和可用针穿透的垫片22上，并经受一次或多次的针刺过程，这将在下面更详细地说明。纤维层48和50可采取各种形式。为了制出圆盘或圆环，纤维层可形成圆盘或圆环的扇形片，或者纤维层可形成螺旋形带，美国专利5,546,880、5,417,138、5,217,770和4,955,123有这方面的例子。纤维层可具有多种形式的纤维，包括碳纤维和陶瓷纤维，和这两种纤维的先驱物，及这些纤维的混合物。聚丙烯腈(PAN)纤维、氧化的聚丙烯腈纤维(OPF)为碳纤维先驱物的例子。单一的纤维层48和50可没有限制地由纤维束、纱线、织物和非织造织物、针织物和毛毡制成。本文中使用的术语“纤维束”指连续长纤维的股线。本文中使用的术语“纱线”指连续纤维或连续短纤维的连续股线或两者的混合。各种形式的连续纤维或不连续纤维(短纤维)都可被用来制成纤维层48和50。

在图1和2所示的例子中，可用针穿透的垫片22被夹紧在基部12上。最好设有一个包围表面18的外基环26并把它固定在基部12上。可用针穿透的垫片22叠置在外基环26上。有一外保持环28叠置在外基环26上并将可用针穿透的垫片22夹紧在其间。外保持环28和外基环26于是便将可用针穿透的垫片22夹持着。从图3可最好地看到，其中在图1和2中曾示出的相应的零件用相应的标号标出。有多个尖头销30从外基环26向外突出而平行于旋转轴线14。可用针穿透的垫片叠置在外基环26上并被销钉30刺穿。当外保持环28被放置在外基环26上时，外保持环28上设有的多个配合孔32便可与尖头销30对准而将它接纳。最好有众多的销30和孔32均匀地分布在两个环26和28的圆周上。在实施本发明时曾考虑过夹持可用针穿透的垫片的其他途径。例如在外保持环28上设一带齿表面，在外基环26上设一橡胶表面，而将可用针穿透的垫片22夹紧在这两表面之间。外基环26可用多个螺纹紧固件(未示出)穿过外基环26上的多个孔与基部12上的多个配合的螺孔(未示出)啮合可移走地连结在基部12上，也可用其他合适的方法。但在本文所公开的本发明的启示下，本行业的行家显然容易作出将可用针穿透的垫片22夹持在表面18外侧的各种方法，这些方法中任一种都应被认为属于本发明的范围之内。

在图1上用裂开一部分来示出的内基环27和内保持环29(均用虚线示出)可用来将可用针穿透的垫片22在表面18内直径附近连结到基部12上，内基环27和内保持环29具有与本文所说过的外基环26和外保持环28相同的特性。在这个实施例中，表面18包围着内保持环29和内基环27。但将可用针穿透的垫片22连结在外直径的附近是比较好的。基部12的配置是与外基环26一起被驱动，这两个零件被适当的驱动装置(未示出)驱动环绕旋转轴线14旋转，这种驱动装置在用旋转针刺法的行业中是公知的。使基部12和外基环26一起被驱动是比较好的，因为可用针穿透的垫片是由与基部12的摩擦接合以及与外基环26的机械接合而被驱动的，外基环26可减少垫片22上在与外基环26连结处的应力。

可用针穿透的介质16最好连结在基部上，而且可永久地固定在基部12上。按照一个较优的实施例，可用针穿透的介质16具有固定在基部12上的刷子的硬毛52，如图3所示。可用针穿透的介质16也可以是一个泡沫弹性体及/或一个泡沫塑料。在实施本发明时发现，尼龙(聚酰胺)刷硬毛52较好，因为它们更耐用并可重复利用。由刷子的硬毛、销钉或针构成的可用针穿透的介质的范例在德国专利申请DE2911762A1和DE3214831A1、德国专利公报2,306,416及美国专利3,829,939和4,651,393中都有说明，它们中的任一种在实施本发明时都是适用的。基部12最好为刚体，并可由任何一种合适的材料如金属、塑料和纤维增强塑料制成。外基环26、外保持环28和销钉30最好由金属如钢制成。可用针穿透的垫片可以是一种纤维片并且最好是织造的纤维片。本发明的一个由氧化聚丙烯腈纤维(OPF)制造飞机制动盘预制坯的较优实施例采用每平方码14.25盎司的棉胎圈包布作为可用针穿透的垫片22，每英寸的经纱和纬纱都是23根，而经纱和纬纱的支数为2.5-2.75，该材料为G1250型由美国Georgia州Macon的Eastbank纺织公司/Eastbank贸易公司提供，而由美国Georgia州Monroe的Walton Monroe Mills公司制造。在实施本发明时棉胎圈包布工作得很好，因为它能作为粘合到纤维层48和50上的良好载体接受由一个或多个纤维层中运送来的纤维并在旋转时具有抵抗撕裂的良好强度。但采用具有类似特性的其他纤维层，包括非织造材料和针织材料也可考虑，只是任何一种都应被认为属于本发明的范围内。

按照本发明的一个方面，至少设有一个可用针穿透的垫片22，而且至少可设有一个添加的可用针穿透的垫片覆盖在表面18上并在表面18的外侧固定在旋转针刺支承10上。这样，两个、三个或多个可用针穿透的垫片22可叠置在一起并在表面18的外侧连结到基部12上。如果针刺太厉害并能损伤单一的可用针穿透的垫片22，采用叠置的可用针穿透的垫片22无疑是有效的。曾经发现将两个或多个垫片叠置在一起所提供的支承结构能够抵挡比较厉害的针刺。或者可增加可用针穿透垫片的重量而不是用多个叠置的垫片。但设置两个或多个可用针穿透的垫片较为合适，因为这样材料就只有一种重量需要列出规格并保有库存。

可用针穿透的垫片22可用各种方法夹紧在外基环26和外保持环28之间，包括使用螺纹紧固件和在机械行业中公知的各种夹紧装置，如用弹簧加载的夹具、螺钉作用的夹具、气动夹具和液压夹具。如图1和2所示，某些实施例采用多个连结到基部12上的拉扣34。再看图3，拉扣的作用是将外保持环28拉向外基环26，从而将可用针穿透的垫片22夹紧在其间。拉扣34具有：一个拉扣体36、一个用拉扣销40枢支在拉扣体36上的拉扣杆38、和一个用夹头销44枢支在拉扣杆38上的拉扣夹头42。使拉扣杆38环绕拉扣销40按顺时针向旋转，这样夹头销44也就按顺时针向旋转，致使拉扣夹头42向上移动并松开外保持环28。要夹紧外保持环28时可按反时针向旋转拉扣杆38，使拉扣夹头向下移动。最好在外保持环28上装一夹紧片46以便与拉扣夹头42合作并与其端头咬合。夹紧片46可用合适的方法包括螺钉、铆钉和焊接连结在外保持环28上。拉扣36可用合适的方法包括螺钉、铆钉和焊接连结到基部12上。在图3所示范例中采用的是螺钉47。

现在参阅图4-6，其中示出按照本发明的另一个方面的旋转针刺支承100。该旋转针刺支承100与图1-2中的旋转针刺支承10相似，两个实施例中相同的零件在图中用相似的标号标出。旋转针刺支承100具有一块底板111，底板具有一个基部112，在基部上开有众多的孔113排列成为阵列，这样在基部112上就形成一个表面118其内有可用针穿透的区域。在这个实施例中，可用针穿透的区域与可用众多的制毡针穿透的区域相对应，可以是表面118的全部或一部分，视针刺头54的形状而定。装在针板24上的众多制毡针20被设置在阵列孔113的上方，使每一孔都与一个相关的针20对准。可用针穿透的区域也可具有同心槽的阵列(未示出)，或者是一个可用针穿透的介质如同刷子可用来形成全部表面118或只是在众多制毡针下面的一部分表面。有一外基环126包围着表面118并可相对于底板111而自由旋转。另有一可用针穿透的垫片22覆盖着表面118并被连结到外基环126上，其方式如同前面结合图1-3说明过的那样。但在图4-6画出的实施例中，底板111被固定，不能相对于众多制毡针20而旋转，其时可用针穿透的垫片22是由外基环126的旋转而带动旋转的。可用针穿透垫片22在仍然保持固定的表面118上滑动，而外基环126则强制可用针穿透垫片22与它一起旋转。在这个实施例中，须用一个较强的可用针穿透的垫片22例如较重的胎圈包布以免垫片从外基环126上被撕裂。也可设置内基环，其构造和操作与外基环126相似，内基环被表面118包围。内基环可与外基环126一起被驱动。

外基环126(及/或内基环)例如可被轴承156支承着并被电动机152强制转动，电动机用一适当的机构机械地接合到外基环126上。按照一个较优的实施例，可用一皮带轮154连结在电动机轴上，而外基环126(及/或内基环)则被皮带155驱动。或者，可用小齿轮与外基环(及/或内基环)的内侧或外侧啮合。在外基环(及/或内基环)上可设置环形齿轮以便与小齿轮啮合。针刺机械行业中的行家显然会想到其他驱动机构，但任何一种改变应被认为属于本发明的范围之内。

现在参阅图7，其中示出按照本发明另一方面的旋转针刺支承的一部分的剖视图。针刺支承200与针刺支承10十分相似，只是针刺支承200具有多个弹簧加载的夹头来代替拉扣34。弹簧加载夹头234具有一对导架236和被接纳在导架236内的夹紧杆238。夹紧杆238具有一个轴部240和一个指部242。两个导架236各设有互相对准的孔244，轴部240被接纳在孔244内而可垂直地在导架236内滑动(移动)。轴236有一弹簧挡246，弹簧248被压缩地设置在弹簧挡246和上导架236之间。弹簧248向下拉动轴部240，从而驱动指部242抵压到外保持环28上，这样就可提供将可用针穿透垫片夹紧在外保持环28和外基环26之间所需的夹紧力。要将外保持环28松开时可降下可用针刺穿透的支承200。当将支承200下降时轴部240的端部就会与一释放挡250接触，该挡可在支承200继续下降时使夹紧杆238停止，从而使外保持环28可从指部242上移开。释放挡250被固定在针刺机的机架(未示出)上。当针刺支承200下降一个预定的距离时，夹头234就可松开外保持环28允许它安装或移开。弹簧加载的夹头234可被用在本发明的任一个实施例上。

按照本发明的另一方面，还提供一种旋转针刺法。重看图2，该方法包括下列步骤：将一可用针穿透的垫片22可移走地固定在一个旋转的针刺支承10上，该旋转针刺支承10形成一个设在众多制毡针20下面的表面18，并具有一个可用针穿透的区域，可用针穿透的垫片22覆盖在该表面上，并在该表面18的外侧固定到旋转的针刺支承上；使可用针穿透的垫片22环绕旋转轴线旋转；在可用针穿透的垫片22上至少堆积起第一纤维层；将众多的制毡针20反复驱动到第一纤维层48和可用针穿透的垫片22内使它们结合在一起；以及，在第一纤维层48和可用针穿透的垫片22结合在一起后从旋转的针刺支承上移走第一纤维层48和可用针穿透的垫片。虽然上面这些步骤是结合图1和2的针刺支承10而说明的，但上述方法也可用于图4和5的针刺支承100和图7的针刺支承200上。

仍旧参阅图2，按照本发明的另一方面所提供的方法包括下列步骤：将可用针穿透的垫片22叠置在连结到基部12上的可用针穿透的介质16上，该介质的形成一个平表面18；在该平表面18的外侧将可用针穿透的垫片22可移走地固定到基部12上；使该基部12环绕一条与平表面18垂直的旋转轴线旋转；在可用针穿透的垫片22上至少堆积起第一纤维层；将众多的制毡针20驱动到第一纤维层48和可用针穿透的垫片22内使它们结合在一起；在第一纤维层48和可用针穿透的垫片22结合起来后从可用针穿透的介质16上移走第一纤维层48和可用针穿透的垫片22。上面结合图1-7说明的各种特点都可用在这个方法上。

按照一个较优的实施例，在将第一纤维层48和可用针穿透的垫片22结合起来的步骤中至少有一部分时间虽然众多的制毡针20已刺入到可用针穿透的介质16内，但没有将可用针穿透的垫片22和可用针穿透的介质16结合起来，或者换句话说，没有将可用针穿透的垫片22粘附到表面18上。采用这个步骤制造的纤维结构很容易从底板11上取走。

如果可用针穿透的区域具有排成阵列的孔113或采用排成阵列的同心槽(未示出)，那么通过可用针穿透的垫片22运送到孔113或槽(未示出)内的纤维不会使可用针穿透的垫片22粘附在表面18上，因为纤维很容易从孔或槽内拉出。如果刷子52被用来作为可用针穿透的介质16，那么上面说过的棉胎圈包布的可用针穿透的垫片22会在很大程度上阻碍将纤维运送到刷子52内。调节针刺参数来减少纤维的运送一般并不需要，因为棉胎圈包布会成为有效的障碍阻止将纤维运送到刷子内。在纤维垫片22被移走后，即使有，也只是极少的纤维会留在刷子52内。刷子52表面18的光洁度并不显得对可用针穿透的垫片22粘附到刷子52上的趋势有任何影响。

按照另一个较优的实施例，该方法还包括下列步骤：将多个增添的纤维层50堆积在第一纤维层48上，并将众多的制毡针20反复驱动到第一纤维层48和多个增添的纤维层50内使它们结合起来。当只要结合某些增添的纤维层50而应用最后的步骤时，可不必将众多的制毡针20驱动到第一纤维层48内，或通过多个增添纤维层50的全程。一般地说，这些层为中间的及/或顶部的添加纤维层50，这在比较厚的纤维结构如飞机制动盘中是常会遇到的。这时，当只要结合某些纤维层48和50(通常是在过程的开始)时，要将众多的制毡针20驱动到可用针穿透的介质16内，而当只要结合某些纤维层50(通常是在过程的中间及/或结束)时，可不必将众多的制毡针20驱动到可用针穿透的介质内。每个纤维层48或50都可叠置并单独针刺到以前的一个或多个纤维层上，或者多于一个的纤维层在受到一次针刺通过前可先叠置在以前的一个或多个纤维层上。纤维层50可不受限制地由单一的纤维环、数层边靠边毗连放置的不完整环、及/或螺旋的纤维带(编织的、织造的或针织的)构成。纤维层最好由用来制造飞机制动盘预制坯的氧化聚丙烯腈纤维(OPF)构成，但其他材料也可应用，这要看最终的纤维结构所希望有的最终性能和要担任的用途，这种材料包括聚丙烯腈(PAN)纤维、碳纤维、石墨纤维、陶瓷纤维、碳纤维和陶瓷纤维的先驱物、和以上这些纤维的混合物。

按照本发明的另一方面所提供的适宜用来制造厚的环形纤维结构如复合飞机制动盘预制坯的方法包括下列步骤：(a)将可用针穿透的纤维垫片22叠置在一个连结到基部12的可用针穿透的介质16上，该介质形成一个平表面18并具有众多的刷子硬毛；(b)在平表面18的外侧将纤维垫板22套置在基部12的多个销钉30上，使纤维垫板22可移走地被固定并夹紧在基部12上；(c)使基部12环绕一条与平表面18垂直的旋转轴线14旋转；(d)在纤维垫片22上堆积起至少一个第一纤维层48；(e)将众多的制毡针20反复驱动到第一纤维层48和纤维垫片22内使它们结合在一起；(f)将多个添加的纤维层50堆积在第一纤维层48上，一次添加一层或多层；将众多的制毡针20反复驱动到第一纤维层48和添加的纤维层50内使至少一个添加纤维层50和第一纤维层48结合起来；(g)将众多的制毡针20反复驱动到多个添加纤维层50内使多个添加纤维层50结合起来，一次结合一层或多层，当只要结合某些添加的纤维层50时可毋需将众多的制毡针20驱动到可用针穿透的介质16内；(h)在上述这些结合完成后，就可从可用针穿透的介质16上移走纤维垫片22、第一纤维层48和多个添加纤维层50。

显然在本文所公开的内容的启示下，本行业的行家很容易作出各种变化，但任何一种变化都应被认为属于本发明的范围之内，这个范围就是下面的权利要求所限定的。

Claims (23)

1.一种旋转针刺方法，包括下列步骤：

将至少一个可用针穿透的垫片可移走地固定在一个旋转的针刺支承上，该旋转的针刺支承形成一个设在众多制毡针下面的表面，并具有一个可用针穿透的区域，可用针穿透的垫片覆盖在该表面上，并在该表面的外侧固定在旋转的针刺支承上；

使可用针穿透的垫片环绕旋转轴线旋转；

在可用针穿透的垫片上至少堆积起第一纤维层；

将众多的制毡针反复驱动到第一纤维层和可用针穿透的垫片内使它们粘合在一起；

在第一纤维层和可用针穿透的垫片粘合在一起后从旋转的针刺支承上移走所述的第一纤维层和所述的可用针穿透的垫片。

2.如权利要求1的方法，其特征为，所说可用针穿透的垫片并不粘附在所说表面上。

3.如权利要求1的方法，还包括下列步骤：

将多个添加纤维层堆积在所说第一纤维层上；

将所说众多的制毡针反复驱动到所说第一纤维层和所说多个添加纤维层内使它们结合在一起。

4.如权利要求1的方法，其特征为，所说旋转针刺支承具有一个形成所说表面的基部和一个连结在所说基部上的可用针穿透的介质。

5.如权利要求1的方法，其特征为，所说旋转针刺支承具有一个形成所说表面的基部和一个包围所说表面的外基环，所说可用针穿透的垫片被连结到所说外基环上，并且所说可用针穿透的垫片和所说基部随着所说外基环一同旋转。

6.如权利要求1的方法，其特征为，所说旋转针刺支承具有一个形成所说表面的基部和一个被所说表面包围的内基环，所说可用针穿透的垫片被连结到所说内基环上，并且所说可用针穿透的垫片和所说基部随着所说内基环一同旋转。

7.如权利要求1的方法，其特征为：

所说旋转针刺支承具有一个形成所说表面的基部和一个包围所说表面的外基环，所说可用针穿透的垫片被连结在所说外基环上；同时

所说旋转针刺支承具有一个形成所说表面的基部和一个被所说表面包围的内基环，所说可用针穿透的垫片被连结到所说内基环上，并且所说可用针穿透的垫片和所说基部随着所说外基环和所说内基环一同旋转。

8.如权利要求1的方法，其特征为，所说旋转针刺支承具有一个形成所说表面的基部和一个包围所说表面的外基环，所说可用针穿透的垫片被连结到所说外基环上，并且所说可用针穿透的垫片被所说外基环带动旋转，而所说基部则被固定，并不相对于所说众多的制毡针而旋转。

9.如权利要求1的方法，其特征为，所说旋转针刺支承具有一个形成所说表面的基部和一个被所说表面包围的内基环，所说可用针穿透的垫片被连结到所说内基环上，并且所说可用针穿透的垫片被所说内基环带动旋转，而所说基部则被固定，并不相对于所说的众多的制毡针而旋转。

10.如权利要求1的方法，其特征为，

所说旋转针刺支承具有一个形成所说表面的基部和一个包围所说表面的外基环，所说可用针穿透的垫片被连结到所说外基环上；同时

所说旋转针刺支承具有一个形成所说表面的基部和一个被所说表面包围的内基环，所说可用针穿透的垫片被连结到所说内基环上；并且所说可用针穿透的垫片被所说内基环和所说外基环带动旋转，而所说基部则被固定，并不相对于所说众多的制毡针而旋转。

11.如权利要求1的方法，其特征为，所说旋转轴线与所说表面垂直。

12.如权利要求1的方法，还包括下列步骤：

在所说表面外侧，将覆盖所说表面的至少一个添加的可用针穿透的垫片可移走地固定到所说旋转针刺支承上。

13.一种旋转针刺方法，包括下列步骤：

将一个可用针穿透的垫片叠置在一个连结到基部的可用针穿透的介质上，所说可用针穿透的介质形成一个暴露在众多制毡针下面的平表面；

在所说平表面的外侧将所说可用针穿透的垫片可移走地固定到所说基部上；

使所说基部环绕一条与所说平表面垂直的旋转轴线旋转；

在所说可用针穿透的垫片上堆积起至少一个第一纤维层；

将所说众多的制毡针反复驱动到所说第一纤维层和所说可用针穿透的垫片内使它们结合起来；

在所说第一纤维层和所说可用针穿透的垫片结合后从所说可用针穿透的介质上移走所说第一纤维层和所说可用针穿透的垫片。

14.如权利要求13的方法，其特征为，所说众多的制毡针在将所说第一纤维层和所说可用针穿透垫片的所说结合步骤中至少有一部分时间中刺入所说可用针穿透的介质内但没有将所说可用针穿透的垫片和所说可用针穿透的介质结合起来。

15.如权利要求13的方法，还包括下列步骤：

将多个添加的纤维层堆积在所说第一纤维层上；

将所说众多的制毡针反复驱动到所说第一纤维层和所说多个添加的纤维层内使它们结合起来。

16.如权利要求13的方法，还包括下列步骤：

将多个添加的纤维层叠置在所说第一纤维层上；

将所说众多的制毡针反复驱动到所说第一纤维层和所说多个添加的纤维层使它们结合起来；当只需结合至少某些所说的添加纤维层时，并不需要将所说多个制毡针驱动通过所说多个添加纤维层的全程。

17.如权利要求13的方法，其特征为，将所说可用针穿透的垫片可移走地固定到所说基部上的所说步骤还包括将所说可用针穿透的垫片夹紧到所说基部上的步骤。

18.如权利要求13的方法，其特征为，所说可用针穿透的介质被永久地固定到所说基部上。

19.如权利要求13的方法，其特征为，所说可用针穿透的介质具有永久地固定在所说基部上的刷子的硬毛。

20.如权利要求13的方法，其特征为，所说可用针穿透的垫片为一纤维垫片。

21.如权利要求13的方法，其特征为，将所说可用针穿透的垫片可移走地固定到所说基部上的步骤还包括在所说平表面的外侧将所说可用针穿透的垫片套置在所说基部的多个销钉上的步骤。

22.如权利要求13的方法，其特征为，还包括在所说表面的外侧将覆盖在所说表面上的至少一个添加的可用针穿透的垫片可移走地固定到所说旋转针刺支承上的步骤。

23.一种旋转针刺方法，包括下列步骤：

将一纤维垫片叠置在装到基部上面可用针穿透的介质上，所说可用针穿透的介质形成一个平表面并具有多束刷子硬毛；

在所说平表面的外侧将所说纤维垫片套置在所说基部的多个销钉上，从而将所说纤维垫片可移走地固定并夹紧在所说平表面外侧的基部上；

使所说基部环绕一条与所说平表面垂直的旋转轴线旋转；

在所说纤维垫片上堆积起至少一个第一纤维层；

将所说众多的制毡针反复驱动到所说第一纤维层和所说纤维垫片内使它们结合在一起；

将多个添加的纤维层堆积在所说第一纤维层上，一次添加一层或多层；

将所说众多的制毡针反复驱动到所说第一纤维层和所说至少一个添加纤维层内使它们结合在一起；

将所说众多的制毡针反复驱动到所说多个添加纤维层内使所说多个添加纤维层结合起来，一次结合一层或多层，当只要结合某些添加的纤维层时可毋需将众多的制毡针驱动到可用针穿透的介质内；

在上述这些结合完成后，从可用针穿透的介质上移走所说纤维垫片、所说第一纤维层和所说多个添加纤维层。

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