ES2821000T3 - Máquina colocadora de fibras, así como procedimiento para la colocación de una banda de fibras en una pieza de trabajo - Google Patents

Abstract

una máquina colocadora de fibras (2) para la producción de mallas de fibras, que comprende una mesa de herramientas (23) para alimentar una pieza de trabajo (12) a lo largo de una dirección de alimentación (x); una cabeza de colocación (26) para aplicar las fibras (13) a la pieza (12); y una unidad de suministro de fibra (42) para suministrar una pluralidad de mechas de fibra (13) a la cabeza de colocación (26); en el que la pluralidad de fibras (13) se combinan en la cabeza de colocación (26) en una banda de fibras que se aplica a la pieza (12); en la que la cabeza de colocación (26) se mueve en relación con la unidad de suministro de fibra (42) en una dirección de colocación (y), en el que un dispositivo de sujeción (111) para sujetar de forma liberada los filamentos de fibra (13) está dispuesto en la cabeza de colocación (26), en el que la colocación de una porción de la banda de fibras (13) en la pieza de trabajo (12) se realiza después de que los filamentos de fibra (13) han avanzado por un golpe de colocación por medio de la cabeza de colocación (26) para que no se saque ninguna fibra (13) de la unidad de suministro de fibra (42) durante la aplicación de las fibras (13) a la pieza de trabajo (12).

Description

DESCRIPCIÓN

Máquina colocadora de fibras, así como procedimiento para la colocación de una banda de fibras en una pieza de trabajo

La invención se refiere a una máquina colocadora de fibras y a un procedimiento para la colocación de una banda de fibras en una pieza de trabajo.

Por la memoria impresa WO 2009/042 225 A2 se conoce una máquina colocadora de fibras para la fabricación de mallas de fibras. La máquina colocadora de fibras presenta una mesa de tres ejes que puede girar alrededor de un eje de rotación vertical en relación con un cabezal de colocación de fibras y que puede moverse linealmente en dos direcciones. En la mesa de tres ejes se dispone una mesa de vacío que sirve de superficie lisa de la herramienta. El cabezal de colocación de fibras se fija firmemente en un bastidor de máquina por encima de la mesa de vacío y presenta rieles de guía para una banda de fibras que puede ser desplazada en dirección vertical por medio de un actuador lineal para aportar la banda de fibras a la superficie de herramienta.

Por el documento EP 1001 066 A2 se conoce además una máquina colocadora de fibras para la producción de mallas de fibras con un cabezal de colocación provisto de un dispositivo de sujeción.

El objetivo de la invención es el de proponer una máquina colocadora de fibras que permita una colocación de fibras rápida y sin problemas.

Esta tarea se resuelve para una máquina colocadora de fibras antes mencionada con las características de la reivindicación 1. Mediante el preestirado de las fibras en la medida de colocación se consigue una colocación en el que las fibras se sacan de la unidad de suministro antes de la propia aplicación real, por lo que las fibras se desenrollan normalmente de los rodillos y pasan por varios elementos de desviación. Durante la posterior aplicación directa sobre la pieza de trabajo, las fibras ya no tienen que ser extraídas de la unidad de suministro de fibras. Esta división del avance de fibras permite una optimización de la respectiva sección de movimiento del cabezal de colocación.

En el sentido de la invención se entiende por pieza de trabajo cualquier base a la que se aplican las fibras según lo previsto. En especial, esta base puede ser una superficie plana, por ejemplo, en forma de una película que se puede retirar posteriormente o una superficie revestida de un material deslizante de un soporte del que se retira más tarde la capa de fibra. Asimismo, una malla de fibras parcialmente terminada u otra etapa preliminar de un producto a recubrir con fibras también constituye una pieza de trabajo en el sentido de la invención. En el caso de una base se puede tratar igualmente de una herramienta de moldeo premoldeada en la que se haya creado una forma definida de una cara inferior posterior de la malla de fibras.

Las distintas mechas de fibras de una máquina colocadora de fibras según la invención se recubren con preferencia previamente con un aglutinante tan pronto como se encuentren en la unidad de suministro de fibras. Estas fibras recubiertas previamente permiten una adhesión o unión especialmente controlada a la malla de fibras, siendo posible dosificar la cantidad de aglutinante de manera óptima en todo momento. Para mejorar el proceso de aglutinación se puede prever en el cabezal de colocación un dispositivo de calefacción, por ejemplo, en forma de radiador térmico. En principio, la aportación de fibras previamente revestidas al cabezal de colocación está asociada a requisitos específicos en comparación con las fibras no revestidas. Por esta razón, el diseño de una máquina colocadora de fibras según la invención puede optimizar especialmente el transporte de fibras revestidas. En círculos especializados, estos aglutinantes también se definen como matriz.

Por un dispositivo de sujeción que se pueda soltar se entiende cualquier dispositivo que, en un estado de sujeción, puede aplicar fuerzas de sujeción suficientes a las mechas de fibras para sacarlas de la unidad de suministro de fibra de forma fiable venciendo su resistencia debida a la fricción.

Por unidad de suministro de fibras se entiende en el sentido de la invención cualquier zona de reserva para el suministro de las mechas de fibras. En particular, las respectivas mechas de fibras se pueden enrollar en bobinas intercambiables. La unidad de suministro de fibras comprende también elementos de desviación para las mechas de fibras por medio de las cuales se produce la aportación al cabezal de colocación móvil. Por lo tanto, un posicionamiento de las bobinas intercambiables o de un cojinete de bobina en relación con el cabezal de colocación se puede elegir en gran medida de forma libre.

En el caso de las formas de realización generalmente preferidas de la invención, las bobinas pueden estar asentadas en ejes de giro accionados conducidos en sentido contrario a una dirección de desenrollado, presentando los accionamientos de los ejes de giro un limitador de par. La limitación del par se puede llevar a cabo, por ejemplo, mediante un embrague de fricción o también mediante la activación dependiente del par de un accionamiento eléctrico. De esta manera, la respectiva mecha de fibras se puede mantener, en caso necesario, en una pretensión definida, especialmente durante el desenrollado.

De manera generalmente preferida, la unidad de suministro de fibras puede presentar uno o más alimentadores compensadores para mantener el transporte de las mechas de fibras bajo una tensión definida y homogeneizarlas.

En general, la pieza de trabajo se dispone en la máquina colocadora de fibras de manera que pueda girar alrededor de un eje, de modo que la dirección de colocación de las fibras en relación con la pieza de trabajo se pueda ajustar.

Según las necesidades, un soporte de la pieza de trabajo también puede realizar otros movimientos, por ejemplo, en un plano paralelo a la dirección de colocación.

En una forma de realización preferida de la invención, la unidad de suministro de fibras se monta de forma fija. Esto permite una gran reserva de mechas de fibras con un buen acceso de mantenimiento. Con especial preferencia, pero no necesariamente, el cabezal de colocación sólo se puede desplazar en exactamente un plano en relación con la unidad de suministro de fibras. Esta limitación del movimiento del cabezal de colocación en un plano puede realizarse con medios relativamente sencillos para guiar las mechas de fibras entre el cabezal de colocación y la unidad de suministro de fibras.

De manera generalmente preferida se prevé que el dispositivo de sujeción se separe durante la colocación de la sección de la banda de fibras. Durante este proceso se coloca una longitud sacada en la medida de colocación de la banda de fibras, que se encuentra en una zona de almacenamiento entre la unidad de suministro de fibras y el cabezal de colocación. El cabezal de colocación se desplaza principalmente en la dirección opuesta a la del movimiento por medio del cual se produce el avance de la banda de fibras.

En una variante detallado generalmente preferida de la invención, el dispositivo de sujeción comprende al menos uno, con especial preferencia dos rodillos de sujeción interactivos. El empleo de rodillos de sujeción reduce la acumulación de abrasión de aglutinante y de fibras y permite establecer fácilmente un par inicial de arranque para proteger la instalación en caso de mal funcionamiento. De manera especialmente preferida los rodillos de tracción pueden estar provistos de una rueda libre en dirección opuesta a la dirección de tracción. De esta manera, los rodillos de sujeción se pueden presionar, por ejemplo, el uno contra el otro si un elemento de transporte dispuesto hacia abajo de los rodillos de sujeción ya está tirando de los filamentos de fibra para su colocación. En una forma de realización detallada preferida, los rodillos de sujeción sólo se sueltan justo después del comienzo de este avance para igualar el guiado de fibras en su conjunto.

Un cabezal de colocación diseñado generalmente de manera ventajosa comprende dos alimentadores que se desarrollan en ángulo el uno respecto al otro, guiándose por medio del primero de los alimentadores un primer grupo de mechas de fibras y por medio del segundo de los alimentadores un segundo grupo de mechas de fibras hasta una zona de cruce para unir los dos grupos de mechas de fibras en la banda de fibras. Los grupos de mechas de fibras se pueden disponer perpendiculares a la dirección de colocación y estar desplazados en una anchura de mecha de fibras y los grupos unidos de mechas de fibras se pueden homogeneizar y aplicar a la pieza de trabajo, por ejemplo, mediante un rodillo de compactación. En lo que se refiere a la orientación de las guías, un cabezal de colocación con dos guías como éste se configura preferiblemente de forma simétrica con respecto a un plano central.

Generalmente se prefiere que las fibras puedan ser cortadas por medio de un dispositivo de corte dispuesto en el cabezal de colocación, comprendiendo el dispositivo de corte una pluralidad de elementos cortantes que se pueden activar por separado y que pueden cortar diferentes partes de las fibras de forma transversal respecto a la dirección de colocación. De este modo, la forma del principio y/o del final de la respectiva banda colocada se pueden configurar de manera que, incluso con piezas de trabajo cualquier forma, se produzca por el borde, como máximo, un ligero exceso o una ligera falta de la banda de fibras.

En una variante de realización perfeccionada especialmente preferida, el dispositivo de corte presenta un elemento actuador para el accionamiento de al menos uno de los elementos de corte, configurándose el elemento actuador separado del elemento de corte. El elemento actuador se dispone con especial preferencia en una parte superior del cabezal de colocación, que puede ser desmontada para su mantenimiento. Esa parte superior se puede diseñar, por ejemplo, de manera que pueda abrirse en relación con una parte inferior, de modo que los elementos de corte sujetos a desgaste, y en su caso otros elementos mecánicos del cabezal de colocación, sean fácilmente accesibles en la parte inferior. Se entiende que, en caso de una configuración del cabezal de colocación con dos guías desarrolladas en ángulo entre sí, se dispone preferiblemente una parte superior por encima de cada una de las guías. Las mechas de fibras se pueden extender especialmente entre la parte superior y la parte inferior en el cabezal de colocación. En el cabezal de colocación se prevé ventajosamente al menos un rodillo de transporte para el avance accionado, disponiéndose el rodillo de transporte entre el dispositivo de sujeción y un rodillo de compactación del lado de la salida del cabezal de colocación. El avance accionado de las mechas de fibras sirve para una aplicación especialmente uniforme de la banda de fibras. Además, el rodillo de transporte sirve para la aportación de un extremo de la banda de fibras cortada en el cabezal de colocación a la pieza de trabajo, a fin de comenzar con la colocación de una nueva banda de fibras.

En una forma de realización generalmente preferida de la invención, la máquina colocadora de fibras se monta completamente en un bastidor de máquina. Esto permite en caso necesario una simple reubicación o sustitución de toda la máquina colocadora de fibras en una planta de producción sin necesidad de desmontar todas las partes de la máquina. Este diseño favorece además la integración de la máquina colocadora de fibras en una planta de producción automatizada.

La máquina colocadora de fibras presenta también ventajosamente una carcasa cerrada climáticamente. Esto ha de entenderse en el sentido de la invención de manera que al menos una zona de la máquina colocadora de fibras que rodea la pieza de trabajo está provista de un sistema de acondicionamiento controlado dentro de la carcasa. Este acondicionamiento es importante para un buen resultado, especialmente durante e inmediatamente después de la colocación de las bandas de fibras. Un sistema de acondicionamiento en el sentido de la invención comprende también un simple control de la temperatura sin influir en la humedad del aire.

Para poder manejar la máquina colocadora de fibras con facilidad y para favorecer una integración en una línea de producción automatizada, la pieza de trabajo se dispone preferiblemente en una paleta que puede ser transportada automáticamente. Por paleta ha de entenderse, en el sentido de la invención, cualquier soporte intercambiable para la pieza de trabajo.

En el caso de un posible diseño perfeccionado se puede ahorrar espacio de transporte si se inclina una superficie de paleta que sostiene la pieza de trabajo en un ángulo de menos de 30 grados con respecto a una vertical. Esto incluye especialmente una orientación vertical de la superficie. De esta manera, se puede utilizar una gran altura de una nave de producción sin ocupar demasiado espacio en anchura durante el transporte y la aportación de la paleta con la pieza de trabajo. En este sentido, también se puede prever que la dirección de colocación se desarrolle en un plano inclinado en menos de 30 grados frente a la vertical.

La tarea de la invención también se resuelve con un procedimiento para la colocación de una malla de fibras en una pieza de trabajo, que comprende los pasos:

a. fijación de las fibras a colocar en un dispositivo de sujeción de un cabezal de colocación;

b. desplazamiento relativo del cabezal de colocación respecto a una unidad de suministro de fibras en una posición inicial, sacándose las fibras de la unidad de suministro de fibras en una medida de colocación;

c. separación del dispositivo de sujeción;

d. desplazamiento del cabezal de colocación de la posición inicial a una posición final mientras se colocan las fibras en la pieza de trabajo, de modo que durante la aplicación de las fibras 13 en la pieza de trabajo 12 no se saquen las fibras 13 de la unidad de suministro de fibras 42.

Por medio de este procedimiento se garantiza una colocación uniforme de las fibras en la pieza de trabajo sin que se introduzcan fuerzas indeseadas como consecuencia de la extracción simultánea de las mismas de la unidad de suministro de fibras. Además, la velocidad de extracción de las fibras y la velocidad de su colocación se pueden ajustar de forma independiente, con lo que el proceso completo se optimiza. Por regla general, la extracción de las fibras se produce en el transcurso de un movimiento inicial de ida del cabezal de colocación durante el cual no hay contacto con la pieza de trabajo. Posteriormente, el cabezal de colocación se coloca sobre la pieza de trabajo para que mediante un movimiento de vuelta las fibras sacadas se coloquen sobre la pieza de trabajo.

Con especial preferencia el procedimiento se realiza por medio de una máquina colocadora de fibras según la invención. En particular, cada una de las características específicas de una máquina colocadora de fibras según la invención es idónea como una característica individual para mejorar un procedimiento según la invención.

Con preferencia, después del paso c. las fibras se mueven en relación con el cabezal de colocación por medio de un rodillo de transporte accionado, con lo que las fibras no se sacan de la unidad de suministro de fibras por medio del rodillo de transporte. Así se puede conseguir de forma sencilla un avance inicial para poner en marcha el proceso de colocación.

Cabe señalar que, en dependencia del diseño de la máquina colocadora de fibras, se puede prever cualquier número de pasos intermedios entre los pasos de procedimiento antes mencionados. En el marco de todos los pasos previstos, debe asegurarse en particular que siempre haya algún tipo de fijación de las fibras para evitar que éstas salgan del cabezal de colocación de fibras de manera incontrolada.

Además, se puede prever un sistema para la producción de componentes compuestos de fibras que comprenda

al menos una primera máquina colocadora de fibras para la aplicación de mallas de fibras a una pieza de trabajo; y

otra estación de procesamiento diferente a la máquina colocadora de fibras, para la modificación de la pieza de trabajo,

siendo posible trasladar la pieza de trabajo por medio de un dispositivo de transporte automatizado tanto a la máquina colocadora de fibras como a la otra estación de procesamiento posterior.

Hasta ahora, las máquinas colocadoras de fibras se han utilizado como máquinas individuales para la producción de componentes altamente individuales y complejos en pequeñas cantidades. A fin de lograr un alto rendimiento de las piezas de trabajo en el marco de la producción en serie, se prevé la conexión preferida entre una máquina colocadora de fibras y una producción automatizada de piezas de trabajo.

Generalmente se prefiere que al menos una máquina colocadora de fibras de un sistema preferido se diseñe como una máquina colocadora de fibras según la invención. Sin embargo, generalmente un sistema preferido puede presentar también varias máquinas de colocación de fibras de diferentes diseños para optimizar el proceso de producción de las piezas.

En una forma de realización especialmente preferida, el sistema comprende una segunda máquina colocadora de fibras separada de la primera máquina colocadora de fibras y conectada a la primera máquina colocadora de fibras por medio del sistema de transporte automatizado. Con preferencia, pero no necesariamente, las dos máquinas de colocación de fibras son idénticas en su construcción.

En una primera variante perfeccionada posible, las máquinas de colocación de fibras están pensadas como estaciones de procesamiento paralelas que ejecutan los mismos pasos de procesamiento en piezas de trabajo procesadas simultáneamente. De esta manera el rendimiento se puede incrementar y se adapta a un posible mayor rendimiento de otras estaciones de procesamiento.

En una forma de realización alternativa o complementaria se prevé que las máquinas de colocación de fibras como estaciones de procesamiento secuencial ejecuten sucesivamente diferentes pasos de procesamiento en una pieza de trabajo. De esta manera, la fabricación de la pieza de trabajo puede optimizarse aún más y, además se pueden llevar a cabo otros pasos de procesamiento entre los procesamientos en las máquinas de colocación de fibras.

De manera generalmente ventajosa, el sistema comprende al menos una estación de amortiguación para la recepción, el almacenamiento y la transferencia de varias piezas de trabajo. Esto permite una logística considerablemente mejorada en una producción automatizada de alto rendimiento. Con preferencia, las piezas de trabajo permanecen en las estaciones de almacenamiento temporal en sus respectivas paletas.

En una variante de realización preferida, la estación de procesamiento adicional comprende al menos un dispositivo seleccionado de entre el grupo de dispositivos de moldeo, cámaras de temperatura y/o dispositivos de pintura. Una estación de procesamiento como ésta se combina especialmente de forma ventajosamente automatizada con la máquina de colocación de fibras para la producción de piezas en serie para automóviles o aeronaves.

Para ahorrar espacio en el suelo y para mejorar la flexibilidad en general, el sistema de transporte automatizado comprende preferiblemente un dispositivo de carga por medio del cual es posible cargar y descargar la máquina colocadora de fibras desde un solo lado. Esto permite que la pieza de trabajo entre y salga de la máquina colocadora de fibras a modo de callejón sin salida. En general se considera ventajoso que por medio del dispositivo de carga se pueda cambiar al mismo tiempo una pieza de trabajo procesada por una pieza de trabajo no procesada.

En este caso, el dispositivo de carga se puede configurar en una forma de realización detallada preferida a modo de dispositivo de cambio de giro que comprende un soporte giratorio para la recepción de al menos dos piezas de trabajo.

Además, se describe una máquina colocadora de fibras combinada con un dispositivo de carga descrito anteriormente, mediante el cual la carga y descarga de la máquina colocadora de fibras se puede llevar a cabo desde un solo lado. Se entiende que esa máquina colocadora de fibras puede presentar también cualquiera de las demás características de las máquinas de colocación de fibras antes descritas.

Por lo general se prefiere que un cabezal de colocación de la máquina colocadora de fibras se pueda mover en un plano vertical, siendo el ángulo entre el plano y un recorrido de carga de la máquina colocadora de fibras de entre 0° y 30°. Esto permite la construcción de una máquina colocadora de fibras que ocupa poco espacio y es especialmente estrecha. Con especial preferencia, el recorrido de carga y el plano presentan un ángulo de 0°, es decir, se disponen de forma paralela o en línea. En general, el cabezal de colocación sólo puede moverse en el plano vertical.

Por un recorrido de carga se entiende generalmente una sección especialmente recta para el transporte automatizado de la pieza de trabajo entre una zona exterior de la máquina colocadora de fibras y una posición de procesamiento de la pieza de trabajo. Por lo tanto, el recorrido de carga es, por un lado, una parte del dispositivo de transporte automatizado y, por otro lado, una parte de la máquina colocadora de fibras.

En un posible ejemplo realización, un cabezal de colocación de la máquina colocadora de fibras se puede mover en un plano vertical, comprendiendo un depósito de bobinas fibras de la máquina colocadora de fibras una pluralidad de bobinas de fibras con ejes de bobina paralelos entre sí, oscilando un ángulo entre los ejes de bobina y el plano vertical entre 60° y 90°. Debido a la disposición de los depósitos de bobinas de fibra y de las correspondientes guías de fibras, esto permite también una máquina colocadora de fibras estrecha. Con especial preferencia el ángulo es de unos 90°. De esta manera, el recorrido de carga, el cabezal de colocación y los depósitos de bobinas de fibras se pueden disponer unos detrás de otros aproximadamente en una línea. En particular, se prevén por lo menos dos depósitos de bobinas de fibras asignados respectivamente a un grupo de mechas de fibra y dispuestos uno al lado del otro.

Las formas de realización antes descritas de la máquina colocadora de fibras con respecto a la orientación del plano de movimiento del cabezal de colocación, al recorrido de carga y/o a los ejes de la bobina permiten amplias libertades en el diseño constructivo y en el dimensionamiento. Esto se refiere especialmente a la disposición de otros componentes de la máquina colocadora de fibras, en particular de una unidad de control eléctrica y de una unidad de acondicionamiento.

Se describe igualmente un sistema para la fabricación de componentes compuestos de fibra, que comprende al menos una primera máquina colocadora de fibras para la aplicación de mallas de fibras a una pieza de trabajo y otra estación de procesamiento idéntica o diferente para la modificación de la pieza de trabajo;

pudiéndose transportar la pieza de trabajo por medio de un dispositivo de transporte automatizado tanto a la máquina colocadora de fibras como a la estación de procesamiento adicional y

comprendiendo el dispositivo de transporte un dispositivo de carga mediante el cual la carga y descarga de la instalación de colocación de fibras se puede llevar a cabo desde un solo lado. Con especial preferencia, el dispositivo de carga se configura en una forma de realización detallada preferida a modo de sistema de cambio de giro, que comprende un soporte giratorio para la recepción de al menos dos piezas de trabajo. Este sistema se puede combinar con todas las características individuales de un sistema descrito anteriormente. En particular, la máquina colocadora de fibras puede ser una máquina colocadora de fibras como la que se ha descrito antes.

Otras ventajas y características de la invención resultan de los ejemplos de realización descritos a continuación, así como y de las reivindicaciones dependientes.

A continuación, se describen varios ejemplos de realización de la invención, que se explican con más detalle a la vista de los dibujos adjuntos. El dibujo muestra en la

Figura 1 una representación esquemática de un sistema para la fabricación de componentes compuestos de fibras según un primer ejemplo de realización con varias máquinas colocadoras de fibras dispuestas en paralelo para la producción de mallas de fibras;

Figura 2 una vista en perspectiva de una máquina colocadora de fibras según la invención, especialmente como parte del sistema representado en la figura 1;

Figura 3 una vista en planta de la máquina colocadora de fibras de la figura 2;

Figura 4 un corte en perspectiva a través de la máquina colocadora de fibras de la figura 3 a lo largo de la línea de corte IV-IV;

Figura 5 una representación esquemática de un sistema para la fabricación de componentes compuestos de fibras según un segundo ejemplo de realización con máquinas colocadoras de fibras dispuestas en línea para la producción de mallas de fibras;

Figura 6 otra forma de realización en la que se prevé un dispositivo de carga unilateral para una máquina colocadora de fibras;

Figura 7 una vista tridimensional de un cabezal de colocación de la máquina colocadora de fibras según la invención de la máquina colocadora de fibras de la figura 2;

Figura 8 el cabezal de colocación de la figura 7 en una posición abierta con fines de mantenimiento;

Figura 9 el cabezal de colocación de la figura 8 desde otra perspectiva y

Figura 10 un corte a través del cabezal de colocación de la figura 7 a lo largo de la línea de corte X-X;

Figura 11 una primera modificación de la forma de realización de la figura 6;

Figura 12 una segunda modificación de la forma de realización de la figura 6.

A continuación, se describe un primer ejemplo de realización de la invención a la vista de las figuras 1 a 4. Un sistema para la fabricación de componentes compuestos de fibras 1, en adelante denominado también como instalación de colocación de fibras, presenta varias máquinas colocadoras de fibras 2 para la producción de mallas de fibras 3. Las máquinas colocadoras de fibras 2 son idénticas en su construcción. En la figura 1, por ejemplo, la instalación de colocación de fibras 1 presenta seis máquinas colocadoras de fibras idénticas 2 dispuestas en dos grupos. Cada grupo presenta tres máquinas colocadoras de fibras 2 dispuestas en paralelo. Para la carga y descarga automáticas de las máquinas colocadoras de fibras 2, la instalación colocadora de fibras 1 está provista de un dispositivo de transporte 4, 5. El dispositivo de transporte presenta, por ejemplo, varios carros de transporte 4, que se pueden desplazar en una guía 5. La guía 5 presenta una sección de carga 6, que se extiende desde un punto de recogida 7 hasta el respectivo lado de carga 8 de las máquinas colocadoras de fibras 2.

En la sección de carga 6 se dispone al menos un carro de transporte 4 de forma desplazable. La guía 5 presenta además una sección de descarga 9, que se extiende desde un respectivo lado de descarga 10 de las máquinas colocadoras de fibras 2 hasta un punto de depósito 11. En la sección de descarga 9 se dispone al menos un carro de transporte 4 de forma desplazable.

Con el dispositivo de transporte 4, 5, las piezas de trabajo 12, es decir, los objetos a cubrir con fibras 13, se pueden trasladar desde el punto de recogida 7 a los lados de carga 8 y las piezas de trabajo 12 cubiertas con fibras 13 se pueden trasladar desde los lados de descarga 10 al punto de depósito 11.

Las piezas 12 están dispuestas en las paletas 14. Las máquinas colocadoras de fibras 2 son idénticas en su construcción, por lo que a continuación sólo se describe una de ellas.

La máquina colocadora de fibra 2 presenta un bastidor de máquina 15 con un lecho de máquina 16 y travesaños 17, 18 dispuestos en el mismo. El lecho de máquina 16 se extiende esencialmente en una dirección horizontal x y en una dirección horizontal y perpendicular respecto a la primera. Los travesaños 17, 18 se desarrollan paralelos a la dirección y, y se disponen en dirección x distanciados en el lecho de máquina 16. Los travesaños 17, 18 se disponen respectivamente en los dos extremos por medio de largueros 19 en dirección z por encima del lecho de máquina 16.

La dirección z es perpendicular a la dirección x- e y, por lo que las direcciones x-, y- y z forman un sistema de coordenadas cartesianas.

En el lecho de máquina 16 se disponen dos rieles de guía X 20, que se extienden en la dirección x y que están distanciados en la dirección y. En los rieles de guía x 20 se apoya un carro x 21, que se puede desplazar en dirección x entre el lado de carga 8 y el lado de descarga 10 por medio de un motor de accionamiento x 22. Para este propósito, los rieles guía 20 se extienden en la dirección x a lo largo de todo el lecho de máquina 16. En el carro x 21 se dispone una mesa de herramientas 23, que con ayuda de un motor de accionamiento c 24 puede girar alrededor de un eje pivotante vertical 25. El eje pivotante vertical 25 se define también como eje c. El eje c 25 es paralelo a la dirección z. La mesa de herramientas 23 sólo puede ser movida linealmente en la dirección x por medio del carro X 21. La mesa de herramientas 23 sirve para el posicionamiento de la respectiva pieza de trabajo 12 en relación con un cabezal de colocación de fibras 26 (en adelante denominada cabezal de colocación). Para la sujeción y liberación mecánica de las paletas 14 con la respectiva pieza de trabajo 12, la mesa de herramientas 23 presenta varias unidades de sujeción 27. Las unidades de sujeción 27 se representan esquemáticamente en la figura 3. En principio, las unidades de sujeción 27 son conocidas y están diseñadas, por ejemplo, como tensores de punto cero 15. Las unidades de sujeción 27 pueden ser accionadas electromecánica, hidráulica o neumáticamente. Para la colocación de las fibras 13 en una superficie bidimensional o tridimensional S de la respectiva pieza de trabajo 12, el cabezal de colocación 26 se puede posicionar en dirección z por encima de la mesa de herramientas 23.

El cabezal de colocación 26 se puede desplazar a lo largo de la dirección y, y a lo largo de la dirección z. Para ello, se monta en los travesaños 17, 18 un carro y 28, que se puede desplazar linealmente a lo largo de la dirección y por medio de un motor de accionamiento y 29. El carro y 28 se apoya en rieles de guía y 30 dispuestos en la parte superior de los travesaños 17, 18. El carro y 28 se extiende entre los travesaños 17, 18. Para el desplazamiento del cabezal de colocación 26 en dirección z se dispone en el carro y 28 un carro z 31. El carro z 31 se apoya en rieles de guía z 32 y se desplaza por medio de motores de accionamiento z 33 a lo largo de la dirección z. Los rieles de guía z 32 se desarrollan paralelos a la dirección z y están distanciados en la dirección x.

El cabezal de colocación 26 se dispone en el carro z 31. Con preferencia, el cabezal de colocación 26 se fija de forma intercambiable. El cabezal de colocación 26 sólo puede moverse linealmente en la dirección y. No es posible girar el cabezal de colocación 26 en el carro z 31.

En una forma de realización alternativa no representada, el cabezal de colocación 26 puede girar adicional o alternativamente alrededor de un eje de giro paralelo a la dirección X, es decir, puede formar un eje a. Esto permite la producción de mallas de fibras tridimensionales 3 comparativamente más curvadas.

El cabezal de colocación 26 se puede desplazar linealmente a lo largo de la dirección z por medio del carro z 31 en al menos 200 mm, especialmente en al menos 400 mm, y con preferencia en al menos 600 mm. Para la fabricación de las mallas de fibras tridimensionales 3, una unidad de control 34 de la máquina colocadora de fibras 2 se ha configurado de manera que el cabezal de colocación de fibras 26 pueda desplazarse linealmente, durante la colocación de fibras 13 por medio del carro z 31, en un tramo de al menos 50 mm, en particular de al menos 100 mm, y con preferencia de al menos 150 mm.

Para el desplazamiento de la mesa de herramientas 23 a lo largo de la dirección x se han configurado, por debajo de los travesaños 17, 18 y entre los respectivos largueros correspondientes 19, orificios de paso 35, 36 para la mesa de herramientas 23. Para la carga automática de la mesa de herramientas 23 con paletas 14, se ha dispuesto por el lado de carga 8 una primera unidad de manipulación de paletas 37, mientras que para la descarga automática de las paletas de herramientas de moldeo 14 de la mesa de herramientas 23, se ha dispuesto por el lado de descarga 10 una segunda unidad de manipulación de paletas 38. Las unidades de manipulación 37, 38 se fijan a lo largo de la dirección x en los extremos del lecho de máquina 16. Las unidades de manipulación de paletas 37, 38 están diseñadas como unidades de elevación que sirven para subir y bajar las paletas 14.

Para ello, las unidades de manipulación de paletas 37, 38 presentan al menos tres, en particular al menos cuatro elementos de elevación 39. Los elementos de elevación 39 comprenden un pistón 40, que puede desplazarse en un cilindro correspondiente 41 a lo largo de la dirección z. Los elementos de elevación 39 pueden ser accionados electromecánica, neumática o hidráulicamente. En especial, los elementos de elevación 39 pertenecientes a la respectiva unidad de manipulación de paletas 37, 38 son accionados de forma sincronizada por medio de la unidad de control 34 para elevar o depositar una paleta de herramientas de moldeo 14.

La máquina colocadora de fibras 2 presenta una unidad de suministro de fibras 42 para la aportación de las fibras 13 a colocar. La unidad de suministro de fibras 42 presenta dos depósitos de bobinas de fibras 43, 44, disponiéndose un primer depósito de bobinas de fibras 43 en la dirección x junto al primer travesaño 17 y un segundo depósito de bobinas de fibras 44 junto al segundo travesaño 18. Los depósitos de bobinas de fibras 43, 44 están fijados en la dirección y en el extremo del lecho de máquina 16. Los depósitos de bobinas de fibras 43, 44 presentan respectivamente varios portabobinas 45 para bobinas de fibras 46. Las bobinas de fibras 46 se disponen en el respectivo portabobinas 45 y se apoyan de manera que puedan girar alrededor de un respectivo eje de giro horizontal 47. El respectivo eje de giro horizontal 47 se desarrolla paralelo a la dirección y.

Desde las bobinas de fibras, las fibras 13 se conducen, respectivamente en forma de una mecha de fibras, al cabezal de colocación 26. En el cabezal de colocación, las distintas mechas de fibras se juntan en una banda de fibras y se homogeneizan antes de que la banda de fibras se aplique a la pieza de trabajo.

En este caso, los ejes de giro 47 de los portabobinas están dotados de un accionamiento, por lo que las bobinas se encuentran en ejes 47 accionados en contra de una dirección de desenrollado, presentando los accionamientos de los ejes 47 un limitador de par. La limitación del par se puede producir, por ejemplo, por medio de un embrague de fricción o también por medio de un control dependiente del par de un accionamiento eléctrico. De esta manera, la respectiva mecha de fibras puede mantenerse, en caso necesario, en una pretensión definida, especialmente durante el desenrollado.

Las fibras o mechas de fibras 13 pueden ser aportadas a través de elementos de guía 50 en forma de rodillos de guía al respectivo compensador 48, 49, que sirve para la compensación de los cambios en una tensión de tracción que actúa sobre las fibras 13. El respectivo compensador 48, 49 presenta elementos de desviación 51 en forma de rodillos de desviación, que pueden desplazarse a lo largo de la dirección z y pretensar las fibras 13 por medio de pesos. Los elementos de desviación 51 también se llaman bailarines. Con el desplazamiento de los elementos de desviación 51 se pueden compensar los efectos dinámicos que se producen, por un lado, por la inercia de las bobinas de fibras 46 y, por otro lado, por un transporte desigual de las fibras 13 en caso de corte de fibras individuales 13 durante la colocación de las fibras 13. Las fibras 13 se pueden desviar a través de elementos de guía 53 en forma de rodillos de guía y conducir fuera de los respectivos depósitos de bobinas de fibras 43, 44. La posición de los elementos de desviación 51 se controla durante el funcionamiento de los compensadores 48, 49. Para ello se utilizan sensores 52 que determinan la desviación en dirección z de los elementos desviadores 51. La desviación en la dirección z se regula en torno a una posición teórica dotando a los portabobinas de fibras 45 de un freno ajustable. En el caso del freno se trata preferiblemente de un accionamiento de par limitado que actúa en contra de la dirección del devanado.

Las fibras 13 salen de los depósitos de bobinas de fibras 43, 44 en la dirección x y son desviadas por elementos de desviación 54 dispuestos verticalmente, que forman un eje de desviación vertical, en la dirección y. Los elementos de desviación 54 se han configurado como rodillos de desviación. Los elementos de desviación 54 se apoyan en un bastidor de soporte 55 fijado entre los depósitos de bobinas de fibras 43, 44. Por un lado opuesto al cabezal de colocación 26 y a los depósitos de bobinas de fibras 43, 44 del carro y 28 se han dispuesto elementos de desviación horizontales 56 en forma de rodillos de desviación que desvían las fibras 13 primero desde la dirección y hacia la dirección z y a continuación de nuevo desde la dirección z hacia la dirección y. Los elementos de desviación 56 forman ejes de desviación horizontales. Entre el carro y 28 y los depósitos de bobinas de fibras 43, 44 se disponen, por encima del carro z 31, otros elementos de desviación horizontales 57. Los elementos de desviación 57 forman ejes de desviación horizontales y desvían las fibras 13 desde la dirección y en dirección z hacia el cabezal de colocación 26. Los elementos de desviación 57 se han configurado como rodillos de desviación.

La máquina colocadora de fibras 2 presenta una carcasa de máquina 58, que sólo se representa en las figuras 3 y 4. La carcasa de máquina 58 limita un espacio interior 59 en el que se disponen los largueros 19 con los travesaños 17, 18, el carro y 28, el carro z 31 y el cabezal de colocación de fibras 26. La carcasa de máquina 58 presenta hacia el lado de carga 8 una primera abertura de carcasa 60 y hacia el lado de descarga 10 una segunda abertura de carcasa 60, 61, que por medio de elementos de cubierta 62 se pueden abrir y cerrar herméticamente. Las aberturas de la carcasa 60, 61 y los correspondientes elementos de la cubierta 62 sólo se esbozan en la figura 3. Los elementos de la cubierta 62 se configuran, por ejemplo, como puertas o faldones articulados.

Para el acondicionamiento del espacio interior 59 la máquina colocadora de fibras 2 presenta una unidad de acondicionamiento 63 está dispuesta en el lecho de máquina 16. En conjunto se crea así una carcasa preferida climáticamente cerrada 58.

Para el acceso al espacio interior 59 se crean otras dos aberturas de carcasa adicionales 64, 65 en la carcasa de máquina 58, que desembocan respectivamente entre los largueros respectivamente contiguos 19 en el espacio interior 59. Las aberturas de carcasa 64, 65 se pueden cerrar por medio de puertas 66.

El modo de funcionamiento del sistema para la producción de componentes compuestos de fibras 1 y de la máquina colocadora de fibras 2 es el siguiente:

Las máquinas colocadoras de fibras 2 se cargan automáticamente por medio del dispositivo de transporte 4, 5 con paletas 14 en las que se disponen las piezas de trabajo 12 a recubrir. Para ello, el al menos un carro de transporte 4 se desplaza desde el punto de recogida 7 de la sección de carga 6 de la guía 5 hasta el respectivo lado de carga 8 de las máquinas colocadoras de fibras 2.

La carga se realiza de manera que el dispositivo de transporte 4, 5 aporte la paleta 14 a la primera unidad de manipulación de paletas 37. La primera unidad de manipulación de paletas 37 se encuentra preferiblemente en una posición elevada. Si la primera unidad de manipulación de paletas 37 no se encuentra en una posición elevada, ésta se lleva a una posición elevada antes o después de la carga. La carga de la respectiva máquina colocadora de fibras 2 se realiza en paralelo con la colocación de las fibras 13 y/o con la descarga de la mesa de herramientas 23.

Mientras que la primera unidad de manipulación de paletas 37 proporciona por el lado de carga 8 una pieza de trabajo 12 a recubrir, se fabrica por medio del cabezal de colocación 26 una malla de fibras 3. Para ello, se sujeta una paleta 14 con una pieza de trabajo 12 dispuesta en la misma en la mesa de herramientas 23 por medio de las unidades de sujeción 27. Durante la colocación de las fibras, la mesa de herramientas 23 se desplaza por medio del carro X 21 linealmente a lo largo de la dirección x y se gira por medio del motor de accionamiento c 24 alrededor del eje de giro 25 para lograr la orientación de fibras deseada. Además, durante la colocación de las fibras el cabezal de colocación 26 se desplaza mediante el carro y 28 a lo largo de la dirección y, y mediante el carro z 31 a lo largo de la dirección z.

Con el desplazamiento del cabezal de colocación 26 en la dirección z, también se puede producir, en caso de necesidad, una malla de fibras tridimensional 3.

Una vez terminada la malla de fibras 3, el carro x 21 se desplaza en la dirección x al lado de descarga 10. Allí se encuentra la segunda unidad de manipulación de paletas 38 en una posición baja. Para la descarga automática de la paleta 14, ésta se separa de la mesa de herramientas 23 por medio de las unidades de sujeción 27. A continuación, los elementos de elevación 39 de la segunda unidad de manipulación de paletas 38 se traslada de la posición baja a la posición elevada, de modo que la paleta 14 con la pieza de trabajo terminada 12 se descargue automáticamente de la mesa de herramientas 23.

Acto seguido, el carro x 21 se desplaza desde el lado de descarga 10 al lado de carga 8, donde la primera unidad de manipulación de paletas 37 tiene preparada la siguiente paleta 14 en la posición elevada. Si la mesa de herramientas 23 se encuentra por debajo de la paleta 14, los elementos de elevación 39 de la primera unidad de manipulación de paletas 37 se transfieren de la posición elevada a la posición baja, con lo que la paleta 14 se dispone en la mesa de herramientas 23. Posteriormente, la paleta 14 se sujeta en la mesa de herramientas 23 por medio de las unidades de sujeción 27. La mesa de herramientas 23 se desplaza ahora en la dirección x al cabezal de colocación 26 para la siguiente operación de colocación de fibras, de modo que éste pueda iniciar el nuevo proceso de colocación de fibras.

Los elementos de elevación 39 de la primera unidad de manipulación de paletas 37 se trasladan de nuevo a la posición de elevación para una nueva carga. La descarga automática de la máquina colocadora de fibras 2 se lleva a cabo mediante el dispositivo de transporte 4, 5 que va desde el respectivo lado de descarga 10 al punto de depósito 11. La descarga de la respectiva máquina colocadora de fibras 2 se realiza paralelamente a la carga de la mesa de herramientas 23 con una paleta 14 y con una pieza de trabajo 12 a recubrir dispuesta en ella y/o para el recubrimiento de la pieza de trabajo 12 con fibras 13. Para la descarga, el carro de transporte 4 recoge la paleta 14 y la pieza de trabajo 12 dispuesta en él de la segunda unidad de manipulación de paletas 38 y se desplaza desde el respectivo lado de descarga 10 en la sección de descarga 9 de la guía 5 al punto de depósito 11. Después de la descarga, los elementos de elevación 39 de la segunda unidad de manipulación de paletas 38 se trasladan a la posición baja, para que la mesa de herramientas 23 pueda ser descargada de nuevo.

Las aberturas de carcasa 60, 61 de la carcasa de máquina acondicionada 58 se cierran principalmente por medio de los elementos de cubierta 62 y sólo se abren cuando la mesa de herramientas 23 se desplaza del lado de carga 8 al cabezal de colocación 26 o del cabezal de colocación 26 al lado de descarga 10 o del lado de descarga 10 al lado de carga 8.

La colocación de las fibras 13 se produce en una sola dirección cuando el cabezal de colocación 26 se desplaza en la dirección y hacia los depósitos de bobinas de fibras 43, 44. Durante este proceso de desplazamiento se reduce la distancia entre los elementos de desviación verticales 54 y los elementos de desviación horizontales 56 de manera que durante el proceso de colocación de fibras no haya que sacar fibras 13 de los depósitos de bobinas de fibras 43, 44. Como consecuencia, el proceso de colocación de fibras puede llevarse a cabo de forma comparativamente rápida. Durante el retroceso del cabezal de colocación de fibras 26 desde los depósitos de bobinas de fibras 43, 44, las fibras 13 para el siguiente proceso de colocación de fibras se extraen de los depósitos de bobinas de fibras 43, 44. Los cambios en la tensión por tracción de las fibras 13 se compensan por medio de los compensadores 48, 49.

A continuación, se describe a la vista de la figura 5 un segundo ejemplo de realización. En contraste con el primer ejemplo de realización, las máquinas colocadoras de fibras 2 están dispuestas en dos grupos alineados entre sí. La guía 5 se ha diseñado de manera que las guías de transporte 4 pueden desplazarse, a través de una respectiva sección de carga 6 y una respectiva sección de descarga 9, al lado de carga 8 y al lado de descarga 10 de cada una de las máquinas colocadoras de fibras 2. Los depósitos de bobinas de fibras 43, 44 de la respectiva máquina colocadora de fibra 2 están dispuestos hacia un espacio intermedio 67. El espacio intermedio 67 lo forman las dos filas de máquinas colocadoras de fibras 2. En el espacio intermedio 67 se dispone, por ejemplo, un depósito de reserva con bobinas de fibras 46 para recargar los depósitos de bobinas de fibras 43, 44. En lo que se refiere a la estructura y el funcionamiento del sistema 1 y de las máquinas colocadoras de fibras 2 se señala el ejemplo de realización anterior.

En general se considera lo siguiente: las máquinas colocadoras de fibras 2 permiten la colocación de mechas de fibras de material preimpregando y/o de material de corte y torsión y/o de fibras secas 13, que pueden estar provistos de un aglutinante. En el sentido de la invención, las fibras 13 de todos los ejemplos de realización ya se recubren en todos los ejemplos de realización con un aglutinante.

Las fibras 13 son preferiblemente fibras de carbono y/o fibras de vidrio.

Las mallas de fibras 3 se pueden fabricar con cualquier orientación de fibras y/o contorno. Las máquinas colocadoras de fibras 2 funcionan de forma autárquica.

Para la carga y descarga de las máquinas colocadoras de fibras 2, el sistema para la fabricación de piezas compuestas de fibras puede presentar un dispositivo de control de nivel superior. Las máquinas colocadoras de fibras 2 están integradas especialmente en una línea de ciclo para lograr una alta productividad. La respectiva máquina colocadora de fibras 2 se diseña preferiblemente con cuatro ejes.

Si el cabezal de colocación de fibras 26 se diseña de manera que pueda girar alrededor de un eje adicional (no representado), la respectiva máquina colocadora de fibras 2 se configura con cinco ejes.

Con la respectiva máquina colocadora de fibras 2 se pueden fabricar tanto mallas de fibras 3 bidimensionales como tridimensionales. El cabezal de colocación 26 se puede desplazar linealmente en dos ejes. En particular, el cabezal de colocación 26 se puede desplazar linealmente exclusivamente en dos ejes, a saber, en un eje y horizontal y en un eje z vertical. Por lo tanto, el movimiento del cabezal de colocación se produce en exactamente un plano formado en este caso por el eje y, y el eje z.

La mesa de herramientas 23 se puede desplazar linealmente en un eje y girar alrededor del eje giratorio 25. En particular, la tabla de herramientas 23 sólo puede moverse linealmente en un eje x y girar alrededor de un eje z vertical 25. Esta combinación de ejes permite una producción sencilla, flexible y eficiente de mallas de fibras 3 bidimensionales y tridimensionales con cualquier orientación de fibras y/o contorno.

La carga de la máquina colocadora de fibras 2 y/o de la mesa de herramientas 23 se realiza automáticamente. Para ello se prevén el dispositivo de transporte 4, 5 y la unidad de manipulación de paletas 37.

Por consiguiente, la descarga de la mesa de herramientas 23 y/o de la máquina colocadora de fibras 2 se realiza automáticamente. Con esta finalidad se prevén la unidad de manipulación de paletas 38 y el dispositivo de transporte 4, 5. El dispositivo de transporte también se puede diseñar de manera que incluso las piezas de trabajo 12 o las paletas 14 sean desplazables con ayuda de la guía. Para ello, la guía forma, por ejemplo, un transportador de rodillos o de cinta. En este caso, los carros de transporte no son necesarios. Las unidades de manipulación de paletas 37, 38 son, por ejemplo, un cambiador de paletas. Para la carga y descarga, la máquina colocadora de fibras 2 es accesible desde dos lados opuestos. En especial, las paletas 14 se pueden cargar a través de la máquina colocadora de fibras 2. Gracias al dispositivo de transporte 4, 5 la máquina colocadora de fibras 2 es adecuada para ser integrada en líneas de ciclo.

Con la máquina colocadora de fibras 2 se pueden producir, por ejemplo, mallas de fibras 3 con un tamaño de 1500 mm x 1500 mm x 100 mm. Estas mallas de fibras 3 se utilizan, por ejemplo, en la industria del automóvil. La invención no se limita a mallas de fibras del tamaño indicado a modo de ejemplo.

En otra forma de realización preferida según la figura 6, una máquina colocadora de fibras según la invención está conectada, a través de un dispositivo de carga 200, al dispositivo de transporte automatizado 4, 5, por medio del cual la carga y descarga de la planta colocadora de fibras sólo es posible desde un lado. El dispositivo de carga 200 forma en este caso una ramificación en forma de T en el dispositivo de transporte 4, 5, de modo que una paleta 14 con la pieza de trabajo 12 pueda ser introducida desde la ramificación en la máquina colocadora de fibras o extraída de la misma a modo de callejón sin salida.

El transporte entre una parte exterior del dispositivo de transporte 4, 5 y una posición de procesamiento en la máquina colocadora de fibras se lleva a cabo a través de un recorrido de carga 202 que se desarrolla al menos parcialmente dentro de la máquina colocadora de fibras. El recorrido de carga 202 puede corresponder en su realización técnica, por ejemplo, al guiado antes descrito de la mesa de herramientas a lo largo del eje x. En el presente caso, el recorrido de carga 202 se desvía en ángulo recto del dispositivo de transporte 4, 5, pero también se pueden prever otros ángulos. En una forma de realización general, el recorrido de carga 202 también se puede disponer como una continuación lineal de una parte exterior del dispositivo de transporte.

El dispositivo de carga 200 se diseña en concreto a modo de dispositivo de cambio de giro que comprende un soporte giratorio 201 para la recepción de al menos dos piezas de trabajo 12. Las piezas 12 están dispuestas respectivamente en su paleta 14. El soporte giratorio 201 puede girar en un plano esencialmente horizontal a modo de plato giratorio. Por consiguiente, para aumentar el rendimiento, el soporte giratorio puede ser cargado simultáneamente con una pieza de trabajo no procesada 12 por el lado del dispositivo de transporte exterior 4, 5, así como con una pieza procesada de la máquina colocadora de fibras. A continuación, el soporte se gira en 180 grados. Después, la pieza de trabajo procesada puede ser transportada por medio del dispositivo de transporte 4, 5 y la pieza de trabajo no procesada puede ser trasladada a través del recorrido de carga 202 a la máquina colocadora de fibras 2.

Se entiende que, dependiendo de las necesidades, el soporte giratorio también puede ser utilizado en combinación con una máquina colocadora de fibras 2 que se puede cargar desde ambos lados, como la que se ha descrito anteriormente y se muestra en las figuras 1 a 5.

La máquina colocadora de fibras representada en la figura 6 comprende preferiblemente, como se ha descrito antes en relación con las figuras 2 a 4, el cabezal de colocación 26 que se puede mover en exactamente un plano dispuesto verticalmente. El cabezal de colocación 26 es alimentado por dos depósitos de bobinas de fibras 43, 44. Como otros componentes se representan esquemáticamente en su posición la unidad de control eléctrico 34 y la unidad de acondicionamiento 63. En este caso, el recorrido de carga 202 se desarrolla en ángulo recto de 90° con respecto al plano de movimiento vertical del cabezal de colocación. Los ejes de las bobinas y ejes de giro de las bobinas de fibras 47 se desarrollan paralelos al plano dispuesto de forma vertical.

En la primera variante modificación mostrada en la figura 11, la mesa de herramientas se ha modificada de manera que el recorrido de carga 202 se extienda paralelo al plano vertical en el que se mueve el cabezal de colocación 26. En particular, un eje central del recorrido de carga 202 se extiende en el plano vertical. La disposición de los depósitos de bobinas de fibras 43, 44, así como la unidad de control 34 y la unidad de acondicionamiento 63 sigue siendo la misma en relación con el cabezal de colocación, pero todos se han girado en 90° junto con el cabezal de colocación en relación con el sistema de transporte automatizado 4, 5.

En la segunda modificación mostrada en la figura 12, además de los cambios llevados a cabo en la figura 11, los depósitos de bobinas de fibras 43, 44 se han girado en 90° con respecto al cabezal de colocación 26. De forma correspondiente, los ejes de bobina 47 se desarrollan ahora en un ángulo de 90° respecto al plano dispuesto verticalmente. Por consiguiente, los depósitos de bobinas de fibras 43, 44 se puede disponer fundamentalmente en línea con el cabezal de colocación 26 y con el recorrido de carga 202. Esto permite un diseño especialmente estrecho de la máquina colocadora de fibras 2.

En general, los componentes mencionados de la máquina colocadora de fibras, a saber, los diversos depósitos de bobinas de fibras 43, 44, la unidad de acondicionamiento 63 y la unidad de control eléctrico 34, se pueden disponer de cualquier manera deseada en relación con el cabezal de colocación 26 y/o con el recorrido de carga 202. De esta manera es posible adaptar para la máquina colocadora de fibras 2 una dimensión exterior, una forma de contorno, la posición de un acceso de mantenimiento o similar.

En el sistema mostrado en las figuras 1 a 6, las máquinas colocadoras de fibras 2 se combinan preferiblemente con al menos una estación de procesamiento adicional (no representada) para la modificación de la pieza de trabajo 12, que se diferencia de la máquina colocadora de fibras 2 descrita anteriormente. Se puede tratar tanto de una máquina colocadora de fibras de diseño diferente como de una estación de procesamiento no diseñada para la colocación de fibras en la pieza de trabajo. La estación de procesamiento adicional está conectada, por medio del dispositivo de transporte automatizado 4, 5, a la máquina colocadora de fibras 2.

En el caso de la estación de procesamiento adiciona se puede tratar especialmente de un dispositivo de moldeo, en particular de un dispositivo de compresión, mediante el cual la pieza de trabajo 12 se moldea o comprime en una fase de trabajo posterior a la aplicación de las fibras 13.

Alternativa o adicionalmente, la estación de procesamiento adicional es una cámara de temperatura y/o un dispositivo de pintura. También se puede tratar de otra estación de procesamiento que se emplea en particular en la producción automatizada de componentes de aeronaves o de automóviles.

En la forma de realización mostrada a modo de ejemplo en la figura 1 se favorece especialmente un procesamiento paralelo de varias piezas de trabajo 12 en sus respectivas paletas 14. El sistema comprende varias máquinas colocadoras de fibras de construcción idéntica 2 separadas espacialmente las unas de las otras y unidas por medio del dispositivo de transporte automatizado 4, 5. Las modificaciones realizadas en las piezas 12 son respectivamente idénticas.

En la forma de realización mostrada a modo de ejemplo en la figura 5 resulta especialmente favorable que varias máquinas de colocación de fibras 2 como estaciones de procesamiento secuenciales ejecuten sucesivamente diferentes pasos de procesamiento en una pieza de trabajo 12. El conjunto representado puede ser utilizado, por ejemplo, mediante un control adecuado del dispositivo de transporte 4, 5, a modo de dos filas paralelas de tres máquinas colocadoras de fibras dispuestas secuencialmente 2 una detrás de otra, entre el punto de recogida 7 y el punto de depósito 11. En una fila respectiva, se pueden llevar a cabo sucesivamente tres pasos de procesamiento diferentes en la misma pieza de trabajo 12. Para ello, se pueden disponer igualmente en la fila correspondiente máquinas colocadoras de fibras de diferente diseño. También es posible combinar en una sola fila una estación de procesamiento diferente a una máquina colocadora de fibras.

El punto de recogida 7 y/o el punto de depósito 11 se pueden configurar respectivamente como estación tampón para la recepción, el almacenamiento y la transferencia de varias piezas de trabajo 12. De esta manera, las estaciones tampón 11, 12 forman un depósito intermedio para las piezas de trabajo 12 en sus paletas 14, con lo que mejora una integración en una producción global automatizada con las correspondientes tasas de ciclo.

A continuación, se explica más detalladamente un cabezal de colocación 26, que se utiliza en una máquina colocadora de fibras descrita anteriormente.

El cabezal de colocación 26 está dispuesto como módulo intercambiable en la otra máquina colocadora de fibras 2. Como se ha descrito antes, el cabezal de colocación 26 puede moverse en la dirección y, definida en lo que sigue también como dirección de colocación. Además, el cabezal de colocación 26 se puede desplazar en dirección z perpendicular a la primera para su colocación en la pieza de trabajo o para su retirada. En conjunto, el cabezal de colocación 26 se mueve exactamente en un solo plano formado por el eje y, y el eje z.

El cabezal de colocación presenta dos alimentadores 101, 102 que se extienden en ángulo el uno respecto al otro, de modo que por medio del primer alimentador 101 se aporta un primer grupo de mechas de fibras 13 y por medio del segundo alimentador 102 se aporta un segundo grupo de mechas de fibras 13 a una zona de cruce 103 para unir los dos grupos de mechas de fibras 13 en una banda de fibras. En este caso, cada grupo comprende ocho mechas de fibras, con lo que se juntan en total 16 mechas de fibras 13 en una banda de fibras.

Los alimentadores 101, 102 forman entre sí un ángulo agudo de unos 15°, de modo que una zona central 104 del cabezal de colocación 26 tiene aproximadamente la forma de una cuña. A cada lado de la zona en forma de cuña 104 se dispone respetivamente una parte superior desmontable 105, 106. A efectos de mantenimiento, las partes superiores 105, 106 se pueden abrir y retirar frente a la zona central (véanse las figuras 8 y 9).

Los dos grupos de mechas de fibras 13 se distribuyen por el lado de entrada del cabezal de colocación, a través de las guías de rodillo 107, 108, entre los dos alimentadores 101, 102. En cada uno de los alimentadores 101, 102 se procede de la misma manera con el grupo de mechas de fibras 13, por lo que el cabezal de colocación se estructura de manera fundamentalmente simétrica con respecto a los dos alimentadores 101, 102.

Las mechas de fibras de los dos grupos se conducen de forma desplazada en dirección transversal o perpendicular al plano de movimiento del cabezal de colocación, de manera que en la zona de cruce 103 se guíen siempre de forma alternativa una mecha de fibras 13 del primer grupo y una mecha de fibras 13 del segundo grupo.

Inmediatamente después de esta unión la banda de fibras pasa por un rodillo de compactación 109 dispuesto en el extremo del cabezal de colocación, mediante el cual la banda de fibras se presiona sobre la pieza de trabajo 12 durante la colocación.

La zona de cruce 103 y el rodillo de compactación 109 se calientan con un dispositivo calefactor 118 en forma de calefactor radiante, con lo que se activa un aglutinante de las fibras previamente aplicado.

Sobre las mechas de fibras 13 se actúa en los alimentadores 101, 102 respectivamente de la manera que se describe a continuación:

Las mechas de fibras 13 de un alimentador se desplazan en ranuras guía paralelas 110 dispuestas por el lado de la zona central 104. En la dirección de transporte, las mechas de fibras cruzan en primer lugar un dispositivo de sujeción 111, por medio del cual las mechas de fibras 13 se pueden sujetar y liberar de manera controlada. El dispositivo de sujeción comprende para cada una de las mechas de fibras 13 un rodillo de sujeción inferior 112 dispuesto en la zona central y un rodillo de sujeción superior 113 dispuesto en la parte superior. Por lo tanto, para cada una de las mechas de fibras se prevé un par de rodillos de sujeción 112, 113 entre los que se puede sujetar la mecha de fibras.

Los rodillos de sujeción 113 dispuestos respectivamente en la parte superior se conectan, para lograr una sujeción desmontable, a un actuador 114, por medio del cual el rodillo de sujeción superior 113 se puede presionar contra la mecha de fibras 13 y el rodillo de sujeción inferior 112.

Además, los pares de rodillos de sujeción 112, 113 están provistos de una rueda libre en la dirección de transporte de las mechas de fibras 13, de modo que incluso en estado de sujeción sólo se produzca un efecto de sujeción en sentido contrario al de la dirección de transporte.

Un rodillo de transporte de avance 115 se dispone en dirección de transporte detrás del dispositivo de sujeción 111. Por medio del rodillo de transporte de avance 115, las mechas de fibras se pueden adelantar de forma accionada en la dirección de transporte. El rodillo de transporte de avance se dispone entre el dispositivo de sujeción 111 y el rodillo de compactación 109 del lado de salida del cabezal de colocación 26.

El rodillo de transporte de avance 115 se ha configurado en este caso a modo de pares de dos rodillos interactivos 116, 117 distribuidos por todo el ancho del grupo de mechas de fibras 13. El rodillo de transporte de avance es accionado por medio de un accionamiento de giro.

Un dispositivo de corte 119 está dispuesto en el cabezal de colocación entre el rodillo de transporte de avance 115 y el rodillo de compactación del lado de salida 109. Las fibras o el grupo de mechas de fibras 13 se pueden separar por medio del dispositivo de corte. Para ello, el dispositivo de corte 119 comprende una pluralidad de elementos de corte 120 controlables por separado, que pueden cortar diferentes partes de las fibras transversalmente con respecto a la dirección de colocación. En este caso se prevé para cada una de las ocho mechas de fibras 13 de un grupo respectivamente un elemento de corte 120 controlable por separado. Una activación separada correspondiente de los elementos de corte permite el moldeo deseado de un final o de un principio de la banda de fibra colocada.

El dispositivo de corte 119 comprende además un elemento actuador 121 con ocho accionadores individuales para el accionamiento individual de los ocho elementos de corte 120. El elemento actuador 121 se configura por separado de los elementos de corte 120 y se dispone en la respectiva parte superior 105, 106 del cabezal de colocación 26. En cambio, los elementos de corte 120 se fijan en la zona central 104. Después de la apertura de la parte superior 105, 106, el elemento actuador 121 se separa de los elementos de corte 120, de modo que se pueda acceder de forma rápida y sencilla a los elementos de corte 120 para su mantenimiento.

El cabezal de colocación 26 funciona como sigue:

Después de la colocación de una sección de una banda de fibras en una pieza de trabajo 12, las mechas de fibras 13 son separadas por el dispositivo de corte 119 y un extremo anterior de las mechas de fibras 13 se encuentra en la zona del dispositivo de corte. En el marco de un movimiento de colocación, el cabezal de colocación 26 se ha acercado en la dirección de colocación al máximo a una última desviación fija 56 de la unidad de suministro de fibras 42. El cabezal de colocación 26 se levanta de la pieza de trabajo mediante un pequeño recorrido en la dirección z, de modo que el rodillo de compactación 109 ya no esté en contacto con la pieza de trabajo 12.

A continuación, se produce la sujeción de las mechas de fibras 13 a colocar en el dispositivo de sujeción 111 del cabezal de colocación 26.

Después, el cabezal de colocación 26 se desplaza en relación con la unidad de suministro de fibras 42 en la dirección y en un movimiento de colocación hasta una posición inicial. Debido a la sujeción, las fibras son extraídas de la unidad de suministro de fibras 42 en la media del movimiento.

Acto seguido, el cabezal de colocación 26 se desplaza de nuevo en dirección a una última desviación 56 de la unidad de suministro de fibras, transportando el rodillo de transporte de avance 115 las fibras de forma accionada hasta que la banda de fibras llega al rodillo de compactación 109. Debido al movimiento del cabezal de colocación 26, no se sacan fibras de la unidad de suministro de fibras 42. Durante una primera sección del transporte de avance de las fibras, el rodillo de sujeción puede permanecer todavía en estado de sujeción, dado que presenta una rueda libre en la dirección de transporte de las fibras.

Posteriormente, el dispositivo de sujeción se libera. El cabezal de colocación 26 se baja antes o después a la pieza 12, con lo que se encuentra en una posición inicial para la colocación de la banda de fibra. En su caso, la pieza de trabajo se ha desplazado mientras tanto a una posición u orientación diferente.

Acto seguido, el cabezal de colocación 26 se desplaza de la posición inicial a una posición final mientras se colocan las fibras 13 en la pieza de trabajo 12. Dado que las mechas de fibras 13 se han sacado previamente de la unidad de suministro de fibras 42, no se extrae ninguna fibra 13 de la unidad de suministro de fibras 42 durante la colocación de las fibras en la pieza de trabajo 12.

Se entiende que el avance de las fibras en la medida de la colocación según la invención se puede llevar a cabo con independencia de un posicionamiento de los depósitos de bobinas 43, 44. La extracción en esta medida se produce respectivamente por el movimiento del cabezal de colocación en relación con una última desviación espacialmente fijada de la unidad de suministro de fibras 42. Por consiguiente, la posición de los depósitos de bobinas 43, 44 en relación con el cabezal de colocación 26 se puede elegir en gran medida de forma libre.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. una máquina colocadora de fibras (2) para la producción de mallas de fibras, que comprende

una mesa de herramientas (23) para alimentar una pieza de trabajo (12) a lo largo de una dirección de alimentación (x);

una cabeza de colocación (26) para aplicar las fibras (13) a la pieza (12); y

una unidad de suministro de fibra (42) para suministrar una pluralidad de mechas de fibra (13) a la cabeza de colocación (26);

en el que la pluralidad de fibras (13) se combinan en la cabeza de colocación (26) en una banda de fibras que se aplica a la pieza (12);

en la que la cabeza de colocación (26) se mueve en relación con la unidad de suministro de fibra (42) en una dirección de colocación (y),

en el que un dispositivo de sujeción (111) para sujetar de forma liberada los filamentos de fibra (13) está dispuesto en la cabeza de colocación (26),

en el que la colocación de una porción de la banda de fibras (13) en la pieza de trabajo (12) se realiza después de que los filamentos de fibra (13) han avanzado por un golpe de colocación por medio de la cabeza de colocación (26) para que no se saque ninguna fibra (13) de la unidad de suministro de fibra (42) durante la aplicación de las fibras (13) a la pieza de trabajo (12).

2. Máquina colocadora de fibras según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la unidad de suministro de fibras (42) está dispuesta de manera estacionaria, en la que, en particular, el cabezal de colocación (26) es móvil con respecto a la unidad de suministro de fibras (42) sólo en un plano exacto.

3. Máquina colocadora de fibras según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el dispositivo de sujeción (111) se libera durante la colocación de la sección de la banda de fibras (13).

4. máquina colocadora de fibras según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que el dispositivo de sujeción (111) comprende al menos uno, en particular dos, rodillos de sujeción cooperantes (112, 113).

5. Máquina colocadora de fibras según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada en que la cabezal de colocación (26) consta de dos alimentadores (101, 102) que corren en ángulo uno con el otro, un primer grupo de filamentos de fibras (13) siendo guiados a una región de cruce (103) por medio del primero de los alimentadores (101) y un segundo grupo de filamentos de fibras (13) siendo guiados a una región de cruce (103) por medio del segundo de los alimentadores (102), a fin de combinar los dos grupos de filamentos de fibras (13) para formar la banda de fibras.

6. máquina colocadora de fibras según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que las fibras (13) son divisibles mediante un dispositivo de corte (119) dispuesto en la cabeza de colocación (26), el dispositivo de corte (119) que comprende una pluralidad de miembros cortantes controlables por separado (120) que pueden cortar diferentes partes de las fibras (13) transversalmente a la dirección de colocación.

7. Máquina colocadora de fibras según la reivindicación 6, caracterizada por el hecho de que el dispositivo de corte (119) comprende un miembro actuador (121) para accionar al menos uno de los miembros de corte (120), estando el miembro actuador (121) diseñado separadamente del miembro de corte (120) y estando dispuesto en particular en una parte superior (105, 106) de la cabeza de colocación (26) que puede ser separada para fines de mantenimiento.

8. Máquina colocadora de fibras según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que en el cabezal colocador (26) se dispone al menos de un rodillo de alimentación (115) para la alimentación accionada, estando el rodillo de alimentación (115) dispuesto entre el dispositivo de sujeción (111) y un rodillo compactador del lado de salida (109) del cabezal colocador (26).

9. una máquina colocadora de fibras según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada en que la máquina colocadora de fibras (2) está construida enteramente sobre un bastidor de máquina (15).

10. Máquina colocadora de fibras según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que la máquina colocadora de fibras (2) comprende una carcasa cerrada climáticamente (58).

11. Máquina colocadora de fibras según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que la pieza (12) está dispuesta en una paleta (14) que puede ser transportada automáticamente.

12. Máquina colocadora de fibras según la reivindicación 11, caracterizada por el hecho de que una superficie de la paleta (14) que lleva la pieza (12) está inclinada a un ángulo de menos de 30 grados con respecto a la vertical.

13. Una máquina colocadora de fibras según la reivindicación 12, caracterizada en que la dirección de colocación está en un plano inclinado a menos de 30 grados de la vertical.

14. Máquina colocadora de fibras según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada en que los respectivos filamentos de fibras (13) se enrollan en bobinas intercambiables (46), estando las bobinas (46) asentadas en ejes rotativos (47) impulsados contra una dirección de desenrollado, teniendo los impulsos de los ejes rotativos (47) un limitador de par.

15. Método de colocación de una malla de fibras sobre una pieza (12), en particular mediante un dispositivo según una de las afirmaciones precedentes, que comprende los pasos

a. Pinzamiento de las fibras (13) para ser colocadas en un dispositivo de sujeción (111) de una cabeza de colocación (26);

b. moviendo la cabeza de colocación (26) en relación con una unidad de suministro de fibras (42) a una posición de partida, retirándose las fibras (13) de la unidad de suministro de fibras (42) mediante un golpe de colocación; c. liberando el dispositivo de sujeción (111);

d. moviendo la cabeza de colocación (26) de la posición inicial a una posición final mientras se colocan las fibras (13) sobre la pieza de trabajo (12) de modo que no se saque ninguna fibra (13) de la unidad de suministro de fibras (42) durante la aplicación de las fibras (13) a la pieza de trabajo (12).

16. Método según la reivindicación 15, caracterizado en que las fibras (13) después del paso c. se desplazan con respecto a la cabeza de colocación (26) por medio de un rodillo pretransportador impulsado (115), sin que las fibras (13), en particular, sean extraídas de la unidad de suministro de fibras (42) por medio del rodillo pretransportador (115).