JP2011524291A - テープ設置装置及びラミネートの構成のための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、特に航空及び航空宇宙の分野において、テープ設置装置（１，３０）によるラミネートの構成のための方法と同様に、テープ設置装置（１，３０）をつくり出す。テープ設置装置（１，３０）は、ラミネート（９）の構成のためのテープ（５）を設置するための設置アレンジメント（１ａ）と、設置されるべきテープ（５）が、厚さ全体にわたって直接的にかつ均一に加熱されて刺激され得る刺激アレンジメント（１３，３１）とを備える。本発明が基礎とする思想は、出願人に既知である、設置されるべきテープの表面での刺激の代わりに、設置されるべきテープ（５）の直接的かつ均一な刺激を生じることにあり、それは、テープの要素上に設置されるべきテープ（５）の厚さ全体にわたって実質的に、直接的かつ均一に作用する刺激にある。これによって達成される加熱は、既知のアプローチによる伝達によることよりもかなり早い。それ故、設置されるべきテープ（５）の望まれる粘着性が、望まれる高い設置速度で達成され得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に航空及び航空宇宙の分野におけるテープ設置装置、及び、テープ設置装置を使用するラミネートの構成のための方法に関する。

自動テープ設置装置は、現在、しばしば処理テープに使用され、そして、広い領域にわたってテープを設置することができる。設置処理の間に、設置されるべきテープは、比較的低い圧力を使用して、予め設置されたテープ上に押圧される。しかしながら、この処理は、設置されるべきテープ内又は設置されたテープ内の母材系の適切な接着性を要求する。この接着性は、適度の加熱によって増加され得る。出願人のビジネスにおいて、それ故、設置されるべきテープを通過する暖かい空気流を案内し、空気流が伝達（対流）によって設置されるべきテープを加熱するということが慣習的になっている。

しかしながら、設置されるテープが表面上を加熱する目的のために刺激されるだけであるという理由から、暖かい空気流による上記の加熱が、非常に遅く生じ、そしてそれ故、望まれる設置速度が達成され得ないということが判明した。

それ故、本発明の目的は、改良されたテープ設置装置及び上記の不利な点を克服するテープ設置装置を使用するラミネートの構成のための方法を提供することである。

この目的は、請求項１及び／又は請求項１０の特徴を伴う方法によって達成される。

それ故、特に航空及び航空宇宙の分野におけるテープ設置装置は、設置アレンジメント及び刺激アレンジメントとともに提供される。設置アレンジメントは、ラミネートを構成する設置テープに適するように構成される。設置されるべきテープは、そこで、刺激アレンジメントによって、直接的に、かつ均一に厚さ全体にわたって加熱されるように刺激され得る。

特に、航空及び航空宇宙の分野において、以下のステップを有するテープ設置装置を使用するラミネートの構成のための方法がさらに提供される。最初に、設置されるべきテープが、設置アレンジメントに供給される。次に、設置されるテープは、加熱される刺激アレンジメントによって、直接的に、均一に、そこでの厚さにわたって加熱される。次に、設置されるテープは、ラミネートを構成するための設置アレンジメントによって設置される。

本発明の基礎となる思想は、出願人にとって既知の、設置されるテープの表面上の刺激の代わりに、設置されるべきテープ全体にわたって刺激を与えること、すなわち、設置されるテープの要素に、実質的に、直接的かつ均一に前記テープの厚さにわたって作用する刺激を与えることを含む。この方式で達成される加熱は、既知のアプローチによる表面上の加熱よりも、かなり速く生じる。結果として、設置されるテープの望まれる接着性が、望まれる高速の設置速度で達成され得る。

本発明の有利な発展及び改良が、従属請求項において提供される。

この場合において、「テープ」は、望ましくは、あらゆるタイプのウェブ形状のプリプレグ材料、例えば、テープ設置装置を使用する設置に適した、３００ｍｍ幅のプリプレグストリップ材料を意味する。この場合において、「プリプレグ材料」は、ロービング、織り繊維織物、及び／又は特に母材、例えば、熱硬化性母材又は熱可塑性母材とともに、特に事前に含浸された、含浸線維組織を意味する。織り繊維織物又は繊維組織の繊維は、特に、炭素繊維である。テープは、望ましくは、ベース材、特にベースペーパ上に配置される。テープがラミネートを構成するために設置されるように、ベース材は、望ましくは、テープから分離され、ベース材は、テープ設置装置の適切な手段によって巻き上げられる。

この場合において、「テープ設置装置」はまた、望ましくは、ファイバ配置装置を含む。

本発明によるテープ設置装置の望ましい発展によれば、設置アレンジメントは、設置されるべきテープが設置されたテープ上及び／又はラミネート装置上に押圧され得る圧力ローラを備え、刺激アレンジメントは、圧力ローラ内に一体化される。刺激アレンジメントは、それ故、圧力ローラの内側に及び／又はそこでの要素として構成される。これは、非常にコンパクトな構造という結果となる。代わりに、刺激アレンジメントはまた、圧力スライディングブロック内に一体化され得る。圧力ローラ内に一体化される刺激アレンジメントはまた、当然に、予め設置されたテープを、同時に設置されるべきテープとともに、刺激し、そしてそれ故、暖めるために使用され得る。誘導アレンジメントの形式の、相対的に広い範囲の刺激アレンジメントは、特に、この目的に適したものとなる。

本発明によるテープ設置装置のさらなる望ましい発展によれば、刺激アレンジメントは、圧力ローラの周囲に沿って従って分配されて配置され、そして、圧力ローラが回転し、設置されるべきテープに関係する圧力ローラの環境の範囲内に配置される刺激ユニットのみのスイッチが入れられるように配線され得る、複数の刺激ユニットを備える。刺激アレンジメントは、設置されるべきテープに実質的に直接近接して配置され、かつ、それ故、実質的に損失なく、配置されるべきテープを刺激することが可能である刺激ユニットのみに、設置されるべきテープを刺激するようにスイッチが入れられるため、それ故、非常に効率的に操作され得る。

本発明によるテープ設置装置のさらなる望ましい発展によれば、設置アレンジメントは、設置されるべきテープが設置されたテープ上及び／又はラミネート装置上で押圧され得る圧力ローラを備え、刺激アレンジメント及び圧力ローラは、設置されるべきテープが刺激されるように案内され得るギャップを構成する。この刺激アレンジメントは、圧力ローラ内に一体化される刺激アレンジメントの代わりに又はこれに加えて提供され得る。この最後のオプションは、設置されるべきテープが両側から刺激され得るという利点を有する。圧力ローラ外の刺激アレンジメントの配置は、前記刺激アレンジメントが圧力ローラに対して及び設置されるべきテープに対して安定して備えられ、そしてその結果として相対的に単純な構造となるという利点を有する。

本発明によるテープ設置装置のさらなる望ましい発展によれば、設置されたテープが、直接的にかつ均一に厚さ全体にわたってそこで加熱されるように刺激され得る、さらなる刺激アレンジメントが提供される。これは、特に、設置されたテープの複数の層の最上の層を加熱することに適用するということを意味している。設置されるべきテープの予め設置されたテープへの接着をさらに改良するために、予め設置されたテープが刺激され、そしてそれ故、設置されるべきテープと同様に加熱されるべきである。この方式において、設置されるべきテープと予め設置されたテープの両方は、高い接着性を有する。もし、例えば、圧力ローラを使用して、これらが実質的に共に押圧された場合、これは、設置されるべきテープと予め設置されたテープとの非常に良好な接着の結果となる。

テープ設置装置のさらなる望ましい発展によれば、さらなる刺激アレンジメントが、配置されたテープを刺激するために、そこで、移動方向において見られるように、圧力ローラの背後に配置される。この方式において、予め配置されたテープが刺激され、そして、それ故、設置されるべきテープに接触することとなる前に加熱されるということが、単純な方式において保証され得る。

本発明によるテープ設置装置のさらなる望ましい発展によれば、さらなる刺激アレンジメントがスライディングブロック内又はローラ内に一体化される。この種のスライディングブロック又はローラは、単純な方式で、予め設置されたテープにわたって案内され、これは、基本的に、さらなる刺激アレンジメントと予め設置されたテープとの間の直接接触を可能にし、そして、これは、その結果、単位時間あたりの高いエネルギ（刺激）の導入を可能にする。

さらなる望ましい発展によれば、刺激アレンジメントは、圧力ローラ内に配置され得るが、そこで回転し得ない。これは、特に刺激アレンジメントが誘導アレンジメントの形式である場合に適切である。誘導アレンジメントは、実質的に圧力ローラに接触するテープの部分に向けられるべきであり、及び／又は移動方向において見えるように配置される。

本発明によるテープ設置装置のさらなる望ましい発展によれば、設置されるべきテープ及び／又は設置されたテープは、接触なしで刺激される。これは、刺激アレンジメント又はさらなる刺激アレンジメントが、テープ内の母材によって汚れるのを防止することを可能にする。可能であれば、しかしながら、単位時間あたりに導入されるエネルギを最大化するように、設置されるべきテープ若しくは設置されたテープと刺激アレンジメント及びさらなる刺激アレンジメントとの間の最小のギャップが提供されるべきである。

本発明によるテープ設置装置のさらなる望ましい発展によれば、刺激アレンジメント及び／又はさらなる刺激アレンジメントは、超音波アレンジメント及び／又は誘導アレンジメントの形式である。これらは、直接的な、そして、均一なテープの厚さ全体にわたる刺激を可能にする。特殊な、ディープアクション赤外線ラジエータもまた、この種のアプリケーションについて可能である。

本発明によるテープ設置装置のさらなる望ましい発展によれば、設置されるべきテープは、設置されたテープ上又はラミネート装置上に設置される。その結果の有利な点が、すでに上で記述されている。

本発明によるテープ設置装置のさらなる望ましい発展によれば、設置されるべきテープを設置する前に、設置されたテープが、加熱目的で、さらなる刺激アレンジメントで、直接的に及び均一に厚さ全体にわたって刺激される。再び、その結果の有利な点が、すでに上で記述されている。

本発明によるテープ設置装置のさらなる望ましい発展によれば、設置されるべきテープ及び／又は設置されたテープは、超音波及び／又は変動磁場を使用することによって刺激される。もう一度、その結果の有利な点が、すでに上で記述されている。

図１は、本発明の望ましい実施形態によるテープ設置装置の側面図である。 図２は、図１のテープ設置装置の圧力ローラの概略図Ａである。 図３は、図２のＢ−Ｂ線に従う概略断面図である。 図４は、本発明のさらなる望ましい実施形態によるテープ設置装置の側面図である。

以下において、本発明は、添付図面を参照して実施形態によって詳細に記述される。

図において、同様な又は機能的に等価な要素が、他に記述されない限り、同様な符号によって記される。

図１は、本発明の望ましい実施形態によるテープ設置装置１の側面図である。

テープ設置装置１は、例えば、ガントリーロボット（図示せず）のフランジ３に固定されるホルダ２を有する設置アレンジメント１ａを含む。ガントリーロボットは、テープ設置装置１を、矢印３ａによって示される移動方向に移動させる。

設置アレンジメント１ａの圧力ローラ４は、リール（図示せず）からのベースペーパ５ａ上の圧力ローラテープ５が、ホルダ２に回転可能に取り付けられて提供されるデフレクションローラ（偏位ローラ）６を経由して、その前側で、そこに供給されるホルダ２に回転可能に取り付けられて提供される。

ベースペーパ５ａを有するテープ５は、圧力ローラ４のまわりを部分的に包み、ベースペーパ５ａは、テープ５と圧力ローラ４との間に配置される。テープ５は、圧力ローラ４による範囲７内において、既にラミネート装置８上に構成されたラミネート９上に押圧される。これは、テープ５が、ラミネート９に接着し、移動方向３ａにおいてテープ設置装置１の配置の結果として、ベースペーパ５ａから分離するということを引き起こす。

ラミネート９は、テープ５の１以上の層で構成される。これらの層は、図１に示される方法の状態から始まるステップにおいて、ラミネート装置１によって構成される。

ベースペーパ５ａは、圧力ローラ４の後方側で、ローラ１０上に巻かれる。

圧力ローラ４の回転の方向と、テープ５及びサポートペーパ５ａの運搬の方向とが、いずれの場合においも、一例として、矢印とともに図１に示される。

ラミネート９へのテープ５の改良された接着を保証するために、ラミネート５が、少なくとも範囲１１内において刺激されるということが与えられる。範囲１１は、望ましくは、圧力ローラ４の周囲に沿って、範囲７から、テープ５が圧力ローラ４に最初に接触することとなる範囲１２に広がる。図１の実施例によれば、範囲１１におけるテープ５の刺激は、図１において単に概略的に示されるテープ設置装置１の刺激アレンジメント１３によって影響を受ける。

図２は、図１の圧力ローラの概略図Ａである。図３は、図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

図２に示すように、圧力ローラ４は、実質的に環状のウォール１４内で、複数の放射状に広がる溝（参照符号１５によって例によって記述される）を含む。刺激ユニット１６、例えば、ソノトロードが、これらの溝１５のそれぞれの内部に配置される。図２及び３において、ただ１つのソノトロード１６が例として示される。

範囲１１（図１参照）において、ソノトロード１６の刺激ヘッド１７は、ベースペーパ５Ａに接触するか、又は、最小ギャップ（間隙）をそこに形成する状態となる。ソノトロード１６は、範囲１１（図１参照）内に現在配置されているソノトロード１６だけに、テープ５を刺激するためにスイッチが入れられるという方式で、制御手段（図示せず）によって制御される。例えば、２０ｋＨｚと５ＭＨｚとの間の周波数レンジとなる、ソノトロード１６によって生成される超音波は、テープ５の加熱を引き起こす。極度に短い時間内で、この加熱は、図１における参照番号１８によって記述されるテープ５の全体の厚さにわたって与えられる。これは、範囲７（図１参照）において、ラミネート９に結果として良好に接着するテープ５の接着性をかなり増加させる。

図４は、本発明のさらなる望ましい実施形態によるテープ設置装置３０の概略的な側面図である。以下では、図４によるテープ設置装置３０と図１のテープ設置装置１との間の違いについてだけ議論されるであろう。

第１刺激アレンジメント３１及び第２刺激アレンジメント３２が、テープ設置装置３０内に備えられる。

第１刺激アレンジメント３１は、刺激アレンジメント１３に対する機能と一致するが、スライディングブロック３３内で、圧力ローラ４の外側で、かつ、移動方向３ａにおいて見えるように、これの背後に配置される。スライディングブロック３３及び圧力ローラ４は、テープ５がベースペーパ５ａとともに案内されるギャップ（間隙）３４を構成する。

第２刺激アレンジメント３２もまた、望ましくは、スライディングブロック３３内に一体化される。第２刺激アレンジメント３２は、基本的に、予め設置されたラミネート９の最上の層を、前記ラミネートを加熱するように、直接的にかつ均一に、その厚さ全体にわたって刺激する。この方式において、予め設置されたラミネート９の接着性はまた、増加され、そして、その結果として、範囲７において、設置されるべきテープ５のラミネート９への接着が、さらに改良され得る。

図１及び４において、それぞれの刺激アレンジメント１３又は３１及び３２の刺激の方向が、複数の矢印によって示される。

第１及び第２刺激アレンジメント３１，３２は、例えば、変動磁場を生じ、テープ内の繊維、特に炭素繊維内に電流を導く誘導アレンジメントの形式であり得る。繊維の固有の電気抵抗は、その結果、テープ５又はラミネート９が加熱されるように導く。

当然に、図１及び４による実施形態は、組み合わせられ得る。

図１による実施形態における刺激ユニット１６はまた、誘導ユニットとして構成され得る。

本発明は、望ましい実施形態によって記述されたのであるが、それに限定されず、しかし、様々な方式に修正され得る。

加えて、「ａ」は、複数を排除しないということに留意されるべきである。さらに、ある実施形態を参照して記述された特徴及びステップもまた、他の実施形態又は発展の特徴又はステップと組み合わせて使用され得る。

本発明は、特に、航空及び航空宇宙の分野において、テープ設置装置、及び、テープ設置装置を使用するラミネートを構成するための方法を提供する。テープ設置装置は、ラミネートの構成のためのテープを設置するための設置アレンジメントと、設置されるべきテープが、直接的にかつ均一に、そこでの厚さ全体にわたって加熱されるように刺激され得る刺激アレンジメントとを備える。本発明が基礎とされる思想は、そこでの厚さ全体にわたって直接的にかつ均一に、設置されるべきテープの刺激、すなわち、前記テープの厚さ全体にわたって実質的に、直接的にかつ均一に設置されるべきテープの要素に作用する刺激を与えることを含む。この方式において達成される加熱は、既知のアプローチによる伝達によることよりもかなり速く生じる。結果として、設置されるべきテープの望まれる接着性は、望まれる高い設置速度で達成され得る。

１…テープ設置装置、１ａ…設置アレンジメント、２…ホルダ、３…フランジ、３ａ…移動方向、４…圧力ローラ、５…テープ、５ａ…ベースペーパ、６…デフレクションローラ、７…範囲、８…ラミネート装置、９…ラミネート、１０…ローラ、１１…範囲、１２…テープ、１３…刺激アレンジメント、１４…ウォール、１５…溝、１６…ソノトロード、１７…刺激ヘッド、１８…厚さ、３０…テープ設置装置、３１…刺激アレンジメント、３２…刺激アレンジメント、３３…スライディングブロック、３４…ギャップ

Claims (10)

1. 特に航空及び航空宇宙の分野におけるテープ設置装置（１，１３）であって、
   ラミネート（９）の構成のためにテープ（５）を設置するための設置アレンジメント（１ａ）と、
   設置されるべきテープ（５）が直接的にかつ均一に厚さ全体にわたって加熱されるように刺激され得る刺激アレンジメント（１３，３１）であって、超音波アレンジメントの形式である刺激アレンジメント（１３，３１）と、
   を含むテープ設置装置。
2. 設置アレンジメント（１ａ）は、設置されるべきテープ（５）が設置されたテープ（９）上に押圧される圧力ローラ（４）を含み、刺激アレンジメント（１３）が圧力ローラ（４）内に一体化されることを特徴とする請求項１に記載のテープ設置装置。
3. 刺激アレンジメント（１３）は、圧力ローラ（４）の周囲に沿って分配されて配置され、かつ、圧力ローラ（４）が回転し、設置されるべきテープ（５）に関係する圧力ローラ（４）の周囲の範囲（１１）内に配置される刺激ユニット（１６）だけにスイッチが入る方式で配線され得る複数の刺激ユニット（１６）を含むことを特徴とする請求項２に記載のテープ設置装置。
4. 設置アレンジメント（１ａ）は、設置されるべきテープ（５）が設置されたテープ（９）上に押圧され得る圧力ローラ（４）を含み、刺激アレンジメント（３１）及び圧力ローラ（４）は、設置されるべきテープ（５）が刺激されるように案内され得るギャップ（３４）を構成することを特徴とする請求項１に記載のテープ設置装置。
5. 設置されたテープ（９）が直接的にかつ均一に厚さ全体にわたって加熱されるように刺激され得るさらなる刺激アレンジメント（３２）が提供される請求項１から４のいずれか１項に記載のテープ設置装置。
6. さらなる刺激アレンジメント（３２）は、設置されたテープ（９）を刺激するために、移動方向において見えるように、圧力ローラ（４）の背後に配置されることを特徴とする請求項５に記載のテープ設置装置。
7. さらなる刺激アレンジメント（３２）は、スライディングブロック（３３）又はローラ内に一体化されることを特徴とする請求項５又は６に記載のテープ設置装置。
8. 設置されるべきテープ（５）及び／又は設置されたテープ（９）が接触なしで刺激されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のテープ設置装置。
9. 特に航空及び航空宇宙の分野におけるテープ設置装置（１，３０）を使用するラミネート（９）を構成するための方法であって、
   設置されるべきテープ（５）を設置アレンジメント（１ａ）に供給するステップと、
   刺激アレンジメントが超音波式であり、刺激アレンジメント（１３，３１）を使用して前記テープを加熱するために、設置されるべきテープ（５）の厚さ（１８）全体にわたる直接的かつ均一な刺激のステップと、
   設置アレンジメント（１ａ）を使用してラミネート（９）を構成するために、設置されるべきテープ（５）を設置するステップと、
   を含む方法。
10. 設置されるべきテープ（５）が設置されたテープ（９）上に設置され、設置されるべきテープ（５）を設置することの前に、さらなる刺激アレンジメント（３２）で、設置されたテープ（９）が直接的にかつ均一に加熱の目的で厚さ（１８）全体にわたって刺激されることを特徴とする請求項９に記載の方法。

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