CZ2015275A3 - Zařízení pro ovíjení rámů vlákennými rovingy - Google Patents
Zařízení pro ovíjení rámů vlákennými rovingy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2015275A3 CZ2015275A3 CZ2015-275A CZ2015275A CZ2015275A3 CZ 2015275 A3 CZ2015275 A3 CZ 2015275A3 CZ 2015275 A CZ2015275 A CZ 2015275A CZ 2015275 A3 CZ2015275 A3 CZ 2015275A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- frame
- wrapping
- fiber rovings
- rings
- rotating disc
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
- B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
- B29C53/562—Winding and joining, e.g. winding spirally spirally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
- B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
- B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
- B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
- B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
- B29C53/583—Winding and joining, e.g. winding spirally helically for making tubular articles with particular features
- B29C53/588—Winding and joining, e.g. winding spirally helically for making tubular articles with particular features having a non-linear axis, e.g. elbows, toroids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
- B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
- B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
- B29C53/60—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
- B29C53/68—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels with rotatable winding feed member
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/38—Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
- B29K2105/10—Cords, strands or rovings, e.g. oriented cords, strands or rovings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
- B29L2031/3055—Cars
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Robotics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
Zařízení pro ovíjení rámů vlákennými rovingy ze skleněných, uhlíkových, aramidových a jiných obdobných filamentů, určené zejména pro výrobu kompozitních výztuh či nosných prvků například k vyztužení záďových dveří osobních automobilů, sestává z jednotlivých odvíjecích cívek (2) vlákenných rovingů (21), otočně uspořádaných kolem ovíjeného rámu (1), které jsou upevněny na soustavě otočných kotoučových prstenců (3). Otočné kotoučové prstence (3) jsou uloženy na společném pevném prstencovém rámu (4) a jsou opatřeny samostatnými pohony (5) s předem naprogramovatelným řízením směru a rychlosti jejich otáčení. Ovíjený rám (1) je v průběhu jeho ovíjení střídavě uchycen v jednotlivých unášecích chapadlech (8) alespoň jednoho programově řízeného hlavního manipulátoru (9) a v každém otočném kotoučovém prstenci (3), jakož i v pevném prstencovém rámu (4), je vytvořen nejméně jeden boční průchod (6) pro vstup a výstup ovíjeného rámu (1) mezi odvíjecí cívky (2).
Description
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro ovíjení rámů vlákennými rovingy ze skleněných, uhlíkových, aramidových či jiných obdobných filamentů, určené zejména pro výrobu kompozitních výztuh či nosných prvků, částí karosérií motorových vozidel, např. k vyztužení záďových dveří osobních automobilů pro omezení až eliminaci účinků na ně při provozu působícího napětí.
Dosavadní stav techniky
Kompozitní materiály jsou v současné době již poměrně široce používané materiály, které sestávají z vláknové výztuhy a z plastického pojivá, tzv. matrice, a jejichž základní výhodou je podstatně nižší hmotnost oproti kovovým materiálům, například oceli. Výztužná vlákna, například uhlíková, skelná nebo polymemí, mohou být v kompozitu obsažena jako sekaná s délkou řádově několika mm, která jsou v matrici rozptýlena, nebo kontinuální ve formě pramenců, tzv. rovingů. Kompozity s kontinuálními výztužnými vlákny se v převážné většině vyrábějí vrstvením matricí prosycené vláknové výztuhy na vhodné formovací jádro, jehož tvar odpovídá tvaru požadovaného kompozitního výrobku, a to například postupným ovíjením formovacího jádra jednotlivými rovingy.
Z patentových spisů z této oblasti je například známé řešení dle české přihlášky vynálezu PV 2008-607, jejíž předmětem je výrobek, jehož vnitřní struktura je alespoň z části tvořena vláknovým kompozitem, obsahujícím nejméně jeden strukturní útvar, složený z kontinuálních výztužných vláken, impregnovaných polymerním pojivém. Tento strukturní útvar přitom sestává z hlavního svazku vláken, rovnoběžných
-2.s podélnou osou tohoto svazku, a z ovíjecího svazku vláken, spirálovitě uspořádaného po obvodu hlavního svazku vláken.
Z patentového spisu US 2006/0^75^54 je například dále známý způsob a zařízení k výrobě takovýchto ovíjených vláknových kompozitních výrobků, které sestává z jednotlivých rovingových odvíjecích cívek, otočné uspořádaných kolem ovíjeného výrobku. Obdobný způsob a zařízení kjeho provádění je známý i ze spisu
20. Jiné obdobné zařízení je známé dále i ze spisu WO 2011
05.
V převážné většině se však tato známá řešení týkají zařízení pro výrobu kompozitních výrobků jednoduchých tvarů, a to vesměs ve tvaru rovných nebo pouze mírně zahnutých tyčí nebo trubek, které se pak do uzavřených rámových konstrukcí, jako jsou rámy jízdních kol a podobně, spojují dodatečně spojkami. Zároveň u těchto známých kompozitních výrobků, pokud mají být použity jako výztuhy složitěji namáhaných součástí, jako jsou záďové dveře osobních automobilů apod., není složitost takovéhoto namáhání dosud v plné míře respektována a pokud se takovéto výztuhy z kompozitních materiálů pro tyto účely vyrábějí, jsou pak v některých svých místech předimenzovány nebo naopak dimenzovány nedostatečně. Proto je nutno stále, zejména pak u sériově vyráběných vozidel, používat v těchto případech kovových výztuh nebo kovových rámů, neboť zařízení, které by umožňovalo výrobu 3D uzavřených rámových kompozitních výztuh pro složitěji namáhané výrobky není dosud k dispozici.
Podstata vynálezu
Tyto nevýhody dosavadního stavu techniky jsou do značné míry odstraněny zařízením pro ovíjení rámů vlákennými rovingy ze skleněných, uhlíkových, aramidových a jiných obdobných filamentů, určené zejména pro výrobu kompozitních výztuh či nosných prvků například k vyztužení záďových dveří osobních automobilů, které sestává z jednotlivých odvíjecích cívek vlákenných rovingů, otočně
-3uspořádaných kolem ovíjeného rámu, podle předkládaného vynálezu. Podstata tohoto vynálezu přitom spočívá v tom, že odvíjecí cívky jsou upevněny na soustavě otočných kotoučových prstenců, které jsou uloženy na společném pevném prstencovém rámu a jsou opatřeny samostatnými pohony s předem naprogramovatelným řízením směru a rychlosti jejich otáčení. Ovíjený rám je v průběhu ovíjení pro umožnění jeho prostupu vnitřním prostorem otočných kotoučových prstenců a pevným prstencovým rámem celým svým obvodem střídavě uchycen v jednotlivých unášecích chapadlech alespoň jednoho programově řízeného hlavním^rnanipulátoru. V každém otočném kotoučovém prstenci, jakož i v pevném prstencovém rámu, je vytvořen nejméně jeden boční průchod pro vstup a výstup ovíjeného rámu mezi odvíjecí cívky.
Samozřejmě mohou být pro střídavé uchopení ovíjeného rámu před a za vstupem ovíjeného rámu do ovíjecího zařízení použity místo jednoho dva případně i více takovýchto hlavních manipulátorů. Střídavé uchycení ovíjeného rámu v unášecích chapadlech pak zajistí jeho ovinutí na všech jeho místech, přičemž jako zcela dostatečné se jeví jeho uchycení alespoň v pěti různých úchytných bodech, a to zejména v místech, kde na něho v průběhu ovíjení působí největší napětí.
V zájmu automatizace celého procesu ovíjení a jeho rychlosti resp. v případě potřeby záměny vlákenných rovingů jsou otočné kotoučové prstence s výhodou uloženy na společném pevném prstencovém rámu odnímatelně pro umožnění jejich automatického vyjmutí po vyprázdnění odvíjecích cívek a jejich výměnu za otočné kotoučové prstence s plnými odvíjecími cívkami či s odvíjecími cívkami s jinými vlákennými rovingy.
Pro usnadnění zahájení každého nového ovinu je každý otočný kotoučový prstenec s výhodou opatřen středovým rozeviratelným kroužkem pro zavedení ovíjeného rámu a vlákenných rovingů z odvíjecích cívek do jeho vnitřního prostoru.
Soustava otočných kotoučových prstenců může být tvořena např. třemi otočnými kotoučovými prstenci, které jsou uloženy bočně na pevném prstencovém rámu, což
-4umožňuje současné navíjení tří vrstev navíjených vlákenných rovingů na ovíjený rám. První otočný kotoučový prstenec je přitom opatřen prvním samostatným pohonem, druhý otočný kotoučový prstenec druhým samostatným pohonem a třetí otočný kotoučový prstenec třetím samostatným pohonem, a to s výhodou u každého pohonu s programovatelně řízenou rychlostí a řízeným směrem jejich otáčení pro navíjení vlákenných rovingů na ovíjený rám s variabilním sklonem vůči jeho středové ose. Otočné kotoučové prstence mohou přitom být uloženy všechny pouze z jedné strany prstencového rámu nebo i z obou jeho stran, přičemž jeden z nich může např. při nulové rychlosti otáčení navíjet resp. pokládat podélné vlákenné rovingy na ovíjený rám rovnoběžně s jeho osou, druhý z nich při určité rychlosti jeho otáčení navíjet vlákenné rovingy na ovíjený rám šroubovité s určitým stoupáním a třetí z nich při jiné určité rychlosti a opačném směru otáčení než je otáčení druhého otočného kotoučového prstence navíjet vlákenné rovingy na ovíjený rám rovněž šroubovité, ale s opačným úhlem a stupněm stoupání.
Čím větší počet otočných kotoučových prstenců, tím se samozřejmě zvyšuje počet současné na ovíjený rám navíjených vrstev vlákenných rovingů a zvyšuje tak produktivita celého procesu.
Podstata vynálezu spočívá dále vtom, že po jedné straně soustavy otočných kotoučových prstenců, uložených na pevném prstencovém rámu, je s výhodou uspořádáno přídavné zařízení pro automatické zahájení a ukončení ovinu a po druhé straně zaváděcí manipulátor s vytlačovacím děleným trnem pro zavádění vlákenných rovingů přes středové rozeviratelné kroužky směrem k přídavnému zařízení. Přídavné zařízení pro automatické zahájení a ukončení ovinu může být tvořeno např. pomocným manipulátorem s páskovacím mechanismem pro zapáskování vlákenných rovingů na ovíjený rám před a po ukončení ovinu, jakož i dělícím mechanismem pro jejich ustřižení.
Podstata vynálezu spočívá dále i v tom, že programově řízený hlavní manipulátor je s výhodou opatřen měničem nástrojů pro výměnu unášecích chapadel uzavřeného
-5ovíjeného rámu za montážní chapadla otočných kotoučových prstenců na pevný prstencový rám pro případ, že dojde např. k vyprázdnění odvíjecích cívek na původním otočném kotoučovém prstenci a je třeba jej vyměnit. Jinak by bylo nutno použít pro montáž resp. demontáž kotoučových prstenců z pevného prstencového rámu samostatného opět programově řízeného montážního manipulátoru, což by, jako v případě použití více hlavních manipulátorů, podstatně zvýšilo pořizovací náklady celého zařízení.
Zařízení dle vynálezu umožňuje na rozdíl od dosud známých zařízení vyrábět kompozitní výztuhy či nosné prvky složitých a uzavřených 3D tvarů. Zároveň toto zařízení dovoluje navíjet na ovíjený rám různě orientované vrstvy vlákenných rovingů, přičemž zejména programově řízený hlavní manipulátor společně se samostatnými pohony otočných kotoučových prstenců s předem naprogramovaným řízením směru a rychlosti jejich otáčení umožňuje řízené ovlivňovat vnitřní strukturu jednotlivých navíjených vrstev, a to z hlediska hustoty a/nebo úhlu návinu a/nebo i druhu vlákenných rovingů. Výhodou je pak po prosycení navinutých vrstev polymerní matricí, tvořenou např. polyuretanem, zejména možnost dosažení požadovaných mechanických vlastností v každém místě výsledné kompozitní výztuhy, a to zejména díky výše zmíněné proměnné hustotě ovíjení, přičemž i průřez jádra ovíjeného rámu se může libovolně měnit podle potřeby konstrukce finálního dílu. Vycházeno je přitom ze skutečnosti, že vnitřní struktura kompozitní vrstvy by měla být v části namáhané na krůt tvořena zejména šroubovité vinutými vlákennými rovingy a v části namáhané na tah a/nebo na ohyb zejména podélnými vlákennými rovingy, které jsou ovinuty v podstatě již jen z technologických důvodů alespoň fixačními vlákennými rovingy. Šroubovité vinuté vlákenné rovingy a podélné vlákenné rovingy alespoň v části kompozitní vrstvy zároveň mohou mezi sebou plynule přecházet změnou úhlu svého návinu. Z pevnostních důvodů jsou šroubovité vinuté a podélné rovingy obvykle tvořeny uhlíkovými vlákennými rovingy, zatímco fixační vlákenné rovingy s cílem zejména úspory výrobních nákladů mohou být tvořeny již pouze skelnými vlákennými rovingy, a to i s úhlem stoupání podstatně vyšším, než u šroubovité vinutých uhlíkových vlákenných rovingů, neboť fixační vlákenné rovingy mají za úkol jen zajistit polohu podélně vinutých uhlíkových vlákenných rovingů na
-6obvodu výztuhy. Naprogramovaný úhel stoupání šroubovité vinutých uhlíkových vlákenných rovingů se obvykle pohybuje v rozmezí úhlů + 10 až 451“ a fixačních vlákenných rovingů v rozmezí úhlů + 45 až 80j^°. U podélně vinutých vlákenných rovingů se v podstatě jedná o úhel návinu o velikosti 0j^. Hustotu podélně vinutých vlákenných svazků v části kompozitní výztuhy, která je namáhána na ohyb lze zároveň koncentrovat do oblasti, přivrácené k působícímu ohybovému namáhání. Zařízení tak umožňuje v jednom pracovním cyklu nanést na ovíjený rám větší počet různě orientovaných a strukturovaných vrstev vlákenných rovingů, přičemž zařízení pracuje v plně automatickém cyklu.
Objaznam' £ /Přehled obrázků nefvykresbcH
Vynález je dále blíže objasněn výkresy příkladného optimálního provedení zařízení pro ovíjení rámů podle vynálezu, kde znázorňuje:
Obr. 1 - sestava vlastního ovíjecího zařízení s ovíjeným rámem a programově řízeným hlavním manipulátorem v prostorovém pohledu
Obr. 2 - detail otočných kotoučových prstenců s pevným prstencovým rámem v rozloženém stavu a prostorovém pohledu
Obr. 3 - schematické uspořádání otočných kotoučových prstenců v řezu
Obr. 4 - sestava pevného prstencového rámu s otočnými kotoučovými prstenci v prostorovém pohledu
Obr. 5 - celkový pohled na zařízení ze strany přídavného zařízení pro zahájení a ukončení ovinu s pomocným manipulátorem
Obr. 6 - celkový pohled na zařízení ze strany zaváděcího manipulátoru
Obr. 7 - detail montážního chapadla pro výměnu otočných kotoučových prstenců
-Ί y uíknb<zčndni
Příklad brovedoní vynálezu
Zařízení pro ovíjení rámů vlákennými rovingy v zobrazeném příkladném provedení, určeném pro výrobu 3D uzavřených rámových kompozitních výztuh záďových dveří osobních automobilů, sestává, jak patrno z obr. 1 až obr. 3 z jednotlivých odvíjecích cívek 2, otočně uspořádaných kolem ovíjeného rámu 1, které jsou upevněny na soustavě celkem tří otočných kotoučových prstenců 3, které jsou souose uloženy na pevném prstencovém rámu 4. Pevný prstencový rám 4 je uspořádán na základovém rámu 20. Jak patrno z obr. 2, je soustava otočných kotoučových prstenců 3 tvořena dvěma otočnými kotoučovými prstenci 3.1. 3.2, uloženými po jedné straně pevného prstencového rámu 4 a jedním otočným kotoučovým prstencem 3.3, uloženým po druhé straně pevného prstencového rámu 4. Jak je patrno zejména z obr. 2 a obr. 3, je každý otočný kotoučový prstenec 3 opatřen středovým rozeviratelným kroužkem 10 pro zavedení ovíjeného rámu 1 a vlákenných rovingů 21 z odvíjecích cívek 2 do jeho vnitřního prostoru 7 před zahájením vlastního procesu ovíjení. Jak je pak patrno z obr. 3, jsou na každém otočném kotoučovém prstenci 3 mezi jeho jednotlivými odvíjecími cívkami 2 a jeho středovým rozeviratelným kroužkem 10 umístěna vodící očka 17 vlákenných rovingů 21. Vzhledem k tomu, že otáčení odvíjecích cívek 2 je vyvoláno tahem vlákenných rovingů 21 při prostupu ovíjeného rámu £ mezi nimi, jsou jednotlivé odvíjecí cívky 2 opatřeny zde již neznázoměnými variabilními brzdami jejich otáčení, integrovanými do jejich otočného uložení, což umožňuje řídit tuhost návinu všech vlákenných rovingů 21 na ovíjený rám 1.
Na všech otočných kotoučových prstencích 3, tj. na prvním otočném kotoučovém prstenci 3.1, na druhém otočném kotoučovém prstenci 3.2 i na třetím otočném kotoučovém prstenci 3.3 je v tomto konkrétním příkladu provedení uspořádáno vždy celkem 15 odvíjecích cívek 2. V jiných konkrétních příkladech provedení vynálezu může však být dle potřeby samozřejmě použit jiný počet odvíjecích cívek 2, a to i na každém z kotoučových prstenců 3, přičemž na každém z otočných kotoučových prstenců 3 mohou být použity i odvíjecí cívky 2 s různými druhy vlákenných rovingů
21.
-8Jak je dále patrno z obr. 1, je ovíjený rám 1 v průběhu jeho ovíjení střídavě uchycen v jednotlivých unášecích chapadlech 8 programově řízeného hlavního manipulátoru 9, který je opatřen měničem nástrojů 18 pro výměnu unášecích chapadel 8 ovíjeného rámu 1 za montážní chapadla 19 otočných kotoučových prstenců 3 na pevný prstencový rám 4. Tato montážní chapadla 19 jsou znázorněna na obr. 7, uložená před jejich použitím na již neoznačeném podstavci.
Jak je z obr. 1 až obr. 3 dále patrno, je v každém otočném kotoučovém prstenci 3, jakož i v pevném prstencovém rámu 4, vytvořen jeden boční průchod 6 pro vstup a výstup ovíjeného rámu 1 mezi odvíjecí cívky 2.
Jak je pak patrno z obr. 4, je první otočný kotoučový prstenec 3.1 opatřen prvním pohonem 5.1 pro šroubovitý návin spodní vrstvy vlákenných rovingů 21 na ovíjený rám 1, druhý otočný kotoučový prstenec 3.2 je opatřen druhým pohonem 5.2 pro obvodový návin podélné vrstvy vlákenných rovingů 21 na ovíjený rám 1 a zde již neznázorněný třetí otočný kotoučový prstenec 3.3 pak třetím pohonem 5.3 pro šroubovitý návin překryvné vrstvy vlákenných rovingů 21 na ovíjený rám 1 v opačném směru než je směr navinutí spodní vrstvy. Vlastní pohánění všech otočných kotoučových prstenců 3 je řešeno ozubeným převodem od jednotlivých pohonů 5 na obvodové ozubené věnce 22. kterými jsou opatřeny otočné kotoučové prstence 3.
Jak je patrno z obr. 5, je po jedné straně soustavy otočných kotoučových prstenců 3, uložených na pevném prstencovém rámu 4 dále uspořádáno přídavné zařízení 11 pro automatické zahájení a ukončení ovinu. Toto přídavné zařízení 11 je tvořeno pomocným manipulátorem 12 v podobě pojezdového vozíku s lineárním posuvem, opatřeným páskovacím mechanismem 13 pro zapáskování vlákenných rovingů 21 na ovíjený rám 1 před a po ukončení ovinu, jakož i dělícím mechanismem 14 pro jejich ustřižení.
Jak je pak patrno z obr. 6, je po druhé straně soustavy otočných kotoučových prstenců 3, uložených na pevném prstencovém rámu 4, dále uspořádán zaváděcí
-9manipulátor 15 s vytlačovacím děleným trnem 16 vlákenných rovingů 21 přes středové rozeviratelné kroužky 10 směrem k přídavnému zařízení 11. Pohybem vytlačovacího děleného trnu 16 osou středových rozeviratelných kroužků 10 směrem k přídavnému zařízení 11 a jeho rozevřením dojde zároveň k rozevření středových rozeviratelných kroužků 10, což umožní jednak výše zmíněné zavedení ovíjeného rámu 1 a vlákenných rovingů 21 z odvíjecích cívek 2 do vnitřního osového prostoru 7 středových rozeviratelných kroužků 10 resp. otočných kotoučových prstenců 3 a jednak protažení vlákenných rovingů 21 k páskovacímu mechanismu 13 přídavného zařízení 11 před zahájením vlastního procesu ovíjení.
Průmyslová využitelnost
Zařízení pro ovíjení rámů podle vynálezu lze široce využít nejen v automobilovém průmyslu pro výrobu konstrukčních prvků vozidel, ale i jiných konstrukčních prvků v dalších průmyslových oblastech.
- 10Seznam vztahových značek
1. ovíjený rám
2. odvíjecí cívka
3. otočný kotoučový prstenec
3.1 první otočný kotoučový prstenec
3.2 druhý otočný kotoučový prstenec
3.3 třetí otočný kotoučový prstenec
4. pevný prstencový rám
5. samostatný pohon
5.1 první samostatný pohon
5.2 druhý samostatný pohon
5.3 třetí samostatný pohon
6. boční průchod
7. vnitřní prostor
8. unášecí chapadla
9. programově řízený manipulátor
10. středový rozeviratelný kroužek
11. přídavné zařízení
12. pomocný manipulátor
13. páskovací mechanismus
14. dělící mechanismus
15. zaváděcí manipulátor
16. vytlačovací dělený trn
17. vodící očka
18. měnič nástrojů
19. montážní chapadla
20. základový rám
21. vlákenné rovingy
22. ozubené věnce
Claims (7)
1. Zařízení pro ovíjení rámů vlákennými rovingy ze skleněných, uhlíkových, aramidových a jiných obdobných filamentů, určené zejména pro výrobu kompozitních výztuh či nosných prvků například k vyztužení záďových dveří osobních automobilů, které sestává z jednotlivých odvíjecích cívek (2) vlákenných rovingů (21), otočně uspořádaných kolem ovíjeného rámu (1), vyznačující se tím, že odvíjecí cívky (2) jsou upevněny na soustavě otočných kotoučových prstenců (3), které jsou uloženy na společném pevném prstencovém rámu (4) a jsou opatřeny samostatnými pohony (5) s předem naprogramovatelným řízením směru a rychlosti jejich otáčení, přičemž ovíjený rám (1) je v průběhu jeho ovíjení střídavě uchycen v jednotlivých unášecích chapadlech (8) alespoň jednoho programově řízeného hlavního manipulátoru (9) a v každém otočném kotoučovém prstenci (3), jakož i v pevném prstencovém rámu (4), je vytvořen nejméně jeden boční průchod (6) pro vstup a výstup ovíjeného rámu (1) mezi odvíjecí cívky (2).
2. Zařízení pro ovíjení rámů vlákennými rovingy podle nároku 1, vyznačující se tím, že otočné kotoučové prstence (3) jsou uloženy na společném pevném prstencovém rámu (4) odnímatelné pro umožnění jejich automatické výměny.
3. Zařízení pro ovíjení rámů vlákennými rovingy podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že každý otočný kotoučový prstenec (3) je opatřen středovým rozeviratelným kroužkem (10) pro zavedení ovíjeného rámu (1) a vlákenných rovingů (21) z odvíjecích cívek (2) do jeho vnitrního prostoru (7).
4. Zařízení pro ovíjení rámů dle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že soustava otočných kotoučových prstenců (3) je tvořena třemi otočnými kotoučovými prstenci (3.1, 3.2, 3.3), uloženými bočně na pevném prstencovém rámu (4), z nichž první otočný kotoučový prstenec (3.1) je opatřen prvním pohonem (5.1), druhý otočný kotoučový prstenec (3.2) je opatřen druhým pohonem (5.2) a třetí otočný kotoučový prstenec (3.3) třetím pohonem (5.3) s programovatelně řízenou rychlostí a směrem jejich otáčení pro navíjení vlákenných rovingů (21) na ovíjený rám (1) s variabilním sklonem vůči jeho středové ose.
5. Zařízení pro ovíjení rámů dle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že po jedné straně soustavy otočných kotoučových prstenců (3), uložených na pevném prstencovém rámu (4), je dále uspořádáno přídavné zařízení (11) pro automatické zahájení a ukončení ovinu a po druhé straně zaváděcí manipulátor (15) s vytlačovacím děleným trnem (16) pro zavádění vlákenných rovingů (21) přes středové rozeviratelné kroužky (10) směrem k přídavnému zařízení (11).
6. Zařízení pro ovíjení rámů dle nároku 4, vyznačující se tím, že přídavné zařízení (11) je tvořeno pomocným manipulátorem (12) s páskovacím mechanismem (13) pro zapáskování vlákenných rovingů (21) na ovíjený rám (1) před a po ukončení ovinu, jakož i dělícím mechanismem (14) pro jejich ustřižení.
7. Zařízení pro ovíjení rámů dle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že programově řízený manipulátor (9) je opatřen měničem nástrojů (18) pro výměnu unášecích chapadel (8) uzavřeného formovacího rámu (1) za montážní chapadla (19) otočných kotoučových prstenců (3) na pevný prstencový rám (4).
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-275A CZ2015275A3 (cs) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | Zařízení pro ovíjení rámů vlákennými rovingy |
| PCT/CZ2016/000046 WO2016169531A1 (en) | 2015-04-24 | 2016-04-19 | Device for laying up a composite product with fibrous rovings |
| CA2983480A CA2983480C (en) | 2015-04-24 | 2016-04-19 | Device for laying up a composite product with fibrous rovings |
| US15/565,824 US10232567B2 (en) | 2015-04-24 | 2016-04-19 | Device for laying up a composite product with fibrous rovings |
| EP16721000.4A EP3285993B1 (en) | 2015-04-24 | 2016-04-19 | Device for laying up a composite product with fibrous rovings |
| BR112017022475A BR112017022475A2 (pt) | 2015-04-24 | 2016-04-19 | dispositivo para laminação de um produto de material compósito com filamentos de fibras contínuas |
| CN201680023628.0A CN107743439A (zh) | 2015-04-24 | 2016-04-19 | 用于铺设具有纤维织物的复合材料产品的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-275A CZ2015275A3 (cs) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | Zařízení pro ovíjení rámů vlákennými rovingy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ306021B6 CZ306021B6 (cs) | 2016-06-22 |
| CZ2015275A3 true CZ2015275A3 (cs) | 2016-06-22 |
Family
ID=55919556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-275A CZ2015275A3 (cs) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | Zařízení pro ovíjení rámů vlákennými rovingy |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10232567B2 (cs) |
| EP (1) | EP3285993B1 (cs) |
| CN (1) | CN107743439A (cs) |
| BR (1) | BR112017022475A2 (cs) |
| CA (1) | CA2983480C (cs) |
| CZ (1) | CZ2015275A3 (cs) |
| WO (1) | WO2016169531A1 (cs) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7097003B2 (ja) * | 2018-11-15 | 2022-07-07 | 村田機械株式会社 | フィラメントワインディング装置 |
| JP7112021B2 (ja) * | 2018-11-15 | 2022-08-03 | 村田機械株式会社 | 巻きデータ作成方法及びフィラメントワインディング装置 |
| DE102018219810A1 (de) * | 2018-11-19 | 2020-05-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Strangziehvorrichtung sowie Strangziehverfahren |
| GB2596810A (en) * | 2020-07-06 | 2022-01-12 | Cygnet Texkimp Ltd | Filament winder, method and filament-reinforced body |
| KR20230043920A (ko) | 2020-07-22 | 2023-03-31 | 바스프 에스이 | 적어도 하나의 섬유 권취 보강 폴리머층을 포함하는 복합 구성요소의 제조 디바이스 및 제조 방법 |
| FR3114989B1 (fr) * | 2020-10-09 | 2023-04-07 | Fritsch Michael | Dispositif d'enroulement filamentaire et procédé de réalisation d'un objet en matériau composite |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2176166B (en) * | 1985-06-06 | 1989-04-12 | Rolls Royce Plc | Apparatus for winding a filament onto a former |
| US5022952A (en) * | 1985-12-13 | 1991-06-11 | Cincinnati Milacron Inc. | Fiber placement machine |
| US4877193A (en) * | 1988-08-25 | 1989-10-31 | Cincinnati Milacron Inc. | Redirect roller apparatus for fiber placement machine |
| DE3843488A1 (de) * | 1988-12-23 | 1990-07-05 | Ver Foerderung Inst Kunststoff | Wickelanlage sowie wickelverfahren |
| US20030051795A1 (en) * | 2001-05-29 | 2003-03-20 | Burgess Keith E. | Over-wrapping a primary filament to fabricate a composite material |
| CA2444324A1 (en) * | 2003-10-22 | 2005-04-22 | Resin Systems Inc. | Method and apparatus for maintaining filaments in position in a filament winding process |
| FR2873952B1 (fr) * | 2004-08-06 | 2008-07-04 | Fibres Et Carbone Sa Soc D | Elements allonges renforces tels que tubes, procede et appareil de fabrication |
| US7300014B2 (en) * | 2005-01-11 | 2007-11-27 | Lotus Designs, Llc | Centerless and openable tool carrier for processing of complex shapes |
| CN201086405Y (zh) * | 2007-07-26 | 2008-07-16 | 沈阳斯林达安科新技术有限公司 | 纤维缠绕机 |
| CZ17951U1 (cs) * | 2007-08-08 | 2007-10-23 | Prefa Kompozity, A. S. | Ovíjená výztuž z kompozitních materiálů |
| DE102007054645A1 (de) * | 2007-11-15 | 2009-05-28 | Airbus Deutschland Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoff-Bauteils |
| CZ2008607A3 (cs) | 2008-10-10 | 2010-04-21 | Uher@Ondrej | Výrobek z vláknového kompozitu |
| NL2003620C2 (en) | 2009-10-09 | 2011-04-12 | Wesp Holding B V | Device and method for producing a fiber composite product. |
| WO2011082709A1 (en) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | Vestas Wind Systems A/S | Winding machine |
| NL2004191C2 (en) * | 2010-02-04 | 2011-08-08 | Protension Composites | Device and method for producing a fiber composite product. |
| DE102010047361B4 (de) * | 2010-10-05 | 2015-05-21 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung eines faserverstärkten Bauteils |
| JP5656752B2 (ja) * | 2011-06-10 | 2015-01-21 | トヨタ自動車株式会社 | フィラメントワインディング方法、フィラメントワインディング装置及びタンク |
-
2015
- 2015-04-24 CZ CZ2015-275A patent/CZ2015275A3/cs unknown
-
2016
- 2016-04-19 CN CN201680023628.0A patent/CN107743439A/zh active Pending
- 2016-04-19 WO PCT/CZ2016/000046 patent/WO2016169531A1/en active Application Filing
- 2016-04-19 EP EP16721000.4A patent/EP3285993B1/en active Active
- 2016-04-19 CA CA2983480A patent/CA2983480C/en active Active
- 2016-04-19 US US15/565,824 patent/US10232567B2/en active Active
- 2016-04-19 BR BR112017022475A patent/BR112017022475A2/pt active Search and Examination
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2983480C (en) | 2023-08-01 |
| US10232567B2 (en) | 2019-03-19 |
| CZ306021B6 (cs) | 2016-06-22 |
| EP3285993A1 (en) | 2018-02-28 |
| BR112017022475A2 (pt) | 2018-07-17 |
| CN107743439A (zh) | 2018-02-27 |
| EP3285993B1 (en) | 2020-04-08 |
| US20180111340A1 (en) | 2018-04-26 |
| CA2983480A1 (en) | 2016-10-27 |
| WO2016169531A1 (en) | 2016-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ2015275A3 (cs) | Zařízení pro ovíjení rámů vlákennými rovingy | |
| EP1738005B1 (de) | Verfahren zum herstellen von faserverbund-halbzeugen mittels rundflechttechnik | |
| Minsch et al. | Analysis of filament winding processes and potential equipment technologies | |
| JP6818689B2 (ja) | 分割方法 | |
| CN102700153B (zh) | 纤维复合材料传动轴的连续拉挤制造方法及其生产装置 | |
| EP2578384B1 (de) | Faserführungsvorrichtung und Verwendung derselben | |
| CN101861242B (zh) | 用于制造纤维复合材料构件的装置和方法 | |
| JP6723255B2 (ja) | 分割設備 | |
| DE102010047361B4 (de) | Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung eines faserverstärkten Bauteils | |
| US20140035195A1 (en) | Device and method for producing fiber preforms | |
| DE102007012608A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Preform für eine kraftflussgerechte Faserverbundstruktur | |
| EP0516673A1 (en) | FIBER REINFORCED COMPOSITES. | |
| JP5597152B2 (ja) | 長繊維強化樹脂ストランドの製造方法及び製造装置 | |
| US20140300027A1 (en) | Systems and methods for applying a braid to an irregular core | |
| CN101698326A (zh) | 树脂传递模塑工艺用纤维增强预成型体及其复合材料构件及制备方法 | |
| DE102012101726B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Faserwerkstoffrohlings | |
| CN108349128B (zh) | 用于由纤维复合材料制造成形杆件的方法 | |
| JP4831238B2 (ja) | しめ縄ペレットの製造方法 | |
| CN109878093B (zh) | 轴状复合部件的制造装置和制造方法 | |
| US11486070B2 (en) | Method for producing a braided preform, braided preform, fiber-reinforced component, and braiding machine | |
| EP3419815B1 (de) | Werkzeugsystem und verfahren zur herstellung eines faserverbundhalbzeugs sowie verfahren zur herstellung eines faserverbundbauteils | |
| CN110494603B (zh) | 用于制造用于纤维复合构件的多层纤维复合预制件的方法 | |
| WO1993009932A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines langgestreckten werkstücks aus faserverstärktem, aushärtbarem material, und gerät zur ausführung des verfahrens | |
| JP5852273B2 (ja) | ファンケースの製造方法 | |
| DE4238133A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Werkstücks aus faserverstärktem, aushärtbarem Material, und Gerät zur Ausführung des Verfahrens |