DE68912260T2 - Faserauflegevorrichtung und Faserauflegekopf. - Google Patents
Faserauflegevorrichtung und Faserauflegekopf.Info
- Publication number
- DE68912260T2 DE68912260T2 DE68912260T DE68912260T DE68912260T2 DE 68912260 T2 DE68912260 T2 DE 68912260T2 DE 68912260 T DE68912260 T DE 68912260T DE 68912260 T DE68912260 T DE 68912260T DE 68912260 T2 DE68912260 T2 DE 68912260T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fiber
- fiber laying
- pressure elements
- head according
- strip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 45
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 210000000245 forearm Anatomy 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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
- 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
- B29C70/32—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 on a rotating 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
- B29C70/382—Automated fiber placement [AFP]
- B29C70/384—Fiber placement heads, e.g. component parts, details or accessories
-
- 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
- B29C70/386—Automated tape laying [ATL]
- B29C70/388—Tape placement heads, e.g. component parts, details or accessories
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
- Y10T156/12—Surface bonding means and/or assembly means with cutting, punching, piercing, severing or tearing
- Y10T156/1348—Work traversing type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
- Y10T156/17—Surface bonding means and/or assemblymeans with work feeding or handling means
- Y10T156/1788—Work traversing type and/or means applying work to wall or static structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf Faserauflegemaschinen, die mehrfache Faserstränge oder -seile verwenden, die von einem Aufsteckgatter abgezogen und auf eine Oberfläche odei ein Werkstück aufgelegt werden. Die Erfindung findet auch Anwendung in Vorrichtungen zum Auflegen von faserverstärktem Verbundband.
- Faserauflegemaschinen können verwendet werden, um Faserseile auf flache, gebogene oder zusammengesetzte Konturen aufzulegen. Vorrichtungen aus dem Stand der Technik beinhalten Andruckelemente zum Verdichten und Komprimieren von Faserstrukturen, wobei die Andruckelemente Rollen und Gleitschuhe sein können.
- Aus der US-A-4052246 ist ein Faserauflegekopf zum Auflegen eines Faserstreifens auf eine Faserauflegefläche bekannt, der ein Gehäuse und eine Andruckvorrichtung mit einer Anzahl von Andruckelementen umfaßt, die vom Gehäuse getragen werden und im wesentlichen in der Richtung der Breite des Streifens angeordnet sind, wobei alle Andruckelemente unter der Wirkung von Federmitteln relativ zum Gehäuse beweglich sind, um zu ermöglichen, daß die Andruckelemente ein Band gegen eine konturierte Auflagefläche andrücken. Auf die EP-A-0204249 und die DE-A-2753272 wird ebenfalls Bezug genommen.
- Insoweit als die Andruckelemente beweglich sind, tritt eine Schwierigkeit darin auf, die Art und Weise festzulegen, in der die Andruckelemente die Arbeitsweise beeinflussen, wobei erfindungsgemäß diese Schwierigkeit durch das Merkmal überwunden wird, daß wenigstens eines der Andruckelemente relativ zum Gehäuse ortsfest ist, wobei, um eine Bezugsfläche zu schaffen, ein Kontaktmittel gegen die Andruckelemente angelegt wird, um ein Band gegen eine konturierte Auflagefläche anzudrücken.
- Die Erfindung wird in der Anwendung auf ein in einer Faserauflegemaschine verwendetes Andruckelement dargestellt, wobei ein Faserauflegekopf arbeitet, um das Andruckteil dazu zu veranlassen, einen Faserstreifen gegen eine Auflegefläche eines Bearbeitungsteils anzudrücken. Das Andruckteil umfaßt: einen Arm, der von einem Teil einer Faserauflegemaschine gehalten ist und eine Bezugsachse hat, die durch die Breite des Faserstreifens läuft; eine Anzahl von Plattenteilen, die von dem Arm Seite an Seite quer zur Bezugsachse gehalten werden, wobei sie wenigstens ein bewegliches Plattenteil beinhalten, d.h. beweglich hinsichtlich der Bezugsachse, und wenigstens ein ortsfestes Plattenteil, d.h. ortsfest hinsichtlich der Bezugsachse; auf den Plattenteilen angeordnete Kontaktmittel zum Berühren des Faserstreifens; Öffnungsmittel durch die Plattenteile hindurch; fluidbetätigte Federmittel, die in den Öffnungsmitteln zum Vorspannen des beweglichen Plattenteils und der Kontaktmittel gegen den Faserstreifen angeordnet sind, wenn die ortsfeste Platte und die Kontaktmittel durch den Arm gegen den Faserstreifen angedrückt werden; wobei die bewegliche Platte und die Kontaktmittel hinsichtlich der Bezugsachse schwimmend gelagert sind, um sich dadurch an Konturveränderungen über die Breite des Bandes auf der Auflegefläche anzupassen.
- Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Faserauflegemaschine.
- Fig. 2 ist eine Seitenansicht, die den vertikalen Vorarm der Faserauflegemaschine nach Fig. 1 zeigt, der einen Faserauflegekopf trägt.
- Fig. 3 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Faserauflegekopfs nach Fig. 2.
- Fig. 4 ist eine Seitenansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3
- Fig. 5 ist ein Schnitt durch die Achse der Andruckteilanordnung nach Fig 3.
- Fig. 6 ist eine seitliche Umrißdarstellung der Andruckteilanordnung.
- Fig. 7 ist eine seitliche Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in Fig. 5.
- Fig. 8 ist eine seitliche Schnittansicht entlang der Linie 8-8 in Fig. 5.
- Fig. 9 ist eine seitliche Schnittansicht entlang der Linie 9-9 in Fig. 5.
- Fig. 10 ist eine schematische Ansicht der Andruckelemente in Fig. 5.
- Fig. 11 ist eine alternative Ausführungsform des Andruckteils, ohne rotierende Elemente, entsprechend Fig. 7.
- Fig. 12 ist eine Schnittansicht durch das Andruckteil entlang Linie 12-12 in Fig. 6.
- Die in Fig. 1 bis 4 beschriebene Maschine ist Gegenstand einer Parallelanmeldung mit der Nummer 248702 (Anmeldetag 26. September 1988, US-A-4943338) mit dem Titel "Multi-Tow Fiber Placement Machine With Full Band Width Clamp, Cut, and Restart Capability" ("Mehrfachseil-Faserauflegemaschine mit Klemmschneide- und Neustartvermögen auf voller Bandbreite"), auf deren Offenbarung hiermit Bezug genommen wird.
- Fig. 1 zeigt eine Portalvorrichtung oder einen Roboter 10 mit einem erhöht liegenden Wegesystem, das zum Verfahren eines Schlittens 11 und eines Querschlittens 12 in X- und Y-Richtung in einer Ebene parallel zum Boden geeignet ist. Der Querschlitten 12 trägt einen Support 13 zur vertikalen Bewegung, und der Support 13 hat einen Vorarm 14, der einen Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) zum Betätigen eines am Ende des Vorarms 14 gehaltenen Gelenks 15 enthält. Der Vorarm 14 und das Gelenk 15 sind im wesentlichen wie das Reihenrollengelenk hergestellt, das in der US-A-4068536 der Cincinnati Milacron Inc., der Anmelderin der vorliegenden Erfindung, dargestellt ist. Der in Fig. 1 dargestellte Portalroboter 10 ist über die Cincinnati Milacron Inc. unter der Modellnummer T3-886, Reihe Portalindustrierobotor, kommerziell verfügbar, wobei auch andere, ähnliche Vorrichtungen ausreichen. Wie in dem vorerwähnten US-Patent beschrieben, hat das Gelenk 15 die Fähigkeit, eine Werkzeugplatte 16 in drei Stufen in Drehbewegung zu versetzen, und eine gewünschte Werkzeuganordnung oder ein Betätigungsende (nicht dargestellt) wird an der Werkzeugplatte 16 befestigt. Es ist wichtig, daß auch andere Gelenke, z.B. die Dreh-Biege-Dreh-Bauart von Manipulatoren verwendet werden können.
- Verschiedene Bearbeitungsstücke können innerhalb des Bereichs der Werkzeugplatte 16 auf dem Boden positioniert werden. Das Werkstück kann eben oder gekrümmt, drehend oder ortsfest sein.
- Eine servogesteuerte Spindeleinheit 17 ist dargestellt, die eine drehbare Spindel 18 zum Positionieren eines beispielhaften Werkstücks hat, z.B. einer Tragflächenform 19. Die Spindeleinheit 17 ist eigentlich ein Spindelstock, der ein Bearbeitungsteil um eine Bezugsachse 20, hier horizontal dargestellt, tragen, antreiben und positionieren kann.
- Hier sei bemerkt, daß unterschiedliche Spindeleinheiten und zusätzlich Reitstockspitzen 21 zum Positionieren des Bearbeitungsteils geeignet sein können.
- Eine numerische Computersteuerung (CNC) 22 wird zur Steuerung der räumlichen Positionierung mit mehreren Freiheitsgraden der Werkzeugplatte 16 und eines ausgewählten Betätigungsendes verwendet. Die CNC 22 steuert auch die Arbeitsposition bezüglich der Bezugsachse 20. Eine solche Steuerung ist unter der Handelsmarke ACRAMATIC, Modell 975-C CNC über Cincinnati Milacron Inc. kommerziell verfügbar.
- Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 ist die Maschine 10 eingerichtet, um lange und kurze Längeabschnitte von Faserseilen 23 auf die Tragflügelform 19 aufzulegen, wobei der Vorgang dem Aufwickeln von Fäden ähnelt, aber wobei sich die Seile entlang konkaven oder hinterschnittenen Flächen erstrecken können.
- Fig. 2 zeigt schematisch den vertikalen Vorarm 14 der Fig. 1 mit einem daran befestigten Aufsteckgatter 24. Ein Faserauflegekopf 25 ist an der Werkzeugplatte 16 des Gelenks befestigt und kann an die Werkstückoberfläche 26 angenähert werden, wobei der Fachmann würdigen wird, daß die Oberfläche sowohl eben als auch gekrümmt sein kann, und daß sich die Oberfläche 20 hinsichtlich des Faserauflegekopfs 25 bewegen kann und umgekehrt. Das Aufsteckgatter 24 und der Faserauflegekopf 25 sind somit auf einem gemeinsamen Vorarm 14 beweglich, und das Gelenk 15 ermöglicht eine Relativbewegung zwischen dem Auflegekopf 25 und dem Aufsteckgatter 24. Das Aufsteckgatter 24 ist schematisch mit acht Spulen 27 von Faserseilen 23 dargestellt, wobei jedes Seil 23 in bekannter Weise von einer Spule 27 abgezogen und über eine jeweilige, die Spannung aufrechterhaltende Rolle 28 gezogen wird. Die acht dargestellten Seile 23 werden um eine genutete Rolle 29 geführt, die am Vorarm 14 befestigt ist, und werden dann um ein Paar Umlenkrollen 30 gezogen, die auf einem Aufsteckgatterarm 31 und einem auskragenden Haltearm 32 des Auflegekopfs 25 gehalten sind. Es sei bemerkt, daß die Rolle 30 tatsuachlich eine Anordnung einzelner, unabhängig drehbarer, einzeln genuteter Rollensegmente ist, deren Details nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind. Die Umlenkrollen 30 sind in Lagerungen gehalten, so daß sie schwenken können und so automatisch gemäß dem Zug der Faserseile 23 ausgerichtet werden. Die Seile 23 werden durch eine Klemm-, Schneide- und Neustarteinheit ("CCR"-Einheit) 33 und schließlich um eine Andruckelementanordnung 34 geführt, wo sie auf die Bearbeitungsfläche 26 aufgedrückt werden.
- Die Einzellieiten der CCR-Einheit 33 sind nicht Teil der vorliegenden Erfindung, sondern sind Gegenstand der vorerwähnten Parallelanmeldung.
- Fig. 3 zeigt den Faserauflegekopf 25, der an der Werkzeugplatte 16 des Gelenks 15 befestigt ist, im einzelnen. Das oberste Ende des auskragenden Haltearms 32 des Auflegekopfs 25 besteht aus einer Platte 35 mit einer Durchgangsöffnung 36, wobei die Platte 35 eine reibungsarme Lagerung 37 trägt, welche die Umlenkrollenanordnung 38 trägt. Die Anordnung 38 besteht aus einer Platte 39 mit einer Durchgangsöffnung 40 und aus verschweißten, parallelen Seitenplatten 41. Die parallelen Platten 41 umschließen die Umlenkrolle 30, die auf einer rohrförmigen Lagerwelle 42, die sich durch die Seitenplatten 41 erstreckt, frei gelagert ist. Die Faserseile 23 sind parallel zueinander dargestellt, wobei sie um Nuten 30a in der Rolle 30 herum verlaufen und durch den offenen auskragenden Arm 32 zur CCR-Einheit 33 nach unten verlaufen.
- Der Hauptarm 43 des Auflegekopfs 25, s. Fig. 3 und 4, besteht aus einer Ausführung mit einer horizontalen, oberen Platte 44a, einer winklig verlaufenden, oberen Eckplatte 44b und einer vertikalen Rückplatte 45, die mit 6 Eckteilen 46a, b verschweißt ist. Eine Führungsbohrung 47 ist durch die obere Eckplatte 44b zum Eingriff mit der Gelenkwerkzeugplatte 16 vorgesehen. Drei vertikal ausgerichtete Kugelbüchsen 48 sind zur Führung eines vertikalen Schlittens 49 an der vertikalen Platte 45 des Hauptarms 43 befestigt. Der Schlitten 49 weist ein Paar Präzisionsstangen 50a, b auf, die durch geeignete Halteblöcke 51 an der Rückseite befestigt sind, wobei sich die Stangen 50a, b vertikal frei in den Kugelbüchsen 48 bewegen können. Der Schlitten 49 ist als genutete Platte mit gleichförmiger Dicke ausgeführt, und die unterste Schlittenkante 52 trägt die Andruckteilanordnung 34, die in Verbindung mit Fig. 5 bis 9 weiter beschrieben wird.
- In Fig. 5 und 6 ist die Andruckteilanordnung 34 von der unteren Fläche 52 des vertikalen Schlittens 49 auskragend dargestellt. Ein Winkelträger 200 erstreckt sich von der Platte 49 nach unten und ist mit einer horizontalen Bohrung 201 versehen, die eine Haltewelle 202 trägt. Die Haltewelle 202 hat einen Hauptdurchmesser 203, der in der Bohrung 201 aufgenommen ist, und ist mit einem rechteckigen Kopf 204 versehen, der mit seiner längeren Abmessung vertikal verläuft und mit einem kurzen Führungszapfen 205 versehen ist, der sich vom Kopf 204 erstreckt. Eine dünne, zentrale Scheibe 206 sitzt auf dem Führungszapfen 205, und eine zweite, identische Haltewelle 202 ist von der entgegengesetzten Seite der Scheibe 206 eingeschoben. Der Hauptdurchmesser 203 der zweiten Haltewelle 202 nimmt einen im allgemeinen zylindrischen, außenliegenden Halteblock 207 mit einer unteren Sehnenebene 208 auf, wobei die Teile in der in Fig. 12 gezeigten Art durch eine Anzahl unterer und oberer langer und kurzer Kopfschrauben 209a, b zu einer Einheit zusammengezogen und durch Stifte 209c, d ausgerichtet werden. Im wesentlichen bildet daher die Einheit eine stabile Achse mit seitlichen Führungen. Ein zentrales Kugellager 210 ist auf der zentralen Scheibe 206 aufgenommen, und ein hubbegrenzender Zapfen 211 erstreckt sich von den Seiten der Scheibe 206 in der Nähe der Oberseite. Der Zapfen erstreckt sich in vertikal kontrollierte Schlitze 212, die durch ein Paar aneinanderpassende Zwischenscheiben 213 gebildet werden, welche an die zentrale Scheibe 206 anliegen. Ein Paar Kugellager 210, identisch mit dem zentralen Kugellager 210, sind auf den Zwischenscheiben 213 aufgenommen. Ein flexibler, rohrförmiger, elastischer Schlauch oder eine Hülse 214 mit ringförmigen Endkanten 215 ist auf die drei Kugellager 210 aufgesetzt und mit jeder ihrer gegenüberliegenden Endkanten 215 mit einer Spannringanordnung gehalten, welche innere und äußere Ringe 216, 217 aufweist, die mit Senkkopfschrauben 218 flächig aneinander befestigt sind. Die Ringe 216, 217 haben ringförmige Kanten 219, 220, um die verformbare Hülse 214 festzuhalter. Jeder innere Ring 216 hat eine zentrale Bohrung 221, die auf eine Endscheibe 222 aufgepaßt ist und leicht darauf läuft. Ein elastischer Luftschlauch 223 mit geschlossenem Ende und rechteckigem Querschnitt (s. Fig. 6) erstreckt sich quer über die Unterseiten 224, 208 des Winkelträgers 200 und des außenliegenden Halteblocks 207, und der Schlauch 223 erstreckt sich durch die zentrale Scheibe 206, die Zwischenscheiben 213 und die Endscheiben 222. Der Schlauch 223 bildet eine fluidgefüllte Blase oder Vorspannfeder. Die zentrale Scheibe 206 (s. Fig. 7) ist mit einer rechteckigen Öffnung 225 versehen, die die genaue Form des Schlauchs 223 hat, da sich die zentrale Scheibe 206 hinsichtlich der Mittelachse 226 der Anordnung nicht bewegt. Jede Zwischenscheibe 213 (s. Fig. 8) hat aber einen länglichen Schlitz 227, der eng an den Seiten des Wellenkopfs 204 sitzt und sich über den Kopf 204 und um den elastischen Schlauch 223 herum erstreckt, da die Scheibe 213 so ausgelegt ist, daß sie in Vertikalrichtung frei beweglich ist. In ähnlicher Weise ist jede Endscheibe 222 (s. Fig. 9) mit einem länglichen, vertikalen rechteckigen Schlitz 228 versehen. Wenn die Hülse 214 gegen eine Fläche anliegt, die parallel zur Achse 226 quer zu ihrer Breite verläuft, werden die mittlere und die Endscheiben 213, 222 durch den elastischen Schlauch 223 in eine Position vorgespannt, die zentriert in Bezug auf die zentrale Scheibe 206 ist. Die Haltewelle 202 hat ein zentrales, mit einem Rohrgewinde versehenes Loch 229, welches sich zu einem quer dazu gebohrten und mit Gewinde versehenen Loch 230 erstreckt, das eine Verbindung zu dem elastischen Schlauch 223 herstellt, und Luftanschlüsse 231 (Fig. 5) leiten Druckluft zum Schlauch 223. Ein Paar hohler, mit einem Kopfabschnitt versehener Euchsen 232 sind durch das Innere des Schlauchs 223 eingefügt und über Gewinde im rechteckigen Kopf 204 aufgenommen, um den elastischen Schlauch 223 festzuhalten und abzudichten und um einen Luftdurchlaß zu schaffen. Die oberen Enden der Gewindelöcher 230 sind mit Gewindestopfen 230a verschlossen, und das Gebiet oberhalb der Stopfen 230a weist kein Gewinde auf und ist mit seitlichen Belüftungsöffnungen 204a und 49a verbunden. Die Enden des Schlauchs 223 sind durch eng sitzende, rechteckige Blöcke 233 (s. Fig. 6) verschlossen, so daß der Schlauch 223 seine rechteckige Form behält, und die Blöcke 233 sind durch im Winkelträger 200 und Halteblock 207 aufgenommene Zapfen 234 gehalten. Ein Gewindeloch 233a unterstützt das Herausziehen des Blocks 233 aus dem Schlauch 234. Ein Paar Klemmteile 235 ist um den Schlauch 223 und die Endblöcke 233 herum aufgenommen und jeweils am Winkelträger 200 und am äußeren Halteblock 207 durch ein Paar Kopfschrauben 236 gehalten.
- Die mittleren und Endscheiben 213, 222 sind hinsichtlich ihrer Breite so dimensioniert, daß sie einen leicht beweglichen Schiebesitz in Bezug auf den Kopf 204 der Haltewelle aufweisen.
- Daher bewegen sich die Zwischenscheiben und ihre jeweiligen Lagerungen 210 radial gemeinsam mit den Endscheiben 222 unter der Vorspannkraft des Schlauchs 223, um dem Schlauch 214 zu ermöglichen, sich an die Form der Fläche 26 anzupassen, wenn unterschiedliche Steigungen und Krümmungen quer zur Hülse 214 auftreten.
- Fig. 10 zeigt in schematischer Form die Andruckelemente der Fig. 5, wobei ein einteiliger Winkelträger 200a dargestellt ist und die flexible Hülse 214 gezeigt ist, wie sie sich an eine Auflegefläche 26 eines Werkstücks anpaßt, wobei ein Bezug für die Bezugsachse 226 gebildet wird. Links von der Mitte steigt ein Flächenabschnitt 26a an und rechts von der Mitte fällt ein Flächenabschnitt 26b ab, jeweils hinsichtlich der Bezugsfläche 26. Der zentrale Scheibenabschnitt 206a ist integral am Winkelträger 200a befestigt dargestellt. Die Unterseite 224a des Winkelträgers 200a, die der Auflagefläche 26 des Werkstücks gegenübersteht, erstreckt sich durch die mittleren und Endscheiben 213, 222 und auch durch den zentralen Scheibenabschnitt 206a, wobei die Fläche 224a eine zweckmäßige Bezugs- oder Hilfsfläche für den Urethanschlauch 223 bildet.
- Die Trägerfläche 224a bildet eine ausdehnbare Kammer innerhalb jeder der Öffnungen 227, 228 der mittleren und Endscheiben 213, 222. Der unter Druck stehende Schlauch 23 wirkt als aufgeblähte Blasenfeder, um die Scheiben 213, 222 zur Auflagefläche 26 des Werkstücks hin vorzuspannen.
- Bei bestimmten Anwendungen kann es erwünscht sein, daß das Andruckteil ein Gleitelement oder Schuh ist, der auf den Fasern am Auflagepunkt reibt. In einem solchen Fall wären die in Fig. 5 und 10 dargestellten Prinzipien weiterhin anwendbar, um eine Nachgiebigkeit bezüglich der Oberflächenkontur zu erzielen, aber die reibungsarmen Lagerungen 210 würden entfernt werden, und es könnten die nicht drehenden plattenartigen Scheiben 206, 213, 222 verwendet werden oder durch eine beliebige, zweckmäßige Form ersetzt werden; z.B. könnte der plattenartige Schuh 206b mit einem flexiblen Blech 214a um seine Unterseite herum ausgebildet werden und wie in Fig. 11 gezeigt an der Anordnung befestigt werden.
- Fachleute sollten würdigen, daß die plattenartigen Segmente oder Scheiben 206, 213, 222 hinsichtlich ihrer Anzahl und Abmessung verändert werden können, um einen weiten Bereich segmentierter Verdichtungsanordnungen zu erreichen.
- Fachleute sollten ebenfalls würdigen, daß in manchen Fällen die Faserseile durch ein Verbundfaserband ersetzt werden können, und daß die Erfindung somit zum Aufdrücken von Verbundfaserband verwendet werden kann, welches von einer Bandspule geliefert wird.
- Während die Erfindung in Zusammenhang mit einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt wurde, ist nicht beabsichtigt, daß die Erfindung in dieser Weise bescbränkt ist; die Erfindung bezieht sich stattdessen auf alle Ausführungsformen und Modi-Fikationen, die innerhalb des Bereichs der Ansprüche liegen.
Claims (7)
1. Faserauflegekopf zum Aufbringen eines Streifens von Fasern
(23) auf eine Auflegefläche (26), mit einem Gehäuse (200, 207,
200a) und einer Andruckvorrichtung, die eine Vielzahl von
Andruckelementen (206, 213) umfaßt, die vom Gehäuse getragen
werden und im wesentlichen in der Richung der Breite des
Streifens angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) wenigstens eines der besagten Andruckelemente (206)
relativ zum Gehäuse ortsfest ist, und wenigstens eines der
besagten Andruckelemente (213) relativ zum Gehäuse beweglich
ist; und
(b) ein Kontaktmittel (214) gegen die Andrückelemente (206,
213) angelegt wird.
2. Faserauflegekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das ortsfeste Andruckelement (206) zwischen beweglichen
Andruckelementen (213) angeordnet ist.
3. Faserauflegekopf nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet
durch ein Federmittel (223), um das besagte bewegliche
Andruckelement (206) in Richtung auf ein Werkstück zu drücken.
4. Faserauflegekopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das besagte Federmittel fluidbetätigt ist.
5. Faserauflegekopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktmittel (214) an beiden
äußeren Andruckelementen (222) befestigt ist.
6. Faserauflegekopf nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktmittel (214) flexibel
ist und sich benachbart zu den besagten Andruckelementen (206,
233)
erstreckt und daß das Federmittel (223) eine ausdehnbare
Fiuidblase enthält, die sich durch Öffnungen (225, 227, 228)
in den besagten Andruckelementen erstreckt.
7. Faserauflegemaschine (19) mit einem Streifen von Fasern
(23), der in Längsrichtung in Bezug auf eine
Faserauflegefläche (26) orientiert ist, und relativ dazu abläuft, wobei
die Länge des Streifen relativ lang im Vergteich zu seiner
Breite ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine (10)
einen Faserauflegekopf nach einem der vorangehenden Ansprüche
beinhaltet.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/248,695 US4869774A (en) | 1988-09-26 | 1988-09-26 | Compliant presser member for fiber placement machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE68912260D1 DE68912260D1 (de) | 1994-02-24 |
DE68912260T2 true DE68912260T2 (de) | 1994-07-28 |
Family
ID=22940269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE68912260T Expired - Lifetime DE68912260T2 (de) | 1988-09-26 | 1989-09-25 | Faserauflegevorrichtung und Faserauflegekopf. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4869774A (de) |
EP (1) | EP0361828B1 (de) |
JP (1) | JP2914384B2 (de) |
DE (1) | DE68912260T2 (de) |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5022952A (en) * | 1985-12-13 | 1991-06-11 | Cincinnati Milacron Inc. | Fiber placement machine |
US4954204A (en) * | 1988-11-25 | 1990-09-04 | Cincinnati Milacron Inc. | Presser member for contoured surfaces |
US5032206A (en) * | 1988-12-23 | 1991-07-16 | Vti Veneer Technology | Apparatus and method for applying an overlay to a curved surface |
US5015326A (en) * | 1989-05-08 | 1991-05-14 | The Boeing Company | Compliant tape dispensing and compacting head |
FR2650529B1 (fr) * | 1989-08-03 | 1991-11-08 | Aerospatiale | Dispositif applicateur pour machine de nappage au moyen de ruban de matiere composite |
US5110395A (en) * | 1989-12-04 | 1992-05-05 | Cincinnati Milacron Inc. | Fiber placement head |
US5058497A (en) * | 1990-12-17 | 1991-10-22 | Mcdonnell Douglas Corporation | Compliant pressure roller |
DE4139808C1 (de) * | 1991-12-03 | 1993-02-04 | Pelikan Ag, 3000 Hannover, De | |
FR2687389B1 (fr) * | 1992-02-17 | 1994-05-06 | Aerospatiale Ste Nationale Indle | Dispositif et procede pour realiser une piece de structure complexe par depose au contact de fil ou ruban. |
US5378303A (en) * | 1992-07-15 | 1995-01-03 | Moore Business Forms, Inc. | Single pass pressure sealer for planar or nested media |
FR2705655B1 (fr) * | 1993-05-26 | 1995-08-25 | Aerospatiale | Machine pour le bobinage-déposé au contact simultané d'une pluralité de fils individuels. |
EP0644040A1 (de) * | 1993-05-27 | 1995-03-22 | Cincinnati Milacron Inc. | Verfahren und Vorrichtung zum Auflegen von Verbundwerkstoffen |
ES2112088B1 (es) * | 1993-11-30 | 1998-11-01 | Torres Martinez M | Cabezal de encintado para la aplicacion de cinta de fibra de carbono o similar. |
US5472553A (en) * | 1993-12-30 | 1995-12-05 | The Boeing Company | Filament cutting and placement system |
US5454897A (en) * | 1994-05-02 | 1995-10-03 | Cincinnati Milacron Inc. | Presser member for fiber laying machine |
US5792308A (en) * | 1996-02-01 | 1998-08-11 | Compensating Tension Controls, Inc. | Apparatus for applying an adhesive coated tape on a core mounted on a mandrel |
US5766357A (en) * | 1996-09-19 | 1998-06-16 | Alliant Techsystems Inc. | Apparatus for fiber impregnation |
US6112792A (en) * | 1998-11-19 | 2000-09-05 | The Boeing Company | Fiber placement mid-span redirect |
US7353853B2 (en) * | 2005-05-03 | 2008-04-08 | Cincinnati Machine, Llc | Fiber placement machine |
US7810539B2 (en) * | 2005-08-25 | 2010-10-12 | Ingersoll Machine Tools, Inc. | Compaction roller for a fiber placement machine |
US8042594B2 (en) * | 2006-06-28 | 2011-10-25 | Alliant Techsystems Inc. | Compaction device for fiber placement using interdependent segment travel |
US8613302B2 (en) | 2011-03-02 | 2013-12-24 | Fives Machining Systems, Inc. | Reversing fiber placement head |
DE102013223851A1 (de) * | 2013-11-21 | 2015-05-21 | Airbus Operations Gmbh | Legevorrichtung und Verfahren zum Ablegen von Faserbändern |
AT514797B1 (de) | 2013-12-16 | 2015-04-15 | Gfm Gmbh | Vorrichtung zum Legen von Faserbändern |
AT514550B1 (de) * | 2013-12-16 | 2015-02-15 | Gfm Gmbh | Vorrichtung zum Legen von Faserbändern |
AT514551B1 (de) * | 2013-12-16 | 2015-02-15 | Gfm Gmbh | Vorrichtung zum Legen von Faserbändern |
JP6138736B2 (ja) * | 2014-09-11 | 2017-05-31 | 本田技研工業株式会社 | 繊維強化樹脂材の配設装置及び軸状複合部材の製造方法 |
CN104890244B (zh) * | 2015-06-11 | 2017-10-17 | 浙江闪铸三维科技有限公司 | 一种3d打印机用电动机挤出头 |
US10519965B2 (en) | 2016-01-15 | 2019-12-31 | General Electric Company | Method and system for fiber reinforced composite panels |
CN108749034A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-06 | 浙江大学 | 一种集成有丝束汇聚机构的铺丝头 |
CN109177234A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-11 | 航天材料及工艺研究所 | 一种复合材料多丝束同步叠层合束铺放装置 |
CN110962367B (zh) * | 2019-11-25 | 2021-07-13 | 航天材料及工艺研究所 | 一种适应于复合材料变轨迹自动铺放成型的铺带头及铺带方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2464020A (en) * | 1944-06-14 | 1949-03-08 | Gen Tire & Rubber Co | Tire building machine |
US2838091A (en) * | 1955-08-17 | 1958-06-10 | Gen Tire & Rubber Co | Tire building machine |
US4052246A (en) * | 1976-03-30 | 1977-10-04 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Stitcher for tire building |
DE2753272C2 (de) * | 1977-11-30 | 1985-08-29 | Metzeler Kautschuk GmbH, 8000 München | Anlegerolle |
US4351688A (en) * | 1979-12-10 | 1982-09-28 | General Dynamics Corporation | Composite tape laying machine |
FR2539122B1 (fr) * | 1983-01-10 | 1986-10-24 | Dassault Avions | Machine pour revetir une surface quelconque avec un materiau composite de fibres et de resine |
US4601775A (en) * | 1985-06-03 | 1986-07-22 | Cincinnati Milacron Inc. | Compliant presser member for composite tape laying machine |
-
1988
- 1988-09-26 US US07/248,695 patent/US4869774A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-09-22 JP JP1247877A patent/JP2914384B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1989-09-25 DE DE68912260T patent/DE68912260T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-25 EP EP89309724A patent/EP0361828B1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0361828A3 (en) | 1990-06-27 |
US4869774A (en) | 1989-09-26 |
DE68912260D1 (de) | 1994-02-24 |
JPH02139444A (ja) | 1990-05-29 |
JP2914384B2 (ja) | 1999-06-28 |
EP0361828A2 (de) | 1990-04-04 |
EP0361828B1 (de) | 1994-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE68912260T2 (de) | Faserauflegevorrichtung und Faserauflegekopf. | |
US4943338A (en) | Multi-tow fiber placement machine with full band width clamp, cut, and restart capability | |
DE69724387T2 (de) | Linearführung mit einer ende aufweisenden rollenkette | |
DE60305544T2 (de) | Mehrfachauflegekopf für Faserbändchen | |
DE69500513T2 (de) | Faserauflegevorrichtung, Pressgerät und Verfahren zum Auflegen und Kompaktieren von Faserstrangen | |
DE112008003227B4 (de) | Vorrichtung zum Auflegen von Material | |
DE3007362C2 (de) | Flachbandreifentestmaschine | |
EP0353376B1 (de) | Walzwerkzeug | |
DE68912732T2 (de) | Auflegevorrichtung für Verbundwerkstoff und Pressgerät dafür. | |
DE3429897C2 (de) | Einstellbare Geradführung für insbesondere Werkzeugmaschinen | |
DE19903840A1 (de) | Poliervorrichtung mit verbesserter Ausrichtung der Polierplatten | |
DE69005392T2 (de) | Auftragskopf für die Auflegung von Verbundwerkstoffbänder. | |
DE4337902C2 (de) | Stanze für Bahnmaterial | |
DE69813820T2 (de) | Bohrkopf mit vibrationseffekt | |
EP0619154B1 (de) | Richtapparat für drahtförmiges, mehrdrahtförmiges oder rohrförmiges Richtgut | |
DE3417588A1 (de) | Gekruemmte lagereinheit | |
DE3937207A1 (de) | Oberflaechenrauhigkeits-messgeraet | |
EP0479974A1 (de) | Führungsvorrichtung mit messeinrichtung | |
DE1525213A1 (de) | Kugellager und Verfahren sowie Vorrichtung zu dessen Herstellung | |
DE2756183C2 (de) | Präzisions-Vorschubtisch | |
DE68909351T2 (de) | Auflegevorrichtung für Fasern. | |
DE3619999A1 (de) | Zentrier- und spannsystem | |
EP0160954A1 (de) | Aufspulmaschine | |
EP0134398B1 (de) | Bausteinartiger kolbenbetriebener Linearantrieb | |
WO1995033595A1 (de) | Finishmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CINCINNATI MACHINE, LLC, HEBRON, KY., US |