JP5090473B2 - 特殊な繊維切断システムを有する繊維貼付ヘッド - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、複合材料の部品を作成するために繊維を貼付けるヘッドに関し、より詳細には、特殊な繊維切断システムを有する繊維貼付ヘッドに関する。

繊維配置機として一般に知られる、繊維貼付機が公知である。繊維貼付機は、幅広のストリップの雄型のまたは雌型の鋳型に用いられるものであり、上記幅広のストリップは、樹脂を含浸させた、リボン型の多数の平らな繊維、特に熱硬化性または熱可塑性の樹脂を含浸させた炭素繊維から形成されている。この機械は、繊維貼付ヘッドを移動させるためのシステム、繊維貯蔵手段、および、繊維を繊維貯蔵手段から繊維貼付ヘッドまで搬送する手段を備えている。

従来の繊維配置ヘッドは、具体的には国際公開第２００６／０９２５１４号パンフレットに記載されているように、ストリップに貼付けるために鋳型に対して接触することを目的とする貼付ローラーと、貼付ローラー上に繊維を案内する案内手段と、貼付ローラーの上流側の各繊維を個別に切断するための切断手段と、切断手段の上流側に設けられた再ルーティング手段とを有している。再ルーティング手段は、どの時点であっても、ストリップへの貼付を停止および再開すること、並びにストリップの幅を選択することが可能なように、切断されたばかりの各繊維を新ルートにて送るものである。案内手段は、導管または滑車の２つのシステムを有しており、これら２つのシステムは、下流側から上流側にかけて接近し合う２つの案内面に沿って互い違いの列に配置されており、繊維の２つの層または束を貼付ローラーの方向に別々に案内するようになっている。切断手段は、繊維毎に１つの平刃を含み、平刃は、気圧ジャッキによって作動され、固定カウンターツールに対向して配置されている。再ルーティング手段は、キックローラーを含み、キックローラーは、ジャッキによって作動され、駆動ローラーに面して配置されている。第１の層の平刃およびキックローラー、並びに、これらに関連する作動ジャッキは、ローラー側、換言すると、使用時のヘッドの前進運動に対して繊維から下流側に配置されており、その一方で、別の層の平刃およびキックローラー、並びに、これらに関連する作動ジャッキは、繊維の上流側に配置されている。

上流側の作動ジャッキは、貼付ローラーよりも高い位置に配置される必要がある。これは、ヘッドを異なる凹面上で使用可能にするため、特に、ヘッドを設置面と案内手段から接近する繊維のストリップとの間のアタック角が低い状態で使用可能にするためである。繊維は、２つの層に対するローラーからほぼ同じ間隔で切断されるため、全ての作動ジャッキの操作は簡略化される。従ってヘッドの精度および信頼性は最適化される。このため、下流側のジャッキは、上流側のジャッキと同じ高さに配置されている。作動ジャッキの当該構成は、ヘッドを最適に小型化する可能性を制限すると共に、例えば、ストリップの先頭部分に関して繊維の切り口を可能な限り揃えるように、ヘッドの位置を新たに変更する精度を制限する。

繊維の移動を停止させるために、切断されたばかりの各繊維をそれぞれ制止する制止手段が設けられている。これらの制止手段は、通常、再ルーティング手段の上流側に配置されており、それぞれに独自の作動ジャッキを備えている。これらの新しい作動ジャッキは、場所を必要とするという問題以外にも、制御し難いという問題を有しており、切断されたばかりの各繊維を確実に制止するような複雑且つ精密な制御システムを必要としている。

本発明の目的は、上述の欠点のうちの少なくとも１つの欠点を克服することを目的とした解決方法を提供することにある。本発明によって、特に、繊維配置ヘッドは最適に小型化されると共に、高い信頼性を有した繊維の切断、再ルーティング、および／または、制止が保証される。

このため、本発明の対象は、変位システムの端部に取付けて、多数の繊維から形成される幅広のストリップを表面に貼付けるための繊維貼付ヘッドである。繊維貼付ヘッドは、
−ストリップの状態の繊維を貼付けるための貼付ローラーと、
−上記貼付ローラー上に繊維を案内するための案内手段と、
−作動システムによって定位置および切断動作位置の間にて作動される刃を備え、繊維の前進運動の方向に対して上記貼付ローラーの上流側の繊維を切断することが可能な切断手段とを有する繊維貼付ヘッドにおいて、
上記刃および関連する作動システムは全て、上記繊維よりも上記貼付ローラー側に配置されており、上記刃が上記貼付ローラーの方向に接近する繊維の表面に対向するように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、気圧ジャッキといった関連する作動システムを有する刃は全て、同じ側、つまり、加工面に接近する繊維の表面から反対側に配置されている。切断手段をこのように構成することによって、貼付ローラーに可能な限り近接した位置で繊維を切断することが可能になり、このため、繊維を新ルートにて送る際のたるみの量が制限されると同時に、加工面と案内手段からやって来る繊維のストリップとの間のアタック角が低くなる。

一実施形態によれば、案内手段は、第１の案内手段および第２の案内手段を備え、これらの第１の案内手段および第２の案内手段は、繊維を２つの繊維層の状態で貼付ローラーの方向に案内するために、下流側から上流側にかけて互いに接近し合う２つの案内面に沿って互い違いの列に配置されている。また切断手段は、第１の切断手段と第２の切断手段とを有し、上記第１の切断手段の各刃は、上記第１の案内手段によって案内された第１の層の繊維を個別に切断可能であり、上記第２の切断手段の各刃は、上記第１の案内手段間を通過しながら、上記第２の案内手段によって案内された第２の層の繊維を個別に切断可能である。

一特徴点として、上記第１の切断手段の刃および上記第２の切断手段の刃は、２つの案内面の間の角度とほぼ同じ角度にて一方が他方に対して傾いた２つの面に沿って、互い違いの列に配置されている。このため、２つの層の繊維を、ほぼ直角に切断することが可能である。貼付ローラーを基準として、上記第２の切断手段は、第１の切断手段の上方に配置されている。

一実施形態によれば、案内手段は、第１の通路および第２の通路を含む。各通路は、第１の層の繊維および第２の層の繊維をそれぞれ受け入れるためのものである。第１の通路は、第１の外側プレートと中央プレートとの間の組立接合面に形成され、第２の通路は、中央プレートと第２の外側プレートとの間の組立接合面に形成される。第１の切断手段の刃は、少なくとも１つのスロットを介して第１の外側プレートを貫通して、第１の通路に現れ、第２の切断手段の刃は、第１の外側プレートと、中央プレートの少なくとも１つのスロットを介して中央プレートとを貫通して、第２の通路に現れる。

他の特徴点として、切断手段は、刃の刃先に対向すると共に案内通路に直角に配置されたカウンターツールを備えている。刃は、このカウンターツールに接触して、切断位置において停止する。第１の切断手段のカウンターツールは、中央プレート内のハウジングに収容されたエラストマー材料から成る棒によって形成されており、第２の切断手段のカウンターツールは、第２の外側プレート内のハウジングに収容されたエラストマー材料から成る棒によって形成されている。

一実施形態によれば、繊維貼付ヘッドは、切断手段の上流側に配置された繊維再ルーティング手段をさらに有している。再ルーティング手段は、繊維を少なくとも１つの駆動ローラーで平らにするように、作動システムによって定位置および動作位置の間にて作動されるキックローラーを備えている。キックローラーおよび各キックローラーに関連する作動システムは、繊維よりも貼付ローラー側に配置されている。

好ましくは、再ルーティング手段は、第１の再ルーティング手段と、案内通路内の繊維の前進運動の方向に対して、第１の再ルーティング手段の上流側に配置された第２の再ルーティング手段とを有する。上記第１の再ルーティング手段は、第１の案内通路に対して直角且つ接線方向にて、中央プレート上に取付けられた第１の駆動ローラーと、上記第１の駆動ローラーで第１の層の各繊維を平らにするように、作動システムによって定位置および動作位置の間にて作動されるキックローラーとを備えている。上記第２の再ルーティング手段は、第２の案内通路に対して直角且つ接線方向に第２の外側プレートに取付けられた第２の駆動ローラーと、上記第２の駆動ローラーで第２の層の各繊維を平らにするように、第１の層の繊維間を延びる作動システムによって定位置および動作位置の間にて作動されるキックローラーとを備えている。これら２つの駆動ローラーは、好ましくは一般的なモータによってベルトを用いて駆動される。

一特徴点として、繊維貼付ヘッドは、当該繊維貼付ヘッドを変位システムに連結させるための支持デッキを有する。切断手段、案内手段、および、貼付ローラー、並びに、任意で再ルーティング手段は、モジュールを形成し、上記モジュールは、支持デッキに取付けられた少なくとも１つの圧縮ジャッキのロッドの端部に、急動作用ロッキング手段によって連結可能である。このモジュールは、例えば、横材によって互いに接続されている２つの支持フランジを含み、２つの支持フランジの間に、貼付ローラー、案内手段、および切断手段が取付けられている。再ルーティング手段、切断手段、および任意で制止手段を、層の同一の側に位置付けることによって、案内手段を容易に取り除くことが可能になり、これによって刃およびキックローラーに容易に接近可能になる。

繊維貼付ヘッドは、急動作用型空気圧接続システムおよび／または電気接続システムを含むことが有効であり、これによって、上記システムを支持デッキに取付ける時に、モジュールの作動システム同士を自動的に接続させることが可能である。気圧ジャッキ型の全ての作動システムは、例えば、モジュールの第１の空気圧接続プレートの通路に接続されることになり、これらはその後、モジュールを取付ける時に、密閉された状態で、支持デッキの第２の接続プレートの通路に接続される。第２の接続プレートの通路は、支持デッキによって支えられている空気圧切換弁に接続される。

好ましくは、繊維貼付ヘッドは、冷却手段を備える温度調整システムをさらに含む。冷却手段は、第２の外側プレートを冷却し、熱伝導によって、好ましくは金属製の全ての案内プレートを冷却することが可能である。この冷却手段は、例えば、外気の流れを第２の外側プレートに、および／または、好ましくは、第２の外側プレートに取付けられる少なくとも１つの熱電モジュールに向けるための手段を含む。

一実施形態によれば、切断手段は、刃毎に１つのジャッキ型作動システムを有している。

また、好ましくは、繊維貼付ヘッドは、貼付ローラー側において、切断手段の上流側に配置された制止手段をさらに有する。制止手段は、切断されたばかりの繊維を制止することが可能であると共に、作動システムによって定位置および制止動作位置の間にて作動される制止スタッドを含む。制止スタッドおよび刃は、共通の作動システムによって定位置および動作位置の間にて作動されることが好ましい。さらに、作動システムは、切断および制止される繊維毎に刃および制止スタッドを移動させて、繊維を切断および制止すること、好ましくは繊維を切断した後に制止することが可能である。繊維の切断および制止に同一の作動システムを用いることによって、作動システムの数を減少させることができる。これによって、より小型のヘッドを実現すると共に、作動システムの制御を簡略化させ、信頼性を有して且つ極めて高い精度で繊維の制止を行い、従って切断された繊維を極めて正確に貼付ローラーまで新ルートにて送ることが可能である。繊維は切断された後に制止されることが好ましいが、切断と制止とを完全に同時に行うことも想定可能である。一実施形態によれば、作動システムは、繊維毎に１つのジャッキ、好ましくは空気圧ジャッキを備えている。上記ジャッキは、当該ジャッキのロッドの端部において、繊維を個別に切断および制止するためのスタッドおよび平刃を支えている。この刃先は、好ましくは、制止スタッドの支持面よりもわずかに突出しているため、繊維は切断された後に制止される。刃は、その近位部によって、刃制止システムを備えるジャッキロッド内の第１の縦型ハウジング内に取付けられ得る。刃制止システムは、上記ロッド内の第２の縦型ハウジング内をスライドするように取付けられた作動ピンと、これら２つのハウジングを接続する横孔に取付けられた制止ボールとを有している。作動ピンは、作動ピンが第１のハウジングに少なくとも部分的に噛み合った制止ボールを支え、特に、その第１のハウジングにおいて刃を制止するように刃の凹部または開口部において刃を軸方向に制止する定位置において、弾性手段によって弾性的に作用する。作動ピンはまた、外部からツールによって、制止ボールが第２のハウジングに部分的に噛み合って刃の制止を解除することが可能な制止解除位置の方向に移動可能である。

好ましくは、制止スタッドは、その近位部によって第２のハウジングに取付けられる。制止スタッドは縦通路を有し、縦通路は、当該縦通路内に挿入されたツールを用いて、制止スタッドと第２のハウジングの底部との間に取付けられた作動ピンを移動させることが可能である。従って刃を、ジャッキロッドの端部を介して容易に取り除くことができ、その際に、ジャッキを取り除く必要は無い。制止システムは、制止スタッドと合うように中心が揃えられ、当該スタッドによって作動される。この構成によって、ジャッキロッドの直径を拡大させることなく、制止システムを集積することが可能になる。

一実施形態によれば、制止手段は、制止スタッドの支持面と対向して配置された制止カウンターツールを有している。制止スタッドは、制止カウンターツールに接触して、制止動作位置において停止する。制止カウンターツールは、２つの剛性の棒を有していることが有効であり、これら２つの剛性の棒はそれぞれ、案内通路に直角に、中央プレート内のハウジングと第２の外側プレート内のハウジングとに収容されている。

ロボットの手首に連結された、本発明に係る貼付ヘッドを示す側面図である。 図１の貼付ヘッドを示す斜視図であり、モジュールの内部がより詳細に表示されるように、貼付ヘッドのいくつかの支持素子は除去されている。 図１の貼付ヘッドの正面図である。 容易に取り外し可能な貼付ヘッドの種々の部品を示す、図１の貼付ヘッドの分解斜視図である。 第１の層の繊維用の案内通路を示す、図３の平面Ｖ−Ｖに沿って貼付ヘッドを切断した断面図である。 図５の細部Ｄ１を示す拡大図である。 作動ジャッキのロッドの端部における制止スタッドおよび切断刃を示す、繊維切断システムの部分斜視図である。 切断ジャッキのロッドを示す縦部分断面図である。 第２の層の繊維用の案内通路を示す、図３の平面ＩＸ−ＩＸに沿って貼付ヘッドを切断した断面図である。 図９の細部Ｄ２を示す拡大図である。 案内システムを構成する３つのプレートを示す、２つの分解斜視図である。 案内システムを構成する３つのプレートを示す、２つの分解斜視図である。 冷却モジュールの保護プレートを省略した、温度調整システムを示す斜視図である。 温度調整システムを示す部分斜視図である。 熱風吹き込み口を省略した、温度調整システムの別の斜視図である。

添付の図面を参照することによって、本願の現時点で特に好ましい一実施形態の詳細な説明をする過程にて、本発明はより良好に理解されると共に、他の目的、詳細、特徴、および利点はより明らかとなろう。

図１〜６を参照すると、繊維配置ヘッド１は、上部に取付けられた支持デッキ１０を有しており、支持デッキ１０は、支持デッキを、組立軸Ａに沿って、変位システムＳ、特に６軸ロボット型の多関節アームの端部の手首に固定するためのフランジ１１を備えている。

支持デッキ１０は、その下部においてモジュール２を取り外し可能に支えている。モジュール２は、貼付ローラーＲと、繊維を２つの案内面Ｐ１、Ｐ２に沿って、２つの繊維の束または繊維の層の状態で貼付ローラーの方向に案内することが可能な案内システム３と、各繊維を個別に切断および制止するための切断および制止システム４Ａ、４Ｂと、切断されたばかりの各繊維を個別に新ルートにて送るための再ルーティングシステム５Ａ、５Ｂとを有している。

図４および図５によれば、上記モジュールは、横材２３１〜２３４によって互いに接続された２つのフランジ２１、２２を含み、これら２つのフランジの間に、貼付ローラーＲ、案内システム３、切断および案内システム４Ａ、４Ｂ、並びに、再ルーティングシステム５Ａ、５Ｂが取付けられている。これら２つのフランジの後方の端部には、垂直レール２４が取付けられている。垂直レール２４は、２つの垂直支持プレート１２、１３の前方の端部に取付けられた相補型スライダ１４内にスライド可能である。２つの垂直支持プレート１２、１３は、支持デッキと一体化されており、支持デッキの下面から下方に延びている。上記モジュールは、支持デッキと一体化された２つの圧縮ジャッキのシャフトに連結される。圧縮ジャッキ８１は、そのボディ８１ｂによって、支持デッキの下面に連結される。圧縮ジャッキ８１のロッド８１ａには、いわゆる第１の空気圧接続プレート８２が連結される。２つのフランジ２１、２２の外縁には、第２の空気圧接続プレート８３が取付けられる。モジュールを取付けるには、垂直レール２４をスライダ１４内にスライドさせながら、空気圧接続プレート８２、８３が、互いに接触して平坦になるまで、モジュール２を垂直に上方に移動させる。モジュールは、トグルレバーボルトといった急動作用制止手段２５によって上記のプレートに連結される。これらの接続プレートは、複数の垂直通路を有している。これらの垂直通路は、モジュールを取付ける時に、密閉された状態で互いに対向するように位置しており、上記モジュールの異なるシステム間に空気圧接続を提供する。この点を以下に説明する。

貼付ローラーＲは、直角掛けコネクタ型の急動作用組立システム２６を用いて、自転するように上記２つのフランジの下端部に取付けられる。この際、貼付ローラーの回転軸は、組立軸Ａおよび圧縮ジャッキロッド８５ａに直角に配置される。貼付ローラーの回転軸、組立軸、および圧縮ジャッキロッドは、ほぼ同一平面に沿って配置される。

このモジュール２には、繊維投入システム６が取付けられる。繊維投入システム６は、繊維が上述の案内面Ｐ１、Ｐ２に沿って２つの層の状態にて投入されることを可能にする。例えば、繊維は、国際公開第２００６／０９２５１４号パンフレットに係る出願に記載されるような可撓性のチューブを介して繊維貼付ヘッドの方向に送られる。各可堯性チューブはその内部通路内に繊維を受け入れる。繊維投入システムはまた、アンカー斜面６１から成る。アンカー斜面６１には、互い違いの２つの列である可撓性のチューブの端部６２が固定される。アンカー斜面は、例えば、モジュール２と一体化された２つのロッド２７１の上に取付けられ、２つのロッド２７１にネジ留めされる蝶形ネジ２７２によって定位置に保持される。図示した実施形態では、繊維貼付ヘッドは、１つの層が１６の繊維から成る２つの層である３２の繊維のストリップを配置することが可能である。

案内システム３は、好ましくは金属製の３つのプレートを含む。これら３つのプレートは、プレート間に第１の案内通路および第２の案内通路を形成するように、互いに接触し合ってモジュールに平坦に取付けられている。第１の案内通路および第２の案内通路を、第１の層の繊維および第２の層の繊維がそれぞれ通過して、接線方向に貼付ローラーまで送られる。図５、図６、および、図９〜図１２を参照すると、第１の外側プレート３１は、第１の主面３１１によって、いわゆる中央プレート３２の第１の主面３２１に対して取付けられており、第２の外側プレート３３は、第１の主面３３１によって、中央プレートの第２の主面３２２に対して取付けられている。中央プレートは、横方向の三角形の断面を有しており、中央プレートの２つの主面３２１、３２２間の勾配は、２つの案内面Ｐ１、Ｐ２間の角度に相当する。第１の案内通路Ｃ１（図６）は、第１の外側プレートの第１の主面３１１に設けられた縦溝３１３によって構成されており、中央プレートの第１の主面３２１に取り囲まれている。これらの縦溝は、平らな繊維の幅にほぼ相当する幅を有しており、溝の幅にほぼ相当する間隔で、横方向に互いに離間されている。第２の案内通路Ｃ２（図１０）は、中央プレートの第２の主面３２２上に設けられた縦溝３２３によって形成されており、第２の外側プレートの第１の主面３３１に取り囲まれている。これらの縦溝３２３は、第１の外側プレートの縦溝と同様であり、縦溝３２３は、第１の外側プレートの縦溝に対して、１つの溝幅の分だけずれるように配置されているので、第１の通路および第２の通路が互い違いの列に配置され、２つの層の繊維Ｆ１、Ｆ２はほぼ端から端まで貼付ローラー上に配置され、これによって、ストリップの貼付が形成される。図６および図１０に示すように、２つの案内面Ｐ１、Ｐ２が交差する点は、案内システムから下流側に位置し、貼付ローラーと同じ高さである。

図４、図１１および図１２によれば、３つのプレートは、フランジ２１、２２の先端に、つまり、使用時のヘッドの移動方向に対して貼付ローラーの上流側に取付けられている。プレートの取付けは、差し込まれた上部ロッド２８１および下部ロッド２８２によって行われている。上部ロッド２８１および下部ロッド２８２は、フランジ上で旋回するように取付けられていると共に、第２の外側プレート３３の上部横ノッチ３３９ａおよび下部横ノッチ３３９ｂの中に挿入される。第２の外側プレート３３の幅は、他の２つのプレート３１、３２の幅よりも広い。上記の上部および下部ロッドの各端部には、ナット２８３がネジ留めされており、第２の外側プレートに接触して、３つのプレートを互いに強固に支えている。第１の外側プレートは、その第２の主面を介して、第１の横材２３１に接触している。３つのプレートの中心を揃えるために、第１の外側プレートおよび中央プレートは、センタリングスタッド３１８ａ、３２８ａを有しており、センタリングスタッド３１８ａ、３２８ａは、中央プレートの相補型凹部３２８ｂ、第２の外側プレートの相補型凹部３３８ｂの中にそれぞれ挿入される。第１の外側プレートも、第１の横材の相補型スタッドを受け入れるための凹部３１８ｂを有している。

上記モジュールは、繊維毎に１つの切断および制止システムを含む。各システムは、気圧ジャッキのロッドの端部に取付けられた平刃および制止スタッド、並びに、刃に対向して配置された切断カウンターツール、および、制止スタッドに対向して配置された制止カウンターツールを備えている。

図５、図７、および図８を参照する。各切断および制止システムに、平刃４１が取付けられており、平刃４１は、ジャッキ４０の円筒形のロッド４２の端部に固定され、このジャッキロッドに直角に配置された斜角の刃先４１１を有している。繊維を完全に切断することを保証するために、刃先の幅は、案内通路Ｃ１、Ｃ２の幅よりもわずかに大きくなっている。刃は、刃先が設けられた幅広の遠位部４１２を有しており、遠位部４１２は、より幅の狭い近位取付部４１３まで延びている。この刃は、近位取付部４１３によって、ロッド４２の端部平面４２１に設けられた長方形の断面を有する縦型の第１のハウジング４２２の中に嵌め込まれている。制止スタッドは、円筒形の遠位部４３２を有し、ジャッキロッドに直角な平らな支持面４３１を形成すると共に、近位取付部または円筒形のベースプレート４３３まで延びている。制止スタッドは、ベースプレート４３３によって、端部平面４２１の円筒形の第２のハウジング４２３内に固定されている。これらの２つのハウジングは、平列かつ上記ロッドの軸の一端に配置されている。刃の刃先４１１は、制止スタッドの支持面４３１よりもわずかに突出するように配置されている。

制止スタッドは、コッターピン４４によってロッドに取付けられており、コッターピン４４は、ロッドの横孔に挿入され、このスタッドを制止するようにベースプレート４３３内の周辺の凹部の中を通っている。

刃は、２つのハウジング４２２、４２３を接続する横孔４２４内に配置された制止ボール４５によって、ロッドに取付けられている。制止ボール４５は、横孔の長さよりも長い直径を有し、刃の近位部にある開口部４１４内に部分的に噛み合い、刃を制止することが可能である。

第２のハウジングの底部と制止スタッドのベースプレートとの間の第２のハウジングをスライドするピン４６が取付けられている。このピンは、いわゆる制止位置において、例えば、ハウジングの底部とピンの環状段部４６２との間に取付けられた圧縮バネ（図示しない）といった弾性手段によって、スタッドのベースプレートに対して弾性的に動作する。ピンは、第２のハウジングの直径にほぼ相当する外径を有しており、その直径は遠位端の方向に進むにつれて徐々に狭くなっているため、制止ボールが部分的に受け入れられる環状溝４６１が形成される。制止スタッドは、その全長に亘って延びる縦通路４３４を有しており、メタルポイントといった工具を縦通路の中に挿入して、ピンをバネに対して移動させることができる。図６に示す制止位置では、ピンは、刃の開口部においてボールを保持して刃を制止している。刃を後退させるには、工具を通路４３４の中に挿入することによって、ピンがその近位端によってハウジングの底部に接触するまで、ピンをハウジングの内部に移動させる。このいわゆる非制止位置では、ピンの溝は、ボールに面して配置される。刃に牽引力がかかると、ボールは溝の方向に移動し、その結果開口部４１４から出てきて、刃の制止を解除する。ピンは、刃を取付ける時にも、制止を解除された位置に動く。

参照番号４Ａを付した第１の切断および制止システムは、第１の繊維の層を切断および制止するためのものであり、参照番号４Ｂを付した第２の切断および制止システムは、第２の繊維の層を切断および制止するためのものである。

図５、図６、図１１、および図１２を参照すると、第１の切断および制止システム４Ａのジャッキ４０は、それらのボディ４０ａによって、第１の横方向の列２３１に沿った第２の横材２３２に固定されている。ジャッキの各ロッド４１は第１の横材を貫通して、この第１の横材内の孔２３１ａの中に案内される。案内システム内の第１の外側プレートは、当該プレートを貫通すると共に溝３１３に対して垂直に配置される横スロット３１４を有しているので、全ての第１の切断および制止システムの刃は挿入され得る。ジャッキは、ロッドが第１の通路Ｃ１に沿って、実質的には第１の案内面Ｐ１に対して垂直に中心を揃えるように、隣り合って配置されている。第１の外側プレートはさらに、その第２の主面上に、ジャッキロッドが貫通するための一列の円筒形の凹部３１５を有しており、横スロット３１４は、各凹部３１５の底部を貫通し、各凹部３１５の底部は、スタッドが貫通するための丸孔３１６を備えている。丸孔３１６は、繊維の移動の方向に対してスロット３１４の上流側の溝３１３上に形成される。

これらの第１の切断および制止システム４Ａの切断カウンターツールは、ここで、中央プレートの第１の主面３２１内の凹部に収容されたエラストマーの横棒４７ａから形成されている。第１の切断および制止システム４Ａの制止カウンターツールは、エラストマーの横棒と同一の凹部に収容された同一の金属の棒４８ａから形成されており、エラストマーの横棒に平行且つ上流側に配置されている。この２つの棒は、繊維の厚さにもよるが、ほぼ第１の主面３２１と同一平面上にある。

第１の切断および制止システムのジャッキは、その刃およびそのスタッドを、図６に示す定位置から動作位置に向かって移動させて、繊維を切断および制止することが可能である。定位置では、刃およびスタッドは、凹部３１５内に配置されており、刃の刃先３１１およびスタッドの支持面４３１は、案内通路Ｃ１から分離されている。ジャッキが動作位置に移動する時は、ジャッキロッドが凹部３１５の中に戻ってきて、刃はスロット３１４を貫通し、スタッドは凹部内の孔３１６を貫通する。制止スタッドよりもわずかに長い刃は、エラストマーの棒４７ａに接触して停止すると共に繊維を切断し、その後制止スタッドは、その支持面で、金属の棒４８ａに接触して停止し、刃の上流側の繊維を挟む。

図９および図１０を参照する。第２の切断および制止システム４Ｂのジャッキは、第１の切断および制止システム４Ａのジャッキの第１の列の上に配置された第２の横方向の列に従って、そのボディによって第３の横材２３３に固定されている。ジャッキロッドは、それらの刃およびそれらのスタッドが、第２の通路Ｃ２において、垂直に、第２の層の繊維を切断および制止するように、第１の横材２３１、第１の外側プレート３１、および中央プレート３２内の孔２３１ｂを貫通することが可能である。

案内システム内の第１の外側プレート３１は、横方向に一列の貫通孔３１７を含み、横方向に一列の貫通孔３１７は、凹部３１５に対して互い違いの列に配置されると共に、繊維の前進運動の方向に対して凹部３１５の上流側に配置されている。これらの貫通孔は、溝３１３間の第２の主面上に現れる。第２の外側プレートは、その第１の主面３２１上に、横方向に一列の円筒形の凹部３２５を有している。凹部３２５は、切断および制止カウンターツール４７ａ、４８ａの上流側に配置される。プレートを組み立てる時には、凹部３２５および孔３１７は揃えられ、それらの軸は、中央プレートの第２の主面３２２に垂直に配置される。これらの凹部３２５の底部は、制止スタッドが貫通するための貫通孔３２６を備えている。各貫通孔３２６は、溝３２３内に現れる。刃が貫通するように、中央プレートの第２の主面から縦方向にスロット３２４が設けられている。このスロットは、部分的に、中央プレートの第１の主面上に現れる。切断および制止カウンターツールは、上述のように、エラストマーの横棒４７ｂおよび金属の棒４８ｂによって形成されている。横棒４７ｂおよび金属の棒４８ｂは、ここでは、中央プレートの第１の主面内の凹部に収容されている。これらの第２の切断および制止システム４Ｂのジャッキは、ジャッキの定位置において、ロッドが凹部３２５内のスタッドおよび刃と共に、孔３１７の中まで延びるように固定されている。ジャッキが動作位置に向かって動かされると、ロッドは、凹部３２５の中に戻ってきて、刃はスロット３２４を貫通すると共に、スタッドは孔３２６を貫通する。制止スタッドよりもわずかに長い刃は、エラストマーの棒に接触して繊維を切断し、その後刃の上流側の繊維は、スタッドと金属の棒との間に挟まれる。

この、貼付ローラーから最も離れた第２の層の繊維用のジャッキが第１の層用のジャッキの上方に配置された、第１および第２の切断および制止システムの構成によって、繊維を貼付ローラーに可能な限り近い位置で切断および制止することが可能になり、同時に、第１の層の繊維の再ルーティング距離と、第２の層の繊維の再ルーティング距離との間の隙間が最小限に低減される。

上記モジュールは、第１の層の繊維を新ルートにて送るための第１の再ルーティングシステム５Ａを有する。図５によれば、これらの第１の再ルーティングシステムは、気圧ジャッキロッド５４の端部の駆動ローラー５１ａおよびキックローラー５２を含む。ジャッキは、それらのボディによって、第１の横材２３１上に一列に取付けられており、その結果、キックローラーは、切断および制止システム４Ａ、４Ｂの上流側の、第１の外側プレートを貫通している横開口部３１９（図１１および図１２）内に配置される。各キックローラーは、第１の通路Ｃ１に沿って中心が揃えられる。駆動ローラー５１ａは、中央プレート３２の横孔内を回転するように設けられている。この横孔は、開口部３１９に対向した第１の主面３２１上に現れ、駆動ローラーは、主面に対して接線方向に、横孔内に配置される。各ジャッキ５４は、そのキックローラーが案内通路Ｃ１よりも後退している定位置と、キックローラーが繊維を駆動ローラーで平らにするように動作する動作位置との間において制御されて、繊維を前方に押し出す。

同様に、第１の再ルーティングシステム５Ａの上流側では、第２の再ルーティングシステムが、そのボディによって第４の横材２３４上に一列に取付けられたジャッキを有している。第２の再ルーティングシステムのキックローラーは、中央プレートを貫通している横開口部３２９内に配置される。各キックローラーは、第２の通路Ｃ２に沿って中心が揃えらえる。第１の外側プレートは、他の２つのプレートよりも短く、開口部３２８は、第１の外側プレートの上流側に配置された、中央プレートの厚さが低減された部分に設けられている。図５から明らかなように、ジャッキロッド上のキックローラーのサポートシステム５５は、ノッチ５５ａを有しており、第１の層の繊維を横方向に貫通させることが可能である。駆動ローラー５１ｂは、第２の外側プレート３３の横孔内を回転するように、その主面に対して接線方向に取付けられている。

図４および図５によれば、上記の２つの駆動ローラーは、デッキ１０上に取付けられた単一のモータ８５によってベルト８４を用いて回転する。モジュールの取付けを容易にするために、ベルト８４の張力は、ベルト張力システムによって制御される。ベルト張力システムは、ジャッキ８６３によって作動される旋回アーム８６２の端部に取付けられた滑車８６１を備えている。

切断および案内システム、および、再ルーティングシステムを作動させるためのジャッキは、デッキ上に取付けられた空気圧切換弁８７に接続されており、ヘッド制御ユニットによってサーボ制御されている。この接続は、モジュールが急動作用ロッキングシステム２５によってデッキに取付けられる時に、２つの接続プレート８２、８３によって自動的に行われる。全ての作動ジャッキは、パイプ（図示しない）によって、第２の接続プレート８３の導管の下部開口部に接続されており、その一方、切換弁の排出部は、パイプによって、第１の接続プレート８２の導管の上部開口部に接続されている。第１の接続プレートの導管の下部開口部に設けられたＯ字型リングによって、上記接続を密閉して行うことが保証される。

図４および図１３〜図１５を参照すると、繊維貼付ヘッドは、温度調整システム７をさらに有する。温度調整システム７は、案内システム４を冷却するためのペルチェ効果型熱電モジュールといった冷却手段と、繊維が貼付ローラーの上流側の案内システムおよび／または処理モールドを離れる時に、繊維を加熱するための加熱手段とを含む。

温度調節システムは、Ｕ字型の支持部７１を含む。支持部７１の２つの枝７１１の端部は、支持プレート７２によって接続され合っている。支持プレート７２の上には、例えば３つのペルチェ効果型熱電モジュール７３が取付けられている。Ｕ字型の支持部は、その低部７１２に２つの軸７１３を備えているため、投入システム６の傾斜面上で、２つのアーム７４によって旋回するように、Ｕ字型の支持部を取付けることが可能である。そのため、モジュールの低温のセラミック製プレートは、特に図５に示した第２の外側プレート３３に対向して配置される。モジュールの出力部７３ａは電気回路に接続され、モジュールは保護プレート７５にて覆われる。保護プレート７５は、第２の外側プレートの第２の主面３３２の凹部３３６内に収容される。モジュールは、これらの金属のプレートと、中央プレートおよび外側プレートに一体化された駆動ローラー５１ａ、５１ｂとを冷却する。差し込まれた下部ロッド２８２が、保護プレート内の横方向のノッチ７５１に受け入れられ、ナット２８３が、保護プレートに接触するように上記ロッドの上にネジ留めされることが好ましい。これによって、保護プレートは案内システムに対して強く支えられる。上記加熱手段は２つの導管７６を有しており、これら２つの導管７６は、支持部に取付けられており、加熱システム７７を備え、圧縮空気源に接続するように意図されている。これら２つの導管は、支持プレート７２の反対側、つまりペルチェ効果型モジュールの反対側に配置された熱風吹き込みノズル７８に供給を行うものである。支持部を案内システムに接触させると、ノズル７８は、熱風の流れを貼付ローラーの方向に向ける。

支持プレートは、高温のセラミック製のプレートから熱を消散させるためのヒートシンクとして機能することが好ましい。支持プレートは、モジュールの反対側の表面に、複数の平行溝７２１を有している。平行溝７２１は、支持プレートの先端に現れ、横溝７２２によって互いに接続されている。これらの溝２７１、２７２は、中間プレート７９によって閉鎖され、横溝の端部には、横通路７２３を介して外気が供給される。横通路７２３は、コネクタ７２４によって圧縮空気源に接続されるようになっている。

モジュール２には、繊維貼付ヘッドの繊維と接触する全ての部品が集積されている。繊維貼付ヘッドを別の清潔なモジュールと共に使用する必要が生じた場合、単に駆動ローラーからベルトを外し、場合によっては繊維投入システムおよび温度調整システムを取り外した後、ジャッキの空気圧接続に接触することなく、モジュールを、掃除のために容易に取り外すことが可能である。案内システム内のプレートは、１つずつ引き出すことが可能であり、そのため、繊維に接触する全ての表面、および貼付ローラーを清浄に保ち、場合によってはカウンターツールを交換することも可能である。プレートを引き出した後は、キックローラー、スタッド、および刃に容易に接近することができ、容易に掃除をすることが可能である。上述のように、刃を交換することも容易である。

本発明を、特定の一実施形態において説明してきたが、本発明は、決して当該実施形態に制限されるものでなく、説明した技術的に同等の全ての手段、および、これらの組み合わせが本発明に係る構成の範囲内にあるのであれば、当該組み合わせを含むものであることは明らかであろう。

Claims (11)

1. 変位システムの端部に取付けて、多数の繊維から形成される幅広のストリップを表面に貼付けるための繊維貼付ヘッドであって、
   −ストリップの状態の繊維を貼付けるための貼付ローラーと、
   −上記貼付ローラーに繊維を案内するための案内手段と、
   −作動システムによって定位置および切断動作位置の間にて作動される刃を備え、上記貼付ローラーの上流側の繊維を切断することが可能な切断手段とを有する繊維貼付ヘッドにおいて、
   上記刃（４１）および関連する作動システム（４０）は全て、上記繊維（Ｆ１、Ｆ２）に対して上記貼付ローラー（Ｒ）側に配置されており、上記刃が上記貼付ローラーの方向に接近する繊維の表面に対向するように配置され、上記案内手段は、第１の案内手段および第２の案内手段（Ｃ１、Ｃ２）を備え、上記第１の案内手段および上記第２の案内手段（Ｃ１、Ｃ２）は、繊維（Ｆ１、Ｆ２）を２つの繊維層の状態にて上記貼付ローラー（Ｒ）の方向に案内するために上流側から下流側にかけて互いに接近し合う２つの案内面（Ｐ１、Ｐ２）に沿って互い違いの列に配置されており、
   上記切断手段は、第１の切断手段（４Ａ）と第２の切断手段（４Ｂ）とを有し、上記第１の切断手段（４Ａ）の各刃（４１）は、上記第１の案内手段によって案内された第１の層の各繊維を切断することが可能であり、上記第２の切断手段（４Ｂ）の刃は、上記第１の案内手段（Ｃ１）間を通過しながら、上記第２の案内手段によって案内された第２の層の各繊維を切断することが可能であり、
   上記第１の切断手段（４Ａ）の刃（４１）および上記第２の切断手段（４Ｂ）の刃は、上記２つの案内面（Ｐ１、Ｐ２）の間の角度とほぼ同じ角度にて一方が他方に対して傾いた２つの面に沿って、互い違いの列に配置されており、上記第２の切断手段は、上記貼付ローラー（Ｒ）を基準として、上記第１の切断手段の上方に配置されていることを特徴とする繊維貼付ヘッド。
2. 上記案内手段は、第１の通路（Ｃ１）および第２の通路（Ｃ２）を有し、上記第１の通路は、第１の外側プレート（３１）と中央プレート（３２）との間の組立接合面に形成され、上記第２の通路（Ｃ２）は、上記中央プレート（３２）と第２の外側プレート（３３）との間の組立接合面に形成されており、上記第１の切断手段の刃は、上記第１の外側プレートを貫通し、上記第２の切断手段の刃は、上記第１の外側プレートおよび上記中央プレートを貫通することを特徴とする、請求項１に記載の繊維貼付ヘッド。
3. 上記切断手段は、上記刃（４１）の刃先（４１１）に対向すると共に上記案内通路（Ｃ１、Ｃ２）に直角に配置されたカウンターツール（４７ａ、４７ｂ）を有し、上記刃は、上記カウンターツール（４７ａ、４７ｂ）に接触して、切断位置において停止し、上記第１の切断手段のカウンターツールは、上記中央プレート（３２）内のハウジングに収容されたエラストマー材料から成る棒によって形成されており、上記第２の切断手段のカウンターツールは、上記第２の外側プレート（３３）内のハウジングに収容されたエラストマー材料から成る棒によって形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の繊維貼付ヘッド。
4. 上記切断手段（４Ａ、４Ｂ）の上流側に配置された繊維再ルーティング手段（５Ａ，５Ｂ）をさらに有し、上記再ルーティング手段は、上記繊維を少なくとも１つの駆動ローラー（５１ａ、５１ｂ）で平らにするように、作動システム（５４）によって定位置および動作位置の間にて作動されるキックローラー（５２）を備え、上記キックローラーおよび各上記キックローラーに関連する作動システムは、上記繊維よりも上記貼付ローラー（Ｒ）側に配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維貼付ヘッド。
5. 上記再ルーティング手段は、
   −上記第１の案内通路（Ｃ１）に対して直角且つ接線方向にて、上記中央プレート（３２）上に取付けられた第１の駆動ローラー（５１ａ）と、上記第１の駆動ローラーで上記第１の層の各繊維を平らにするように、作動システム（５４）によって定位置および動作位置の間にて作動されるキックローラー（５２）とを備える第１の再ルーティング手段（５Ａ）と、
   −上記第１の再ルーティング手段の上流側に配置され、上記第２の案内通路（Ｃ２）に対して直角且つ接線方向にて、上記第２の外側プレート（５３）上に取付けられた第２の駆動ローラー（５１ｂ）と、上記第２の駆動ローラーで上記第２の層の各繊維を平らにするように、上記第１の層の繊維間を延びる作動システムによって定位置および動作位置の間にて作動されるキックローラーとを備える第２の再ルーティング手段（５Ｂ）とを有することを特徴とする、請求項２または３に記載の繊維貼付ヘッドと組み合わせた、請求項４に記載の繊維貼付ヘッド。
6. 上記繊維貼付ヘッドを変位システム（Ｓ）に連結させるための支持デッキ（１０）を有し、上記切断手段（４Ａ、４Ｂ）、上記案内手段（３）、および上記貼付ローラー（Ｒ）は、モジュール（２）を形成し、上記モジュールは、上記支持デッキに取付けられた少なくとも１つの圧縮ジャッキ（８１）のロッド（８１ａ）の端部に、急動作用ロッキング手段（２５）によって連結可能であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の繊維貼付ヘッド。
7. 上記第２の外側プレート（３３）を冷却し、伝導によって、全ての案内プレート（３１、３２、３３）を冷却することが可能な冷却手段（７３）を備える温度調整システム（７）をさらに有することを特徴とする、請求項２〜６のいずれか１項に記載の繊維貼付ヘッド。
8. 上記切断手段は、刃毎に１つのジャッキ型作動システムを有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の繊維貼付ヘッド。
9. 上記貼付ローラー側において、上記切断手段の上流側に配置された制止手段をさらに有し、上記制止手段は、切断されたばかりの繊維を制止することが可能であると共に、作動システムによって定位置および制止動作位置の間にて作動される制止スタッド（４３）を備え、上記制止スタッドおよび上記刃（４１）は、共通の作動システムによって、上記制止スタッドおよび上記刃（４１）の定位置および動作位置の間にて作動され、上記作動システムは、切断および制止される繊維毎に刃および制止スタッドを移動させて、上記繊維を切断および制止することが可能であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の繊維貼付ヘッド。
10. 上記作動システムは、繊維毎に１つのジャッキ（４０）を含み、上記ジャッキ（４０）は、当該ジャッキ（４０）のロッド（４２）の端部において、各繊維を切断および制止するための制止スタッド（４３）および平刃（４１）を支えていることを特徴とする、請求項９に記載の繊維貼付ヘッド。
11. 上記制止手段は、上記制止スタッド（４３）の支持面（４３１）に対向して配置された制止カウンターツールを有しており、上記制止スタッドは、上記制止カウンターツールに接触して、制止動作位置において停止し、上記カウンターツールは、上記案内通路（Ｃ１、Ｃ２）に対して直角に、上記中央プレート（３２）内のハウジングと上記第２の外側プレート（３３）のハウジングとにそれぞれ収容された２つの剛性の棒（４８ａ、４８ｂ）を含むことを特徴とする、請求項２〜７のいずれか１項に記載の繊維貼付ヘッドと組み合わせた、請求項１０に記載の繊維貼付ヘッド。

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