JP4290990B2 - Needling machine with device for measuring the penetration - Google Patents

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Abstract

The invention concerns a needle-punching machine for a textile structure consisting of a plurality of superposed layers (12) comprising a vertically mobile needle-punching table (10), a needle-punching head including s specific number of barbed needles (18) and arranged in line with said needle-punching table, and means for driving the needle-punching head to impart thereto a reciprocating vertical movement defining a maximum needle penetration low point, wherein are provided measuring means (36), arranged at said needle-punching head to measure the position of an upper surface of the textile structure at the maximum needle penetration low point. Said measuring means are preferably arranged in a median plane of the needle-punching head perpendicular to a forward moving direction of the textile structure.

Description

発明の分野
本発明は、高温にて使用され、あるいは、ロケットエンジンの構造部分に使用され、あるいは、航空機や陸上車用の非常に高性能のブレーキディスクに使用される保護用の部品を製造するのに用いられるニードリングされた繊維構造体の製造に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention manufactures protective components used at high temperatures, used in structural parts of rocket engines, or used in very high performance brake discs for aircraft and land vehicles. It relates to the manufacture of a needled fiber structure used in the manufacturing process.

従来技術
ブレーキディスクは、特に大きな剪断力を発生する制動に耐えられなければならない。そして、航空機では、ブレーキディスクに大きな応力がかかるので、こうした現象は顕著である。
Prior art Brake discs must be able to withstand braking that generates particularly high shear forces. In an aircraft, such a phenomenon is remarkable because a large stress is applied to the brake disc.

層を剥離してしまうような剪断力に耐えられるように、ブレーキディスクは構造的に均一でないことが最小となるように製造されなければならない。不均一なブレーキディスクは、応力特性も不均一であるので、裂けてしまう可能性が著しく大きな局所的な領域を有することになる。   In order to withstand the shear forces that would delaminate the brake disc, the brake disc must be manufactured to be minimally non-structural. A non-uniform brake disc will also have a localized area that is significantly more likely to tear due to non-uniform stress characteristics.

従来、ブレーキディスクは、Z方向、すなわち、層を横断する方向に針入する1組の有刺ニードルによってニードリングされる重ね合わされた複数の層から構成される強化繊維構造体から製造される。この繊維構造体は、適切なサイズに切断された後に炭化され、次いで、マトリックス形成材料を用いて緻密化され、最後に、任意の熱処理が施される。層は支持体上で重ね合わせられる。一般的に、層が重ね合わされると、支持体が下降せしめられ、個々の層がニードリングされる。こうして得られる最終製品の力学特性は、繊維強化構造体に使用される実際のニードリング密度によって大きく左右される。「実際の」ニードリング密度とは、繊維構造体の基本体積で見て1立方センチメートル(cm)当たりのニードルの刺の数の関数であって、単位面積当たりのニードリング密度、Z方向における針入度合、下向き変位工程の程度、および、ニードルの機能的な特性を含む。 Traditionally, brake discs are manufactured from a reinforced fibrous structure composed of a plurality of superimposed layers that are needled by a set of barbed needles that penetrate in the Z direction, i.e., across the layers. The fiber structure is carbonized after being cut to an appropriate size, then densified with a matrix-forming material and finally subjected to an optional heat treatment. The layers are overlaid on the support. In general, when the layers are overlaid, the support is lowered and the individual layers are needled. The mechanical properties of the final product thus obtained are highly dependent on the actual needling density used for the fiber reinforced structure. “Actual” needling density is a function of the number of needle stabs per cubic centimeter (cm 3 ) viewed in the basic volume of the fiber structure, and the needling density per unit area, the needles in the Z direction It includes the degree of penetration, the degree of the downward displacement process, and the functional characteristics of the needle.

今日のニードリング法によれば、その幾つかでは、特に下向き工程の程度を調整することによって優れた結果が得られるが、所望通りに完全に均一なものを得ることは困難である。重ね合わされた各層についてニードリングされる層の厚さに等しい距離だけニードルと層支持体との間の距離を増大することが米国特許第4790052号で提案されている。同様に、欧州特許第0736115号では、層支持体について変位工程を採用することによって、所定の関係に従って程度が小さくされる変位工程を層支持体に対して採用することによって、重ね合わされた各層の厚さを一定の厚さにしようとしている。   According to today's needling methods, some of them give excellent results, especially by adjusting the degree of the downward process, but it is difficult to obtain a completely uniform as desired. It has been proposed in US Pat. No. 4790052 to increase the distance between the needle and the layer support by a distance equal to the thickness of the layer to be needled for each superimposed layer. Similarly, in European Patent No. 0736115, a displacement process is adopted for the layer support by adopting a displacement process that reduces the degree according to a predetermined relationship by adopting a displacement process for the layer support. I am trying to make the thickness constant.

こうした方法の不都合は、層支持体に対する下向き変位工程の程度が、特に、結果として得られる繊維構造体を構成する層の数の関数でもって理論的に予め大まかに計算され、ニードルの実際の針入度については何ら考慮されないということである。残念ながら、均一性の優れた最終繊維構造体を得るための必要条件である均一なニードリング密度を保証するためにも、上記パラメータを知ることが重要である。さらに、繊維構造体が厚いと、針入度の認識に関する誤差マージンはそれだけ大きくなる。   The disadvantage of such a method is that the degree of the downward displacement process relative to the layer support is theoretically preliminarily calculated theoretically, in particular as a function of the number of layers constituting the resulting fiber structure, and the actual needle of the needle This means that no consideration is given to the entrance. Unfortunately, it is important to know the above parameters in order to ensure a uniform needling density, which is a prerequisite for obtaining a final fiber structure with good uniformity. Furthermore, when the fiber structure is thick, the error margin related to the recognition of the penetration is increased accordingly.

欧州特許出願第0695823号は、ニードリング操作間において繊維構造体の上面の位置を測定し、ニードルの動作領域の横に配置されたフィーラローラによってニードル針入度の認識を改善するようにしている。   European Patent Application No. 0 695 823 measures the position of the upper surface of the fiber structure during the needling operation and improves the needle penetration recognition by means of a feeler roller located next to the working area of the needle. .

しかしながら、こうした解決方法も、繊維構造体がニードリング力の作用で測定の実行によっても検出されない程度に圧縮されてしまうので不満足なものである。繊維構造体の変形を考慮できないという不都合は、実際のニードル針入度について正確な認識を得ることができないことを意味する。   However, such a solution is also unsatisfactory because the fiber structure is compressed to the extent that it is not detected by the measurement due to the needling force. The inconvenience that the deformation of the fiber structure cannot be taken into account means that accurate recognition of the actual needle penetration cannot be obtained.

本発明の目的および定義
そこで、本発明は、繊維構造体を形成する各層をニードリングしている間に繊維構造体の変形を考慮するために、ニードリング毎に繊維構造体における実際のニードル針入深さを測定できるようにすることによって上記不都合を軽減したニードリング機械およびそれに関連する方法を提案する。
OBJECT AND DEFINITION OF THE INVENTION Therefore, the present invention provides an actual needle needle in the fiber structure for each needling in order to take into account deformation of the fiber structure while needing each layer forming the fiber structure. A needling machine and a related method are proposed in which the above inconvenience is reduced by enabling the penetration depth to be measured.

上記目的は、重ね合わされた複数の層から構成される繊維構造体をニードリングするための機械であって、鉛直方向に移動可能なニードリングテーブルと、該ニードリングテーブル上方に鉛直に配置される所定数の有刺ニードルを有するニードリングヘッドと、該ニードリングヘッドを駆動して繊維構造体における最大ニードル針入低点を規定するように該ニードリングヘッドを鉛直方向に往復運動させる手段とを具備する機械であって、最大ニードル針入低点における繊維構造体の上面の位置を測定するために前記ニードリングヘッドに配置される測定手段をさらに具備する機械によって達成される。
測定手段をニードルボードに配置することによって、ニードリング力の効果でもって繊維構造体が圧縮される程度を考慮し、実際のニードル針入深さを割り出すことができる。
The above object is a machine for needling a fiber structure composed of a plurality of superposed layers, and a needling table movable in the vertical direction, and vertically disposed above the needling table. A needling head having a predetermined number of barbed needles, and means for driving the needling head to reciprocate the needling head in a vertical direction so as to define a maximum needle entry low point in the fiber structure. This is achieved by a machine further comprising measuring means arranged on the needling head for measuring the position of the upper surface of the fiber structure at the maximum needle penetration low point.
By disposing the measuring means on the needle board, the actual needle penetration depth can be determined in consideration of the degree to which the fiber structure is compressed by the effect of the needling force.

前記測定手段が繊維構造体の前進方向に対して垂直に前記ニードリングヘッドの中央面に配置されることが好ましい。
また、好ましい実施の形態では、繊維構造体の上面の位置を測定するための前記手段が非接触測定を行う光学組立体を有する。また、該測定手段がブロードビームタイプのレーザエミッタ・レシーバを有することが好ましい。
また、代替可能な実施の形態では、前記測定手段が接触による測定を行う機械的フィーラを有する。
It is preferable that the measuring means is disposed on the center surface of the needling head perpendicular to the advancing direction of the fiber structure.
In a preferred embodiment, the means for measuring the position of the upper surface of the fiber structure includes an optical assembly that performs non-contact measurement. The measurement means preferably has a broad beam type laser emitter / receiver.
In an alternative embodiment, the measuring means has a mechanical feeler for measuring by contact.

最大ニードル針入低点を測定するために、好ましくは、誘導型または光学型のセンサが設けられ、最大ニードル針入低点における前記測定手段によって測定される繊維構造体の上面の位置の関数でもって鉛直方向におけるニードリングテーブルの変位を制御するプロセッサ手段を設けることが有利である。
また、本発明は、繊維構造体を製造するために上記機械を使用する方法、および、該方法によって得られる繊維構造体を提供する。繊維構造体の上面の位置は、繊維構造体の全長に亘ってリアルタイムで行われる瞬間測定を平均することによって測定されることが好ましい。
図面を参照し、非限定的な表現を用いた後述の記載を読めば、本発明の特性と利点は、さらに明らかに理解されるであろう。
In order to measure the maximum needle penetration low point, preferably an inductive or optical sensor is provided, as a function of the position of the upper surface of the fiber structure measured by the measuring means at the maximum needle penetration low point. It is therefore advantageous to provide processor means for controlling the displacement of the needling table in the vertical direction.
The present invention also provides a method of using the above machine to produce a fiber structure and a fiber structure obtained by the method. The position of the upper surface of the fiber structure is preferably measured by averaging instantaneous measurements made in real time over the entire length of the fiber structure.
The characteristics and advantages of the present invention will be more clearly understood from the following description with reference to the drawings and in a non-limiting manner.

好ましい実施形態の詳細な説明
平坦な繊維構造体をニードリングするための機械の2つの実施の形態が、図1および図2に示されている。もちろん、シートまたは布が平坦に重ね合わさるように環状で且つ螺旋状に撚られるか否か、あるいは、シートが重ね合わさるようにマンドレル上に巻き付けられるか否かに係わらず、本発明は平坦な構造体の製造のみに限定されるものではなく、繊維シートを巻回することによって構造体を製造することも本発明の適用範囲である。
Detailed Description of the Preferred Embodiments Two embodiments of a machine for needling flat fiber structures are shown in FIGS. Of course, regardless of whether the sheet or fabric is twisted in an annular and spiral manner so that the sheets overlap, or whether the sheets are wound on a mandrel so that they overlap, the present invention provides a flat structure. It is not limited only to manufacture of a body, and it is also the scope of application of the present invention to manufacture a structure by winding a fiber sheet.

従来通り、機械は、製造される最終構造体に応じて決まる長さおよび幅を有し且つ連続した層で重ね合わさるようにして次々に供給される層またはシート12を支持するために「ニードリング」テーブル10を有する。ニードリングテーブルは、ニードルボード16に設けられた所定数の従来の有刺ニードル18を有するニードリングヘッド14の下に鉛直に配置されており、ニードリングヘッドは、1つ以上のモータによって駆動される1つ以上のクランク組立体20によって鉛直方向に往復動するように駆動せしめられることができる。ニードリングテーブル上方には機械のフレーム24に固定されたストリッパ22が設けられ、このストリッパ22はニードルが上昇するときに繊維構造体がついてきてしまうことを防止する。もちろん、ニードリングテーブルおよびストリッパの両方には、ニードルを通過させるためのそれぞれ対応する孔26、28が穿孔されている。ニードリングテーブルは、例えば、モータ駆動のウォームねじによって構成された装置30による駆動により鉛直方向に移動せしめられる。上流側と下流側とに配置された2連の駆動ローラ32、34(入口プレスおよび出口プレスとしても公知)は、繊維構造体をニードリングヘッドに向かって水平方向に給送する。   As is conventional, the machine has a length and width that depend on the final structure to be manufactured, and “needling” to support layers or sheets 12 that are fed one after the other so as to overlap in successive layers. It has a table 10. The needling table is arranged vertically below the needling head 14 having a predetermined number of conventional barbed needles 18 provided on the needle board 16, and the needling head is driven by one or more motors. One or more crank assemblies 20 can be driven to reciprocate in the vertical direction. A stripper 22 fixed to the frame 24 of the machine is provided above the needling table, and this stripper 22 prevents the fiber structure from being attached when the needle is raised. Of course, both the needling table and the stripper are perforated with corresponding holes 26, 28, respectively, for passing the needle. The needling table is moved in the vertical direction by driving by a device 30 constituted by, for example, a motor-driven worm screw. Two series of drive rollers 32, 34 (also known as inlet press and outlet press) arranged on the upstream side and downstream side feed the fibrous structure horizontally toward the needling head.

本発明は、最大ニードル針入低点において繊維構造体における有刺ニードルの実際の針入深さを割り出すために繊維構造体の上面の位置を測定するためにニードリングヘッド14に配置される手段36を提供する。有刺ニードルの行程がこれら有刺ニードルが接続されるフレームに対して一定であって、ニードリングテーブルがフレームに対して既知の距離に配置されているので、有刺ニードルが織物材料に針入する深さは、ニードリングテーブルと測定された上面との間に存在する材料の厚さに直接関係する。   The present invention provides a means disposed on the needling head 14 for measuring the position of the upper surface of the fiber structure to determine the actual penetration depth of the barbed needle in the fiber structure at the maximum needle penetration point. 36 is provided. Since the barbed needle travel is constant with respect to the frame to which these barbed needles are connected and the needling table is located at a known distance from the frame, the barbed needle enters the fabric material. The depth to be directly related to the thickness of the material present between the needling table and the measured top surface.

このため、測定手段36はフレーム24に固定され、ニードリングボード16(およびストリッパ22)には、それぞれ、測定手段と繊維構造体の上面との協働を可能にするオリフィス38,40が穿孔される。   For this reason, the measuring means 36 is fixed to the frame 24, and the needling board 16 (and the stripper 22) are respectively perforated with orifices 38, 40 which allow the measuring means and the upper surface of the fiber structure to cooperate. The

図示した例では、この協働は、接触なしで(繊維構造体の上面の位置を遠隔的に測定することによって)、あるいは、接触ありで(機械的フィーラを繊維構造体の上面上へと下げることによって)行うことができる。   In the illustrated example, this cooperation is either without contact (by remotely measuring the position of the top surface of the fiber structure) or with contact (lowering the mechanical feeler onto the top surface of the fiber structure). Can be done).

図1は、非接触タイプの測定手段がレーザエミッタ・レシーバ42のような光学式測定組立体によって構成されている本発明の好適な実施形態を示している。エミッタは、ニードルボードとストリッパとを通して繊維構造体の上面に向かってレーザビームを送り、次いで、該繊維構造体の上面がレーザビームをレシーバに反射する。先の測定によってエミッタとニードリングテーブルとの間の距離が認識されているので、レーザビームの往復経路を分析することによってエミッタと繊維構造体の上面との間の距離が割り出され、そして、これにより、ニードリングテーブルに支持された繊維構造体の厚さが十分に正確に求められる。さらに、繊維構造体の目立った欠陥を伴う問題を避けるために、レーザ組立体はブロードビームタイプであることが好ましい(この種のレーザは、ビームの全幅に亘る測定による統合効果を奏するからである)。もちろん、赤外線がないほうが好ましいが、赤外線で動作する光学式測定組立体を使用してもよい。   FIG. 1 shows a preferred embodiment of the invention in which the non-contact type measuring means is constituted by an optical measuring assembly such as a laser emitter / receiver 42. The emitter sends a laser beam through the needle board and stripper toward the top surface of the fiber structure, and the top surface of the fiber structure then reflects the laser beam to the receiver. Since the distance between the emitter and the needling table is known by the previous measurement, the distance between the emitter and the top surface of the fiber structure is determined by analyzing the round trip path of the laser beam, and Thereby, the thickness of the fiber structure supported by the needling table is obtained sufficiently accurately. Furthermore, in order to avoid problems with noticeable defects in the fiber structure, the laser assembly is preferably of the broad beam type (since this type of laser has an integrated effect by measurement over the full width of the beam). ). Of course, it is preferred that there be no infrared, but an optical measurement assembly that operates in the infrared may be used.

図2は代替的な実施の形態を示しており、ここでの測定手段はフレーム24に固定された内側のピストン44によって形成される機械的フィーラによって構成され、フレーム24上には外側のスリーブ46が摺動可能に装着されており、スリーブは(ニードルボードおよびストリッパを通過した後に)繊維構造体に直接接触する僅かに丸い端部を有する。スリーブは、フレーム24に固定される制御モジュール48からピストンに流体、好ましくは、圧縮空気を制御して注入することによって摺動せしめられる。流体の圧力はニードリングすべき繊維構造体の性質(硬度、反発反応)に基づいて調整され、スリーブが繊維構造体上で跳ねることがないよう調整される。また、スリーブは、その頂端に、フレームに固定されたレーザまたは赤外線エミッタ・レシーバ52のような光学式測定組立体と協働するための反射カラー50を有する。エミッタがビームをスリーブ上の反射カラーに導き、次いで、ビームが反射カラーによってレシーバに反射される。フィーラの端部がニードリングテーブルに接触したときのエミッタとレシーバとの間の距離が事前の測定によって判っているので、フィーラの端部が繊維構造体の上面に接触したときのエミッタとレシーバとの間の距離を(ビームの往復経路を分析することによって)割り出すことで、ニードリングテーブルに支持された繊維構造体の厚さが十分に正確に求められる。   FIG. 2 shows an alternative embodiment in which the measuring means is constituted by a mechanical feeler formed by an inner piston 44 fixed to the frame 24, on which an outer sleeve 46 is placed. Is slidably mounted and the sleeve has a slightly rounded end that directly contacts the fibrous structure (after passing through the needle board and stripper). The sleeve is slid by controlling and injecting fluid, preferably compressed air, into the piston from a control module 48 secured to the frame 24. The pressure of the fluid is adjusted based on the properties (hardness, repulsion reaction) of the fiber structure to be needled and adjusted so that the sleeve does not spring on the fiber structure. The sleeve also has a reflective collar 50 at its apex for cooperating with an optical measurement assembly such as a laser or infrared emitter / receiver 52 secured to the frame. The emitter directs the beam to the reflective color on the sleeve, which is then reflected by the reflective color to the receiver. Since the distance between the emitter and receiver when the end of the feeler contacts the needling table is known by prior measurements, the emitter and receiver when the end of the feeler contacts the upper surface of the fiber structure Is determined (by analyzing the reciprocal path of the beam) to determine the thickness of the fiber structure supported by the needling table with sufficient accuracy.

上述した両実施形態において、測定手段36は(もちろん、ニードリングヘッド14の中央面から相当に離れていてもよいが)繊維構造体が前進する方向に対して垂直にニードリングヘッド14の中央面に配置されることが好ましい。繊維構造体がニードリングヘッドの下に互いに平行に前進する2つの隣接プレートの形態であるならば、測定手段を2つにしてもよい。図3に示した構造では、ニードリングヘッドは並んで配置された2つの独立したニードルボードを有し、この場合、測定手段は各ボードの略中心に配置される。理解しやすいように、図3は、2つの別個の位置における上記代替的な実施の形態の機械を示し、一方の位置(図3の左側半部)はニードリングヘッドが上昇した静止位置に対応し、他方の位置(右側部分)はニードリングヘッドが最大ニードル針入低点におけるニードリングヘッドの位置に対応する。   In both embodiments described above, the measuring means 36 (of course may be considerably away from the center plane of the needling head 14), the center plane of the needling head 14 perpendicular to the direction in which the fiber structure advances. It is preferable to arrange | position. If the fibrous structure is in the form of two adjacent plates that advance parallel to each other under the needling head, two measuring means may be provided. In the structure shown in FIG. 3, the needling head has two independent needle boards arranged side by side, in which case the measuring means are arranged approximately at the center of each board. For ease of understanding, FIG. 3 shows the machine of the above alternative embodiment in two separate positions, one position (the left half of FIG. 3) corresponds to a stationary position with the needling head raised. The other position (right side portion) corresponds to the position of the needling head at which the needling head is at the maximum needle penetration low point.

最大ニードル針入低点は、例えば、フレームに固定された誘導型または光学型のセンサ54によってリアルタイムで測定され、このセンサは、例えば、ニードリングヘッドの鉛直方向における往復運動を制御するためのクランク組立体20上の特定のカムプロフィル56と協働する。このカムプロフィルは、好ましくは、低点に近接したところで、ニードルボードの下降行程中に時間期間(単に、単一で瞬間的な測定時間ではない)を決定し、この時間期間中に測定手段36が動作して複数の測定値を得て、これら測定値から、センサ54および測定手段36の両方に接続された演算処理モジュール58がニードリングされた層の厚さの第1の平均値を割り出す。これら測定は繊維構造体を水平方向へ前進させる各々の工程の後に続いて繰り返され、所定のパスの終わりに得られる一組の値は有刺ニードルの実際の平均針入度を決定するために使用され、これに基づきニードリングテーブルを駆動するためにプロセッサ手段58に接続された装置30が次のパスを受け入れるようにニードリングテーブルを自動的に鉛直方向に移動させ、ここで、ニードリングテーブルの下向き工程の程度が有刺ニードルが決められた距離だけ繊維構造体に針入するように制御される。   The maximum needle penetration low point is measured in real time by, for example, an inductive or optical sensor 54 fixed to the frame, which is used for example to control the reciprocating motion of the needling head in the vertical direction. It cooperates with a specific cam profile 56 on the assembly 20. This cam profile preferably determines a time period (not just a single momentary measurement time) during the needle board descending stroke, close to the low point, during which the measuring means 36 Operates to obtain a plurality of measured values, and from these measured values, a processing module 58 connected to both the sensor 54 and the measuring means 36 determines a first average value of the thickness of the needled layer. . These measurements are repeated subsequent to each step of advancing the fiber structure horizontally, and the set of values obtained at the end of a given pass is used to determine the actual average penetration of the barbed needle The device 30 that is used and connected to the processor means 58 to drive the needling table based on this automatically moves the needling table vertically so that it accepts the next pass, where the needling table The degree of the downward process is controlled so that the barbed needle penetrates the fiber structure by a predetermined distance.

このように、本発明の機械で実施されるニードリング法は、次のように要約することができる。初めに、ニードリングテーブルに配置された厚みのある第1の層上に厚みのある第2の層が重ね合わせられ、これら重ね合わせられた2つの層が所定の条件下でニードリングヘッドの有刺ニードルによって互いに接合される。その後、最大ニードル針入低点において適切な測定手段によって測定される2つの重ね合わせ層の上面の位置の関数でもって決定される程度の変位工程によって、ニードリングテーブルがニードリングヘッドに対して移動せしめられる。最後に、先の厚みのある2つの層上に厚みのある第3の層が重ね合わせられ、この厚みのある第3の層が同じ所定の条件下で先の厚みのある2つの層に接合される。そして、繊維構造体が所望の厚さに形成されるまで、上述した工程が次の層に対しても繰り返される。   Thus, the needling method performed on the machine of the present invention can be summarized as follows. First, a thick second layer is superposed on a thick first layer disposed on a needling table, and the two superposed layers are provided under a predetermined condition. They are joined together by a piercing needle. The needling table is then moved relative to the needling head by a displacement step determined by a function of the position of the upper surface of the two superimposed layers measured by suitable measuring means at the maximum needle penetration point. I'm damned. Finally, a thick third layer is superimposed on the two thick layers, and the thick third layer is bonded to the two thick layers under the same predetermined conditions. Is done. And the process mentioned above is repeated also with respect to the following layer until a fiber structure is formed in desired thickness.

上述した機械で実施される方法は、最初に、1つまたは2つの重ね合わせ層をニードリングテーブル10の上に配置することにあり、次に、これら層は、前進ローラ32、34によって繊維構造体の全長に亘って水平方向に移動せしめられる間に、ニードルボード16を用いたニードリングによって互いに接合される。次いで、ニードリングテーブルは決定サイズの変位工程によって下降されて、第3の層を重ね合わせ、次いで、所望の厚さとなるまで他の2つの層等にニードリングできるようにする。   The machine-implemented method described above consists in first placing one or two superposed layers on the needling table 10, and then these layers are made up of fiber structures by advance rollers 32, 34. While being moved in the horizontal direction over the entire length of the body, they are joined together by needling using the needle board 16. The needling table is then lowered by a determined size displacement process so that the third layer can be superimposed and then needled to the other two layers, etc. until the desired thickness is achieved.

本発明においては、変位工程の決定された程度は固定の程度でもなく、また、所定の降下関係を受けることもなく、繊維構造体において所望の実密度のニードリングが得られるように最大ニードル針入低点において測定される繊維構造体の先の層における実際のニードル針入度から決定され、ここでの密度は一定であったり、あるいは、繊維構造体の厚さによって変わる密度であったりする。したがって、ニードリングテーブルの所定の程度の下向き工程が行われ、ニードルが決定された距離だけ繊維構造体に針入せしめられるように、繊維構造体の上面の位置はニードルの中央で測定される。   In the present invention, the determined degree of the displacement process is neither fixed nor subjected to a predetermined descent relationship, and the maximum needle needle is obtained so that a desired actual density needling is obtained in the fiber structure. Determined from the actual needle penetration in the previous layer of the fiber structure measured at the entry point, where the density is constant or may vary depending on the thickness of the fiber structure . Accordingly, a predetermined degree downward process of the needling table is performed, and the position of the upper surface of the fiber structure is measured at the center of the needle so that the needle can be inserted into the fiber structure by the determined distance.

繊維構造体をニードリングするための本発明の機械の第1の実施形態の概略図である。1 is a schematic view of a first embodiment of a machine of the present invention for needling a fiber structure. FIG. 繊維構造体をニードリングするための本発明の機械の第2の実施形態の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a second embodiment of the machine of the present invention for needling a fiber structure. 図2の機械の側面図であり、右側部分は有刺ニードルの最大針入の位置に示されている。FIG. 3 is a side view of the machine of FIG. 2 with the right-hand portion shown at the maximum penetration position of the barbed needle.

Claims (10)

重ね合わされた複数の層(12)から構成される繊維構造体をニードリングするための機械であって、鉛直方向に移動可能なニードリングテーブル(10)と、該ニードリングテーブル上方に鉛直に配置される所定数の有刺ニードル(18)を有するニードリングヘッド(14)と、該ニードリングヘッドを駆動して繊維構造体における最大ニードル針入低点を規定するように該ニードリングヘッドを鉛直方向に往復運動させる手段とを具備する機械において、最大ニードル針入低点における繊維構造体の上面の位置を測定するために前記ニードリングヘッドに配置される測定手段(36)をさらに具備することを特徴とする機械。  A machine for needling a fiber structure composed of a plurality of superposed layers (12), a needling table (10) movable in the vertical direction, and vertically disposed above the needling table A needling head (14) having a predetermined number of barbed needles (18) and the needling head vertically to drive the needling head to define a maximum needle penetration point in the fiber structure. Means for reciprocating in the direction, further comprising measuring means (36) arranged on the needling head for measuring the position of the upper surface of the fiber structure at the maximum needle penetration low point. Machine characterized. 前記測定手段が繊維構造体の前進方向に対して垂直前記ニードリングヘッドの中央面に配置されることを特徴とする請求項1に記載の機械。The machine according to claim 1, characterized in that the measuring means is arranged on the center plane of the needling head perpendicular to the advance direction of the fiber structure. 前記繊維構造体の上面の位置を測定するための前記手段が非接触測定を行う光学組立体(42)を有することを特徴とする請求項1または2に記載の機械。Machine according to claim 1 or 2, characterized in that said means for measuring the position of the upper surface of said fibrous structure has an optical assembly for performing noncontact measurement (42). 前記光学組立体がレーザエミッタ・レシーバを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の機械。  The machine according to claim 1 or 2, wherein the optical assembly comprises a laser emitter / receiver. 前記レーザエミッタ・レシーバがブロードビームタイプであることを特徴とする請求項4に記載の機械。  5. The machine according to claim 4, wherein the laser emitter / receiver is of a broad beam type. 前記繊維構造体の上面の位置を測定するための前記手段が接触による測定を行う機械的フィーラ(44〜52)を有することを特徴とする請求項1または2に記載の機械。Machine according to claim 1 or 2, characterized in that said means for measuring the position of the upper surface of said fibrous structure has a mechanical feeler (44-52) for performing measurement by contact. 前記最大ニードル針入低点を割り出すために、好ましくは、誘導型または光学型のセンサ(54)をさらに具備することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の機械。  The machine according to any one of the preceding claims, further comprising an inductive or optical sensor (54), preferably for determining the maximum needle penetration low point. 前記最大ニードル針入低点において前記測定手段によって測定される繊維構造体の上面の位置の関数でもって前記ニードリングテーブルの鉛直方向における変位を制御するプロセッサ手段(58)をさらに具備することを特徴とする請求項7に記載の機械。Further comprising a processor means (58) for controlling the displacement in the vertical direction before Symbol needling table with a function of the position of the upper surface of the fibrous structure to be measured by said measuring means have contact to the maximum needle penetration low point The machine according to claim 7, wherein: 重ね合わされた複数の層(12)から構成される繊維構造体を製造する方法であって、a)ニードリングテーブル(10)に配置された厚みのある第1の層上に厚みのある第2の層を重ね合わせる工程と、b)これら重ね合わせられた厚みのある2つの層をニードリングヘッド(14)の有刺ニードル(16)を用いて予め定められた条件下で互いに接続する工程と、c)これら重ね合わされた2つの層の上面の位置であって、最大ニードル針入低点においてニードリングヘッドで測定される位置の関数でもって決定される程度の変位工程を介してニードリングテーブルをニードリングヘッドに対して変位させる工程と、d)厚みのある先の層上に厚みのある新しい層を重ね合わせる工程と、e)該厚みのある先の層上に該厚みのある新しい層を前記予め定められた条件下で結合する工程と、f)引き続く厚みのある層のために、上記工程c)と上記工程d)と上記工程e)とを、工程c)における変位が構成される繊維構造体の上面の位置であって最大ニードル針入低点においてニードリングヘッドで測定される位置の関数でもって決定されるように、繰り返す工程とを具備する方法。A method for producing a fibrous structure comprising a plurality of layers (12) superposed, comprising: a) a thick second layer on a thick first layer disposed on a needling table (10) And b) connecting the two layers having the superimposed thicknesses to each other under a predetermined condition using the barbed needle (16) of the needling head (14). , c) a position of the upper surface of the superimposed two layers, needle via the degree of displacement step is determined with a function of position in had us the maximum needle penetration low point is measured in the needling head Displacing the ring table relative to the needling head; d) superimposing a new thick layer on the thick previous layer; e) having the thickness on the thick previous layer. new A step of binding under conditions in which the predetermined and for the layer with a f) subsequent thickness, the step c) and the step d) and the above step e), the displacement in step c) is configured that way a position of the upper surface of the fiber structure to have you maximize needle penetration low point is determined with a function of position measured in the needling head, the method comprising the step of repeating. 繊維構造体の上面の位置が繊維構造体の全長に亘ってリアルタイムで得られる瞬間測定値を平均することによって測定されることを特徴とする請求項9に記載の方法。  10. The method according to claim 9, wherein the position of the upper surface of the fiber structure is measured by averaging instantaneous measurements obtained in real time over the entire length of the fiber structure.
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