KR102437224B1 - 섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 시스템 - Google Patents

섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 시스템에 있어서, 공작물(12)에 섬유 스크림을 적용하기 위한 적어도 하나의 제1 섬유 레잉(laying) 기계(2); 및 상기 섬유 레잉 기계(2)와 상이하고, 상기 공작물을 변형하기 위한 추가의 처리 스테이션을 포함하고, 상기 공작물(12)은 자동 이송 장치(4, 5)에 의해 상기 섬유 레잉 기계(2) 및 상기 추가의 처리 스테이션으로 이동될 수 있는 시스템에 관한 것이다.

Description

섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 시스템
본 발명은 청구항 제1항의 특징을 갖는 섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 시스템에 관한 것이다. 또한 본 발명은 본 발명에 따른 시스템에 통합되는 섬유 레잉(laying) 기계에 관한 것이다. 또한 본 발명은 시스템의 섬유 레잉 기계에 의해 공작물 상에 섬유 웹을 레잉하는 방법에 관한 것이다.
WO 2009/042 225 A2호로부터 섬유 스크림(scrim)을 제조하기 위한 섬유 레잉 기계가 알려져 있다. 섬유 레잉 기계는, 섬유 레잉 헤드에 대해 수직 회전축을 중심으로 회전할 수 있고 2개의 방향으로 선형으로 이동할 수 있는 3축 테이블을 포함한다. 3축 테이블 상에는, 매끄러운 공구 표면의 역할을 하는 진공 테이블이 배치된다. 섬유 레잉 헤드는 진공 테이블 상부에서 기계 프레임 상에 고정식으로 장착되고, 섬유 슬리버(sliver)용 가이드 레일을 포함하며, 상기 가이드 레일은 섬유 슬리버를 공구 표면에 공급하기 위해 선형 액추에이터에 의해 수직 방향으로 변위될 수 있다.
본 발명의 과제는 신속하고 문제없는 제조 공정을 가능하게 하는 섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 시스템, 특히 높은 단위 개수의 제조를 위한 시스템을 제공하는 것에 있다.
이러한 과제는 섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 시스템에 있어서,
공작물에 섬유 스크림을 적용하기 위한 적어도 하나의 제1 섬유 레잉 기계; 및
섬유 레잉 기계와 상이하고, 공작물을 변형하기 위한 추가의 처리 스테이션을 포함하고,
공작물은 자동 이송 장치에 의해 섬유 레잉 기계 및 추가의 처리 스테이션으로 이동될 수 있는 시스템에 의해 달성된다.
지금까지 섬유 레잉 기계는 적은 단위 개수의 매우 개별적이고 복잡한 구성품을 제조하는 단일 기계로 사용되었다. 연속 제조의 범위에서 공작물의 높은 처리량을 달성하기 위해, 본 발명에 따라 섬유 레잉 기계를 공작물의 자동화 제조에 연결하는 방법이 제공된다.
일반적으로 본 발명에 따른 시스템은 공작물 제조의 과정을 최적화하기 위해 상이한 구조의 복수의 섬유 레잉 기계를 포함할 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에서, 시스템은, 제1 섬유 레잉 기계로부터 공간적으로 분리되고 자동 이송 장치에 의해 제1 섬유 레잉 기계에 연결된 제2 섬유 레잉 기계를 포함한다. 바람직하게는, 그러나 반드시 그러한 것은 아니지만, 적어도 2개의 섬유 레잉 기계는 동일한 구성을 갖는다.
제1 가능한 개발예에서 섬유 레잉 기계는 동시에 처리된 공작물에 동일한 처리 단계를 수행하는 병렬 처리 스테이션으로서 제공된다. 이를 통해 처리량이 높아질 수 있고, 다른 처리 스테이션의 보다 높은 처리량에 맞춰질 수도 있다. 그러나 원칙적으로 섬유 레잉 기계는 상이한 처리 단계를 수행하는 것으로 고려될 수 있다.
이에 대한 대안적인 또는 보완적인 실시예에서, 섬유 레잉 기계는 연속적인 처리 스테이션으로서 차례로 공작물에 상이한 처리 단계를 수행하는 것이 제공된다. 이를 통해 공작물의 제조가 보다 최적화될 수 있고, 특히 섬유 레잉 기계에서 처리 단계들 사이에 상이한 처리 단계가 수행될 수 있다.
일반적으로 유리하게는 시스템은 복수의 공작물을 수용, 저장 및 전달하기 위한 적어도 하나의 버퍼 스테이션을 포함한다. 이는 높은 처리량을 갖는 자동화된 제조에서 물류가 크게 개선되게 한다. 바람직하게는 공작물은 버퍼 스테이션 내에서 각각 팔레트 상에 유지된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 추가의 처리 스테이션은 성형 장치, 특히 가압 장치, 온도 챔버 및/또는 페인팅 장치의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다. 이러한 처리 스테이션은 특히 자동차 또는 비행기의 연속 부품의 제조를 위해 유리하게는 자동화된 형식으로 섬유 레잉 기계와 조합된다.
스탠드 표면을 절약하기 위해 그리고 일반적으로 개선된 유연성을 위해 자동 이송 장치는 바람직하게는 섬유 레잉 기계의 로딩 및 언로딩이 일 측면에서만 가능하게 하는 로딩 장치를 포함한다. 이는 섬유 레잉 기계 내로 공작물이 유입 및 유축되는 것이 데드 엔드(dead end) 방식으로 수행되는 것을 허용한다. 일반적으로 유리하게는 로딩 장치에 의해, 처리된 공작물과 처리되지 않은 공작물을 동시에 교환하는 것이 가능하다.
여기서 로딩 장치는 본 발명의 바람직한 실시예에서 적어도 2개의 공작물을 수용하기 위한 회전 가능한 홀더를 포함하는 회전 전환 장치로 형성된다.
또한 본 발명은 일반적으로 섬유 레잉 장치의 로딩 및 언로딩이 일 측면에서만 가능하게 하는 상기 전술한 로딩 장치와 조합되는 섬유 레잉 기계에 관한 것이다. 이러한 섬유 레잉 기계는 또한 여기에 설명되는 섬유 레잉 기계의 또 다른 각각의 특징을 포함할 수 있음이 이해된다.
일반적으로 바람직하게는 섬유 레잉 기계의 레잉 헤드가 수직 평면에서 이동 가능하고, 수직 평면과 섬유 레잉 기계의 로딩 경로 사이의 각도는 0°와 30° 사이이다. 이는 공간 절약형 구조 및 특히 좁은 구조의 섬유 레잉 기계의 제작을 허용한다. 특히 바람직하게는 로딩 경로와 평면은 여기서 0°로 각을 이루는데, 즉 평행하게 또는 일렬로 배치된다. 일반적으로 유리하게는 레잉 헤드는 오직 수직 평면에서만 이동할 수 있다.
로딩 경로는 일반적으로 섬유 레잉 기계의 외측 영역과 공작물의 처리 위치 사이에서 공작물의 자동 운반을 위해 특히 직선으로 연장되는 섹션인 것으로 이해된다. 로딩 경로는 따라서 한편으로는 자동 이송 장치의 일부이고, 다른 한편으로는 섬유 레잉 기계의 일부이다.
하나의 가능한 예시적인 실시예에서, 섬유 레잉 기계의 레잉 헤드는 수직 평면에서 이동 가능하고, 섬유 레잉 기계의 섬유 보빈 베어링이 서로 평행한 보빈 축을 갖는 복수의 섬유 보빈을 포함하고, 보빈 축과 수직 평면 사이의 각도는 60°와 90° 사이이다. 이는 섬유 보빈 베어링 및 상응하는 섬유 가이드의 배치로 인해 마찬가지로 좁은 구조의 섬유 레잉 기계를 허용한다. 특히 바람직하게는 대략 90°의 각도를 이룬다. 이러한 방식으로 로딩 경로, 레잉 헤드 및 섬유 보빈 베어링은 대략 서로 일렬로 배치될 수 있다. 특히 각각 섬유 스트랜드 그룹에 할당되고 서로 인접하게 위치되는 적어도 2개의 섬유 보빈 베어링이 제공된다.
레잉 헤드, 로딩 경로 및/또는 보빈 축의 이동 평면의 정렬과 관련된 섬유 레잉 기계의 상기 전술한 구성은 디자인 설계 및 공간 치수 결정에 상당한 자유도를 허용한다. 이는 특히 섬유 레잉 기계의 추가적 구성 요소, 특히 전기 제어 유닛 및 에어 컨디셔닝 유닛의 배치에 관련된다.
또한 본 발명은 일반적으로 섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 공작물에 섬유 스크림을 적용하기 위한 적어도 하나의 제1 섬유 레잉 기계를 포함하고,
공작물을 변형하기 위한 구조가 동일하거나 또는 상이한 추가의 처리 스테이션을 포함하고,
공작물은 자동 이송 장치에 의해 섬유 레잉 기계뿐만 아니라 추가의 처리 스테이션으로도 전달될 수 있으며,
이송 장치는 섬유 레잉 장치의 로딩 및 언로딩이 일 측면에서만 가능하게 하는 로딩 장치를 포함한다.
특히 바람직하게는 로딩 장치는 여기서 바람직한 세부 구성에서 적어도 2개의 공작물을 수용하기 위한 회전 가능한 홀더를 포함하는 회전 전환 장치로 형성된다. 이러한 시스템은 상기 전술한 시스템의 모든 개별적인 특징과 조합될 수 있다. 특히 섬유 레잉 기계는 여기에 설명된 섬유 레잉 기계일 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 시스템의 적어도 하나의 섬유 레잉 기계는 청구항 제11항에 따른 특징을 갖는 섬유 레잉 기계로서 형성된다. 섬유가 레잉 행정만큼 전진됨에 의해, 섬유가 실제 적용 전에 공급 유닛으로부터 인출되는 레잉이 가능해지고, 섬유가 보통 롤러로부터 권취 해제되고 복수의 편향기를 통해 안내된다. 후속적으로 공작물에 직접 적용되는 동안, 섬유는 더 이상 섬유 공급 유닛으로부터 인출될 필요가 없다. 이와 같이 섬유 진행을 분할함으로써 레잉 헤드의 각각의 이동 섹션의 최적화가 가능하게 된다.
본 발명과 관련하여, 공작물은 섬유가 평면 방식으로 적용되는 임의의 지지체인 것으로 이해된다. 특히 이러한 지지체는 평평한 표면, 예를 들어 추후에 제거 가능한 필름 또는 섬유 스크림이 추후에 분리되는 지지체의 슬라이드 코팅된 표면의 형태일 수 있다. 마찬가지로 섬유가 구비된 제품의 부분적으로 제조된 섬유 스크림 또는 다른 전구체가 본 발명의 의미에서 가공물을 형성한다. 또한 지지체는 예비 성형된 성형 공구일 수도 있으며, 섬유 스크림의 추후의 하측면의 한정된 성형이 형성된다.
본 발명에 따른 섬유 레잉 기계에서 개개의 섬유 스트랜드는 일반적으로 바람직하게는 섬유 공급 유닛에 존재할 때 이미 섬유 복합 구성품의 분야에서 "매트릭스"라고도 불리는 결합제로 사전 코팅된다. 이러한 사전 코팅된 섬유는 섬유 스크림에 특히 제어된 부착 또는 결합을 허용하고, 결합제의 양은 항상 최적으로 측량된다. 결합 공정의 개선을 위해 레잉 헤드에 특히 예를 들어 열 방사 장치 형태의 가열 장치가 제공될 수 있다. 원칙적으로, 레잉 헤드에 사전 코팅된 섬유를 공급하는 것은 코팅되지 않은 섬유와 비교하여 특정 요구 조건과 관련된다. 따라서 섬유 레잉 기계의 본 발명에 따른 실시예는 코팅된 섬유에 대한 섬유 운반을 특히 최적화할 수 있다. 이러한 결합제는 전문 분야에서 매트릭스라고도 지칭된다.
해제 가능한 클램핑 장치는 클램핑된 상태에서, 마찰 기반 저항에 대항하여 이들을 확실하게 섬유 공급 장치로부터 당기기 위해 충분한 유지력을 섬유 스트랜드에 발휘할 수 있는 임의의 장치를 의미한다.
본 발명과 관련하여, 섬유 공급 유닛은 섬유 스트랜드의 출력을 위한 임의의 저장 영역으로 이해된다. 특히, 각각의 섬유 스트랜드는 교체 가능한 보빈 상에 권취될 수 있다. 섬유 공급 유닛은 또한 섬유 스트랜드의 편향 장치를 포함하며, 이를 통해 이동 가능한 레잉 헤드로의 공급이 이루어진다. 따라서 레잉 헤드에 대한 교체 가능한 보빈 또는 보빈 베어링의 위치 설정은 상당히 자유롭게 선택될 수 있다.
본 발명의 일반적으로 바람직한 실시예에서, 보빈은 권취 해제 방향에 반대로 구동되는 회전축 상에 장착될 수 있으며, 회전축의 구동 장치는 토크 제한 장치를 포함한다. 토크 제한은 예를 들어 마찰 클러치 또는 전기 구동 장치의 토크 의존 제어 장치에 의해 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 섬유 스트랜드는 필요한 경우 특히 권취 해제되는 동안, 정의된 장력으로 유지될 수 있다.
또한 일반적으로 바람직하게는, 섬유 공급 유닛은 정의된 장력으로 섬유 스트랜드의 운반을 유지하고 그리고 균일하게 하기 위해 하나 이상의 스테퍼 매거진을 포함할 수 있다.
일반적으로 유리하게는 공작물은 섬유 레잉 기계에서 축을 중심으로 선회될 수 있도록 수용되므로, 섬유의 레잉 방향이 공작물에 대해 조정될 수 있도록 변경 가능하다. 필요에 따라, 공작물의 홀더는 또한 예를 들어 레잉 방향에 평행한 평면에서 다른 이동을 가질 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 섬유 공급 유닛은 고정된 방식으로 배치된다. 이는 유지 보수 접근이 양호한 섬유 스트랜드의 대형 저장소를 가능하게 한다. 특히 바람직하게는, 그러나 반드시 필요하지는 않지만, 레잉 헤드는 섬유 공급 유닛에 대해 정확히 일 평면에서만 이동 가능하다. 이와 같이 레잉 헤드의 이동을 일 평면으로 제한하는 것은 레잉 헤드와 섬유 공급 유닛 사이에 섬유 스트랜드를 안내하는 비교적 간단한 수단으로 구현될 수 있다.
일반적으로 바람직하게는 클램핑 장치가 섬유 웹의 섹션을 레잉하는 동안 해제되는 것이 제공된다. 여기서 섬유 공급 유닛과 레잉 헤드 사이의 저장 영역에 위치되는, 레잉 행정만큼 전진되는 길이의 섬유 웹이 레잉된다. 여기서 레잉 헤드는 주로 섬유 웹의 전진이 수행되게 하는 이동의 반대 방향으로 이동한다.
본 발명의 일반적으로 바람직한 상세 구성에서, 클램핑 장치는 적어도 하나, 특히 바람직하게는 2개의 서로 상호 작용하는 클램핑 롤러를 포함한다. 클램핑 롤러의 사용은 바인더 및/또는 섬유로부터의 마모의 축적을 감소시키고, 오류 작동 시 시스템을 보호하기 위한 분리 토크(breakaway torque)의 확립을 간단한 방식으로 가능하게 한다. 특히 바람직하게는 클램핑 롤러는 전진 방향에 반대로 프리휠이 장착될 수 있다. 이를 통해 클램핑 롤러의 하류쪽에 배치된 이송 부재가 레잉을 위해 이미 섬유 스트랜드를 더 전진시키는 경우, 클램핑 롤러는 예를 들어 여전히 서로에 대해 가압될 수 있다. 바람직한 상세 구성에서 클램핑 롤러는 섬유 가이드를 전체적으로 보다 균일하게 하기 위해, 이러한 추가의 전진이 개시된 직후에만 해제된다.
일반적으로 유리하게 설계된 레잉 헤드는 서로 각을 이루어 연장되는 2개의 공급부를 포함하고, 공급부 중 제1 공급부에 의해 제1 그룹의 섬유 스트랜드가 그리고 공급부 중 제2 공급부에 의해 제2 그룹의 섬유 스트랜드가 교차 영역으로 안내되어, 2개의 그룹의 섬유 스트랜드를 섬유 웹에 결합시킨다. 섬유 스트랜드 그룹은 여기서 레잉 방향에 수직으로 섬유 스트랜드 폭만큼 오프셋되어 배치될 수 있고, 결합된 섬유 스트랜드 그룹은 예를 들어 컴팩팅 롤러에 의해 균질화되어 공작물 상에 적용될 수 있다. 2개의 가이드를 구비한 이러한 레잉 헤드는 바람직하게는 가이드의 정렬과 관련하여 중심 평면에 대해 실질적으로 거울 대칭으로 형성된다.
일반적으로 바람직하게는 섬유는 레잉 헤드에 배치된 절단 장치에 의해 분리될 수 있고, 절단 장치는 레잉 방향에 대해 횡방향으로 섬유의 상이한 부분을 분리할 수 있는 복수의 개별적으로 제어 가능한 절단 부재를 포함한다. 이를 통해 일반적으로 각각의 레잉된 웹의 시작부 및/또는 단부는, 임의로 형성된 공작물에서도 최대한 섬유 웹의 가장자리측의 약간의 중첩 또는 결함이 존재하도록 그 형태가 구성될 수 있다.
특히 바람직한 실시예에서 절단 장치는 절단 부재들 중 적어도 하나를 작동시키기 위한 액추에이터 부재를 포함하며, 액추에이터 부재는 절단 부재와 분리되어 형성된다. 특히 바람직하게는 액추에이터 부재는 레잉 헤드의 유지 보수 목적으로 착탈 가능한 상부에 배치된다. 이러한 상부는 예를 들어 하부에 대해 선회될 수 있도록 형성될 수 있어, 마모되는 절단 부재 및 경우에 따라서는 레잉 헤드의 다른 기계적 요소가 간단한 방식으로 하부에서 액세스될 수 있다. 서로 각을 이루어 연장되는 2개의 가이드를 갖는 레잉 헤드의 형성 시, 바람직하게는 각각의 가이드 위에 각각의 상부가 배치되는 것으로 이해된다. 섬유 스트랜드는 레잉 헤드에서 특히 상부와 하부 사이에서 연장할 수 있다.
유리하게는 레잉 헤드 상에 적어도 하나의 사전 공급 롤러가 피구동 공급을 위해 제공되고, 사전 공급 롤러는 클램핑 장치와 레잉 헤드의 출구측 컴팩팅 롤러 사이에 배치된다. 섬유 스트랜드의 피구동 공급은 특히 섬유 웹의 균일한 적용을 위해 사용된다. 또한 사전 공급 롤러는 섬유 웹의 레잉 헤드에서 절단된 단부를 공작물로 공급하여 새로운 섬유 웹의 레잉을 시작하도록 사용된다.
본 발명의 일반적으로 바람직한 실시예에서 섬유 레잉 기계는 완전히 기계 프레임 상에 형성된다. 이는 기계가 개별 부품으로 분해될 필요 없이, 필요에 따라 생산 시스템에서 전체 섬유 레잉 기계의 간단한 배치 또는 교환을 허용한다. 이러한 구조는 또한 자동 생산 시스템에 섬유 레잉 기계를 통합시키는 것을 선호한다.
또한 유리하게는 섬유 레잉 기계는 기후적으로 폐쇄된 하우징을 포함한다. 이는 본 발명과 관련하여 적어도 하나의 공작물을 둘러싸는 섬유 레잉 기계의 하우징 내부의 영역이 제어된 에어 컨디셔닝 장치를 구비하는 것으로 이해된다. 특히 섬유 웹의 레잉 동안 그리고 그 직후에 이러한 에어 컨디셔닝은 좋은 결과물을 위해 중요하다. 에어 컨디셔닝은 본 발명과 관련하여 또한 습도에 영향을 미치지 않고 단순한 온도 제어를 포함한다.
섬유 레잉 기계를 용이하게 조작할 수 있고, 자동 생산 시스템에의 통합을 유리하게 하기 위해, 공작물은 바람직하게는 자동 운반 가능한 팔레트 상에 배치된다. 팔레트는 본 발명과 관련하여 공작물을 위한 각각의 교환 가능한 캐리어로 이해된다.
가능한 개발예에서는, 공작물을 지지하는 팔레트의 표면이 수직에 대해 30도 미만의 각도만큼 경사짐으로써, 운반 공간이 절약될 수 있다. 이는 특히 표면의 수직 정렬을 포함한다. 이러한 방식으로, 공작물을 포함하는 팔레트의 운반 및 공급 시 폭에 너무 많은 공간을 차지하지 않고, 생산 홀의 큰 공간 높이를 사용할 수 있다. 이러한 의미에서 또한 레잉 방향은 수직에 대해 30도 미만으로 경사지는 평면에서 연장되는 것이 제공될 수도 있다.
본 발명의 과제는 또한 공작물 상에 섬유 웹을 레잉하기 위한 방법에 의해 달성되고, 상기 방법은
a. 레잉될 섬유를 레잉 헤드의 클램핑 장치에 클램핑하는 단계
b. 시작 위치에서 섬유 공급 유닛에 대해 레잉 헤드를 이동시키는 단계 - 섬유는 레잉 행정만큼 섬유 공급 유닛으로부터 인출됨 -
c. 클램핑 장치를 해제시키는 단계
d. 섬유(13)가 공작물(12)에 적용되는 동안 섬유 공급 유닛(42)으로부터 섬유(13)가 인출되지 않도록, 공작물 상에 섬유를 레잉하면서 시작 위치로부터 종료 위치로 레잉 헤드를 이동시키는 단계를 포함한다.
이러한 공정에 의해, 섬유 공급 유닛으로부터 동시에 인출됨에 의해 의도되지 않은 힘이 도입되지 않고, 공작물 상에 섬유를 균일하게 레잉하는 것이 보장된다. 또한 섬유의 선호 속도 및 레잉 속도가 서로 독립적으로 설정될 수 있으므로, 전체 공정이 최적화된다. 일반적으로 섬유의 인출은 공작물에 어떠한 접촉도 없는, 레잉 헤드의 후속하는 제1 이동 중에 이루어진다. 이어서 레잉 헤드는 공작물 상에 놓이게 되므로, 전진된 섬유가 복귀 이동에 의해 공작물 상에 레잉된다.
특히 바람직하게는 상기 방법은 여기에 설명된 섬유 레잉 기계에 의해 수행된다. 특히 설명된 섬유 레잉 기계의 각각의 특수한 특징은 본 발명에 따른 방법을 개선하기 위한 개별 특징으로서 적합하다.
바람직하게는 섬유는 단계 c. 이후에 피구동 사전 공급 롤러에 의해 레잉 헤드에 대향하여 이동되고, 섬유는 특히 사전 공급 롤러에 의해 섬유 공급 유닛으로부터 인출되지 않는다. 따라서 간단한 방식으로 레잉 공정의 시작을 위한 초기 공급이 구현될 수 있다.
섬유 레잉 기계의 구조적 설계에 따라 상기 언급된 방법 단계들 사이에 임의의 개수의 중간 단계가 제공될 수 있다는 것이 언급될 수 있다. 모든 제공된 전체 단계의 범위 내에서 특히, 섬유가 제어되지 않고 섬유 레잉 헤드에서 나오는 것을 방지하기 위해, 섬유에 대한 일정한 임의의 고정이 존재하는 것이 보장되어야 한다.
본 발명의 추가적인 장점 및 특징은 이하에 설명되는 실시예 및 종속항에서 나타난다.
본 발명의 복수의 실시예가 이하에서 설명되고, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명된다.
도 1은 섬유 스크림을 제조하기 위해 서로 평행하게 배치된 복수의 섬유 레잉 기계를 갖는 제1 실시예에 따른 섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 본 발명에 따른 시스템의 개략적인 도면을 도시한다.
도 2는 특히 도 1에 도시된 시스템의 일부로서, 본 발명에 따른 섬유 레잉 기계의 사시도를 도시한다.
도 1은 도 2의 섬유 레잉 기계의 평면도를 도시한다.
도 4는 도 3의 섬유 레잉 기계가 절단 라인 IV-IV을 따라 절단한 사시도를 도시한다.
도 5는 섬유 스크림을 제조하기 위한 서로 직렬로 배치된 섬유 레잉 기계를 갖는 제2 실시예에 따른 섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 본 발명에 따른 시스템의 개략적인 도면을 도시한다.
도 6은 섬유 레잉 장치용 일 측면 로딩 장치가 제공된 경우의 본 발명의 다른 실시예를 도시한다.
도 7은 도 2의 섬유 레잉 기계의 본 발명에 따른 레잉 헤드의 공간도를 도시한다.
도 8은 유지 보수 목적을 위해 개방된 위치에 있는 도 7의 레잉 헤드를 도시한다.
도 9는 도 8의 레잉 헤드를 다른 관점에서 도시한다.
도 10은 도 7의 레잉 헤드를 절단 라인 X-X에 따라 절단한 단면도를 도시한다.
도 11은 도 6의 실시예의 제1 변형 실시예를 도시한다.
도 12는 도 6의 실시예의 제2 변형 실시예를 도시한다.
이하에서 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예가 설명된다. 섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 시스템(1)은, 이하에서 섬유 레잉 장치로도 지칭되고, 섬유 스크림(3)의 제조를 위해 복수의 섬유 레잉 기계(2)를 포함한다. 섬유 레잉 기계(2)들은 구조가 동일하다. 도 1에서 섬유 레잉 장치(1)는 예를 들어 6개의 동일한 구조로 이루어지고 2개의 그룹으로 배치된 섬유 레잉 기계(2)를 포함한다. 각각의 그룹은 서로 평행하게 배치된 3개의 섬유 레잉 기계(2)를 포함한다. 섬유 레잉 기계(2)의 자동 로딩 및 언로딩을 위해 섬유 레잉 장치(1)는 이송 장치(4, 5)를 포함한다. 이송 장치는 예를 들어 가이드 상에서 이동할 수 있는 복수의 이송 슬라이드(4)를 포함한다. 가이드(5)는 수용 지점(7)으로부터 섬유 레잉 기계(2)의 각각의 로드측(8)까지 연장되는 로드 섹션(6)을 포함한다.
로드 섹션(6) 상에는 적어도 하나의 이송 슬라이드(4)가 이동 가능하도록 배치된다. 가이드(5)는 또한 섬유 레잉 기계(2)의 각각의 언로드측(10)으로부터 저장 지점(11)까지 연장되는 언로드 섹션(9)을 포함한다. 언로드 섹션(9) 상에는 적어도 하나의 이송 슬라이드(4)가 이동 가능하도록 배치된다.
이송 장치(4, 5)에 의해 공작물(12)은, 즉 섬유(13)로 레잉되는 오브젝트는 수용 지점(7)에서 로드측(8)까지 이동 가능하고, 섬유(13)로 레잉된 공작물(12)은 언로드측(10)에서 저장 지점(11)까지 이동 가능하다.
공작물(12)은 팔레트(14) 상에 배치된다. 섬유 레잉 기계(2)는 구조적으로 동일하므로, 이하에서 섬유 레잉 기계(2) 중 하나만이 설명된다.
섬유 레잉 기계(2)는 기계 베드(16) 및 기계 베드에 배치된 횡단 지지체(17, 18)를 갖는 기계 프레임(15)을 포함한다. 기계 베드(16)는 실질적으로 수평 x 방향 및 이에 대해 수직으로 연장되는 수평 y 방향으로 연장된다. 횡단 지지체(17, 18)는 y 방향에 평행하게 연장되고, x 방향으로 이격되어 기계 베드(16) 상에 배치된다. 횡단 지지체(17, 18)는 각각 양 단부에서 길이 방향 지지부(19)에 의해 기계 베드(16)의 상부에 z 방향으로 배치된다. z 방향은 x 방향 및 y 방향에 대해 수직으로 연장되므로, x, y 및 z 방향은 데카르트 좌표 시스템을 형성한다.
기계 베드(16)에는, x 방향으로 연장되고 y 방향으로 서로 이격된 2개의 x-가이드 레일(20)이 배치된다. x-가이드 레일(20)에는, x 구동 모터(22)에 의해 로드측(8)과 언로드측(10) 사이에 x 방향을 따라 이동 가능한 x 슬라이드(21)가 장착된다. 이를 위해 x-가이드 레일(20)이 x 방향으로 전체 기계 베드(16)를 따라 연장된다. x 슬라이드(21)에는 c 구동 모터(24)에 의해 수직 선회축(25)을 중심으로 선회 가능한 공구 테이블(23)이 배치된다. 수직 회전축(25)은 또한 c축으로도 지칭된다. c축(2)은 z 방향에 평행하게 연장된다.
공구 테이블(23)은 x 슬라이드(21)에 의해 오직 x 방향으로만 직선 이동이 가능하다. 공구 테이블(23)은 각각의 공작물(12)을 섬유 레잉 헤드(26)(이하, 레잉 헤드라고 함)에 대해 위치시키는 역할을 한다. 각각의 공작물(12)을 갖는 팔레트(14)의 기계적인 클램핑 및 해제를 위해 공구 테이블(23)은 복수의 클램핑 유닛(27)을 포함한다. 클램핑 유닛(27)은 도 3에 개략적으로 도시되어 있다. 클램핑 유닛(27)은 기본적으로 알려져 있고, 예를 들어 영점 텐셔너(15)로서 형성된다. 클램핑 유닛(27)은 전자 기계식, 유압식 또는 공압식으로 작동될 수 있다. 각각의 공작물(12)의 2차원 또는 3차원 표면(S) 상으로 섬유(13)를 레잉하기 위해 레잉 헤드(26)는 z 방향으로 공구 테이블(23)의 상부에 위치될 수 있다.
레잉 헤드(26)는 y 방향을 따라 그리고 z 방향을 따라 이동 가능하다. 이를 위해 횡단 지지체(17, 18)에는, y-구동 모터(29)에 의해 y 방향을 따라 직선으로 이동 가능한 y 슬라이드(28)가 장착된다. y 슬라이드(28)는 횡단 지지체(17, 18)의 상부에 배치되는 y-가이드 레일(30)에 장착된다. y 슬라이드(28)는 횡단 지지체(17, 18) 사이에서 연장된다. z 방향으로의 레잉 헤드(26)의 이동을 위해 y 슬라이드(28)에는 z 슬라이드(31)가 배치된다. z 슬라이드(31)는 z-가이드 레일(32)에 장착되고, z-구동 모터(33)에 의해 z 방향에 따라 이동 가능하다. z-가이드 레일(32)은 z 방향에 평행하게 연장되고, x 방향으로 서로 이격된다.
레잉 헤드(26)는 z 슬라이드(31)에 배치된다. 바람직하게는 레잉 헤드(26)가 교환 가능하게 고정된다. 레잉 헤드(26)는 y 방향으로만 직선으로 이동 가능하다. 레잉 헤드(26)의 선회는 z 슬라이드(31)에서는 불가능하다.
도시되지 않은 대안적인 실시예에서 레잉 헤드(26)는 추가적으로 또는 대안적으로 x 방향으로 평행하게 연장되는 선회 축을 중심으로 선회 가능할 수 있는데, 즉 a 축을 형성할 수 있다. 이를 통해 비교적 보다 강하게 곡선인 3차원의 섬유 스크림(3)이 제작될 수 있다.
레잉 헤드(26)는 z 방향을 따라 z 슬라이드(31)에 의해 적어도 200mm, 특히 적어도 400mm 그리고 특히 바람직하게는 적어도 600mm만큼 직선으로 이동 가능하다. 3차원적 섬유 스크림(3)을 제조하기 위해 섬유 레잉 기계(2)의 제어 유닛(34)은, 섬유 레잉 헤드(26)가 섬유(13)가 레잉되는 동안 z 슬라이드(31)에 의해 그 행정을 통해 적어도 50mm, 특히 적어도 100mm 그리고 특히 적어도 150mm만큼 직선으로 이동 가능하도록 형성된다.
x 방향에 따른 공구 테이블(23)의 이동을 위해 횡단 지지체(17, 18)의 하부 그리고 각각이 속하는 길이 방향 지지부(19) 사이에 공구 테이블(23)용 관통 개구(35, 36)가 형성된다. 팔레트(14)로 공구 테이블(23)을 자동 로딩하기 위해 로드측(8)에 제1 팔레트 핸들링 유닛(27)이 배치되고, 그에 반하여 공구 테이블(23)로부터 성형 공구 팔레트(14)를 자동 언로딩하기 위해 언로딩측(10)에 제2 팔레트 핸들링 유닛(28)이 배치된다. 핸들링 유닛(37, 38)은 x 방향을 따라 단부측에서 기계 베드(16)에 고정된다. 팔레트 핸들링 유닛(37, 38)은 팔레트(14)를 상승시키고 하강시키는 역할을 하는 리프팅 유닛으로서 형성된다.
이를 위해 팔레트 핸들링 유닛(37, 38)은 적어도 3개의, 특히 적어도 4개의 리프팅 요소(39)를 포함한다. 리프팅 요소(39)는 z 방향을 따라 해당 실린더(41) 내에서 변위 가능한 피스톤(40)을 포함한다. 리프팅 요소(39)는 전자 기계식, 공압식 또는 유압식으로 작동할 수 있다. 특히 각각의 팔레트 핸들링 유닛(37, 38)에 속한 리프팅 요소(39)는 성형 공구 팔레트(14)를 상승시키거나 또는 하강시키기 위해 제어 유닛(34)에 의해 동기식으로 작동된다.
섬유 레잉 기계(2)는 레잉될 섬유(13)를 공급하기 위한 섬유 공급 유닛(42)을 포함한다. 섬유 공급 유닛(42)은 2개의 섬유 보빈 베어링(43, 44)을 포함하고, x 방향으로 제1 횡단 지지체(17) 옆에 제1 섬유 보빈 베어링(43)이 배치되고 제2 횡단 지지체(18) 옆에 제2 섬유 보빈 베어링(44)이 배치된다. 섬유 보빈 베어링(43, 44)은 y 방향으로 단부측에서 기계 베드(16)에 고정된다. 섬유 보빈 베어링(43, 44)은 각각 섬유 보빈(46)용 복수의 섬유 보빈 홀더(45)를 포함한다. 섬유 보빈(46)은 각각의 섬유 보빈 홀더(45)에 배치되고, 각각의 수평 회전축(47)을 중심으로 회전 가능하게 장착된다. 각각의 수평 회전축(47)은 y 방향으로 평행하게 연장된다.
섬유 보빈으로부터 섬유(13)는 각각 섬유 스트랜드의 형태로 레잉 헤드(26)로 공급된다. 레잉 헤드에서 개별 섬유 스트랜드는, 공작물 상에 섬유 웹이 적용되기 전에, 섬유 웹에 결합되고 균질화된다.
섬유 보빈 홀더의 회전축(47)은 본 발명에서 구동 장치가 장착되므로, 보빈은 권취 해제 방향에 반대로 구동되는 축(47) 상에 장착되고, 축(47)의 구동 장치는 토크 제한 장치를 포함한다. 토크 제한 장치는 예를 들어 마찰 클러치에 의해 또는 전기 구동 장치의 토크 의존 제어 장치에 의해서도 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로 각각의 섬유 스트랜드는 필요한 경우, 특히 보빈이 권취 해제되는 동안 정의된 예비 장력으로 유지될 수 있다.
섬유 또는 섬유 스트랜드(13)는 가이드 롤러 형태의 가이드 요소(50)를 통해, 섬유(13) 상에 작용하는 장력의 변화를 보상하기 위해 사용되는 각각의 스테퍼 매거진(48, 49)에 공급 가능하다. 각각의 스테퍼 매거진(48, 49)은, z 방향을 따라 변위될 수 있고 웨이트에 의해 섬유(13)에 예비 장력을 가하는 편향 롤러 형태의 편향 요소(51)를 포함한다. 편향 요소(51)는 또한 스테퍼(stepper)라고도 지칭된다. 편향 요소(51)의 변위에 의해, 한편으로는 섬유 보빈(46)의 관성에 의해 야기되고 다른 한편으로는 섬유(13)의 레잉 동안 개별 섬유(13)를 절단하는 경우 섬유(13)의 불균일한 이송에 의해 야기되는 동적 효과가 보상될 수 있다. 섬유(13)는 가이드 롤러 형태인 가이드 요소(53)를 통해 편향 가능하고, 각각의 섬유 보빈 베어링(43, 44)으로부터 안내될 수 있다. 편향 요소(51)의 위치는 스테퍼 매거진(48, 49)의 작동 시 조절된다. 이를 위해 편향 요소(51)의 z 방향으로의 편향을 결정하는 센서(52)가 사용된다. z 방향으로의 편향은, 섬유 보빈 홀더(45)에 조절 가능한 브레이크가 장착됨으로써, 목표 위치에 대해 조절된다. 바람직하게 브레이크는 권취 방향에 반대로 작용하는 토크 제한 장치이다.
섬유(13)는 섬유 보빈 베어링(43, 44)으로부터 x 방향으로 유출되고, 수직 편향 축을 형성하는 수직으로 배치된 편향 요소(54)에 의해 y 방향으로 편향된다. 편향 요소(54)는 편향 롤러로서 형성된다. 편향 요소(54)는 섬유 보빈 베어링(43, 44) 사이에 고정된 지지 프레임(55)에 장착된다. y 슬라이드(28)에서 레잉 헤드(26) 및 섬유 보빈 베어링(43, 44) 반대쪽 측면에 수평 편향 요소(56)가, 섬유(13)가 우선 y 방향에서 z 방향으로 그리고 계속해서 z 방향에서 다시 y 방향으로 편향되는 편향 롤러 형태로 배치된다. 편향 요소(56)는 수평 편향 축을 형성한다. y 슬라이드(28)와 섬유 보빈 베어링(43, 44) 사이에서 z 슬라이드(31)의 상부에는 추가의 수평 편향 요소(57)가 배치된다. 편향 요소(57)는 수평 편향 요소를 형성하고, 섬유(13)를 y 방향에서 z 방향으로 레잉 헤드(26)에 대해 편향시킨다. 편향 요소(57)는 편향 롤러로서 형성된다.
섬유 레잉 기계(2)는 도 3 및 도 4에만 도시된 기계 하우징(58)을 포함한다. 기계 하우징(58)은 길이 방향 지지부(19)가 횡단 지지체(17, 18), y 슬라이드(28), z 슬라이드(31) 및 섬유 레잉 헤드(26)와 함께 배치되는 내부 공간(59)을 한정한다. 기계 하우징(58)은 로드측(8)에 대해 제1 하우징 개구(60)를, 그리고 언로딩측(10)에 대해 제2 하우징 개구(60, 61)를 포함하고, 상기 하우징 개구들은 각각의 커버 요소(62)에 의해 밀봉 방식으로 폐쇄 및 개방될 수 있다. 하우징 개구(60, 61) 및 이에 속한 커버 요소(62)는 도 3에만 도시된다. 커버 요소(62)는 예를 들어 도어 또는 링크 트림(link trim)으로서 형성된다.
내부 공간(59)의 에어 컨디셔닝을 위해 섬유 레잉 기계(2)는 기계 베드(16) 상에 배치된 에어 컨디셔닝 유닛(63)을 포함한다. 이를 통해 전체적으로 기후적으로 폐쇄된 하우징(58)이 본 발명과 관련하여 형성된다.
내부 공간(59)에 들어가기 위해, 각각의 인접하는 길이 방향 지지부(19) 사이에서 내부 공간(59) 내로 유입되는 2개의 추가적인 하우징 개구(64, 65)가 기계 하우징(58)에 형성된다. 하우징 개구(64, 65)는 도어(66)에 의해 폐쇄될 수 있다.
섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 시스템(1) 및 섬유 레잉 기계(2)의 작동 방식은 다음과 같다:
섬유 레잉 기계(2)에는 이송 장치(4, 5)에 의해 자동으로, 레잉될 공작물(12)이 배치되어 있는 팔레트(14)가 로딩된다. 이를 위해 적어도 하나의 이송 슬라이드(4)는 가이드(5)의 로드 섹션(6) 상의 수용 지점(7)에서 섬유 레잉 기계(2)의 각각의 로드측(8)으로 이동한다.
로딩은 이송 장치(4, 5)가 제1 팔레트 핸들링 유닛(37)의 팔레트(14)를 공급하는 방식으로 이루어진다. 제1 팔레트 핸들링 유닛(37)은 바람직하게는 상승 위치에 존재한다. 제1 팔레트 핸들링 유닛(37)이 상승 위치에 있지 않으면, 로딩 이전 또는 이후에 상승 위치로 전환된다. 각각의 섬유 레잉 기계(2)의 로딩은 섬유(13)의 레잉에 대해 그리고/또는 공구 테이블(23)의 언로딩에 대해 시간적으로 병행하여 이루어진다.
제1 팔레트 핸들링 유닛(37)이 로드측(8)에서 레잉될 공작물(12)을 공급하는 동안, 레잉 헤드(26)에 의해 섬유 스크림(3)이 제조된다. 이를 위해 공작물(12)이 배치되어 있는 팔레트(14)는 공구 테이블(23) 상에서 클램핑 유닛(27)에 의해 인장된다. 공구 테이블(23)은 섬유 레잉 동안 x 슬라이드(21)에 의해 x 방향을 따라 선형으로 이동되고, 원하는 섬유 배향을 달성하기 위해 c 구동 모터(24)에 의해 선회축(25)을 중심으로 선회된다. 또한 레잉 헤드(26)는 섬유 레잉 시 y 슬라이드(28)에 의해 y 방향에 따라 그리고 z 슬라이드(31)에 의해 z 방향에 따라 이동한다.
레잉 헤드(26)의 z 방향으로의 이동에 의해, 필요한 경우 3차원 섬유 스크림(3)도 또한 제조될 수 있다.
섬유 스크림(3)의 제조 후에 x 슬라이드(21)가 x 방향으로 언로드측(10)으로 이동된다. 여기서 제2 팔레트 핸들링 유닛(38)은 하강 위치에 존재한다. 팔레트(14)의 자동 언로딩을 위해 클램핑 유닛(27)에 의해 공구 테이블(23)로부터 해제된다. 이어서 제2 팔레트 핸들링 유닛(38)의 리프팅 요소(39)는 하강된 위치에서 상승된 위치로 전환되어, 팔레트(14)는 완성된 레잉된 공작물(12)과 함께 자동으로 공구 테이블(23)로부터 언로딩된다.
계속해서 x 슬라이드(21)는 언로드측(10)에서 로드측(8)으로 이동되고, 여기서 제1 팔레트 핸들링 유닛(37)은 상승 위치에서 다음 팔레트(14)를 준비한다. 공구 테이블(23)이 팔레트(14)의 하부에 위치하면, 제1 팔레트 핸들링 유닛(37)의 리프팅 요소(39)는 상승 위치에서 하강 위치로 전환되고, 이를 통해 팔레트(14)는 공구 테이블(23) 상에 배치된다. 팔레트(14)는 이어서 클램핑 유닛(27)에 의해 공구 테이블(23) 상에 인장된다. 공구 테이블(23)은 이제 다음의 섬유 레잉 공정을 위해 x 방향으로 레잉 헤드(26)로 이동되어, 새로운 섬유 레잉 공정으로 시작할 수 있다.
제1 팔레트 핸들링 유닛(37)의 리프팅 요소(39)는 새로운 로딩을 위해 다시 상승 위치로 전환된다. 섬유 레잉 기계(2)의 자동 언로딩은, 각각의 언로드측(10)에서 저장 지점(11)으로 안내되는 이송 장치(4, 5)에 의해 이루어진다. 각각의 섬유 레잉 기계(2)의 언로딩은 팔레트(14) 및 그 위에 배치되어 레잉되는 공작물(12)이 구비되어 있는 공구 테이블(23)의 로딩에 대해 그리고/또는 섬유(13)에 의한 공작물(12)의 레잉에 대해 시간적으로 병행하여 이루어진다. 언로딩을 위해 이송 슬라이드(4)는 팔레트(14) 및 그 위에 배치된 공작물(12)을 제2 팔레트 핸들링 유닛(38)으로부터 취하여, 각각의 언로드측(10)으로부터 가이드(5)의 언로드 섹션(9) 상에서 저장 지점(11)으로 이동된다. 제2 팔레트 핸들링 유닛(38)의 리프팅 요소(39)는 언로딩 후에 하강 위치로 전환되어, 공구 테이블(23)은 다시 언로딩될 수 있다.
에어 컨디셔닝되는 기계 하우징(58)의 하우징 개구(60, 61)는 주로 커버 요소(62)에 의해 폐쇄되고, 공구 테이블(23)이 로드측(8)에서 레잉 헤드(26)로 또는 레잉 헤드(26)에서 언로드측(10)으로 또는 언로드측(10)에서 로드측(8)으로 이동되는 경우에만 개방된다.
섬유(13)의 레잉은 레잉 헤드(26)가 y 방향으로 섬유 보빈 베어링(43, 44)을 향해 이동될 경우, 일방향으로 이루어진다. 이러한 이동 과정에서, 수직 편향 요소(54)와 수평 편향 요소(56) 사이의 거리는 짧아지므로, 섬유 레잉 공정 동안 섬유(13)는 섬유 보빈 베어링(43, 44)으로부터 인출될 필요가 없다. 이를 통해 섬유 레잉은 비교적 신속하게 이루어질 수 있다. 섬유 레잉 헤드(2)가 섬유 보빈 베어링(43, 44)으로부터 후향으로 이동될 때, 섬유(13)는 다음 섬유 레잉 공정을 위해 섬유 보빈 베어링(43, 44)으로부터 인출된다. 섬유(13)의 인장력의 변화는 스테퍼 매거진(48, 49)에 의해 보상된다.
본 발명의 제2 실시예는 도 5를 참조하여 아래에서 설명된다. 제1 실시예와 비교하여, 섬유 레잉 기계(2)는 2개의 그룹으로 서로 직렬로 배치된다. 가이드(5)는 이송 슬라이드(4)가 각각의 로드 섹션(6) 및 각각의 언로드 섹션(9)을 통해 각각의 섬유 레잉 기계(2)의 로드측(8)과 언로드측(10)으로 이동할 수 있도록 형성된다. 각각의 섬유 레잉 기계(2)의 섬유 보빈 베어링(43, 44)은 중간 공간(67)을 향해 배치된다. 중간 공간(67)은 2열의 섬유 레잉 기계(2)에 의해 형성된다. 중간 공간(67)에는 섬유 보빈 베어링(43, 44)을 새로 장착할 수 있도록, 예를 들어 섬유 보빈(46)을 구비한 버퍼 스톡(buffer stock)이 배치된다. 시스템(1) 및 섬유 레잉 기계(2)의 추가적 구조 및 추가적 기능과 관련하여 전술한 실시예가 참조된다.
일반적으로 다음이 적용된다: 섬유 레잉 기계(2)는 바인더와 함께 제공될 수 있는 토우-프레그-재료(Tow-Preg-Material) 및/또는 슬릿-토우-재료 및/또는 건조 섬유(13)로 이루어진 섬유 적층체의 레잉을 가능하게 한다. 모든 실시예에 대해 바람직하게도 본 발명과 관련하여 섬유(13)는 이미 섬유 공급 유닛에서 결합제로 미리 코팅된다.
섬유(13)는 바람직하게는 탄소 섬유 및/또는 유리 섬유이다.
섬유 스크림(3)은 임의의 섬유 배향 및/또는 윤곽으로 제조될 수 있다. 섬유 레잉 기계(2)는 독립적으로 기능한다.
섬유 레잉 기계(2)의 로딩 및 언로딩을 위해, 섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 시스템은 상위 제어 장치를 포함할 수 있다. 섬유 레잉 기계(2)는 높은 생산성을 달성하기 위해 특히 조립 라인에 통합된다. 각각의 섬유 레잉 기계(2)는 바람직하게는 4축으로 형성된다.
섬유 레잉 헤드(26)가 추가의 a 축을 중심으로 선회 가능하도록 형성될 경우(도시되지 않음), 각각의 섬유 레잉 기계(2)는 5축으로 형성된다.
각각의 섬유 레잉 기계(2)로 2차원뿐만 아니라 3차원 섬유 스크림(3)도 제조될 수 있다. 레잉 헤드(26)는 2축으로 선형 이동할 수 있다. 특히 레잉 헤드(26)는 2축으로만, 즉 수평 y 축 및 수직 z 축으로만 선형으로 이동할 수 있다. 따라서 레잉 헤드의 움직임은 여기서 y 축 및 z 축으로 연장되는 정확히 하나의 평면에서 이루어진다.
공구 테이블(23)은 축에서 선형으로 이동할 수 있고, 선회축(24)을 중심으로 선회될 수 있다. 특히 공구 테이블(23)은 오직 x 축에서만 선형으로 이동할 수 있고, 수직 z 축(25)을 중심으로 선회될 수 있다. 이러한 축 조합은, 임의의 섬유 배향 및/또는 윤곽을 갖는 2차원 및 3차원 섬유 스크림(3)의 간단하고 유연하며 효율적인 제조를 허용한다.
섬유 레잉 기계(2) 및/또는 공구 테이블(23)의 로딩은 자동으로 이루어진다. 이를 위해 이송 장치(4, 5) 및 팔레트 핸들링 유닛(37)이 제공된다.
이에 상응하여 공구 테이블(23) 및/또는 섬유 레잉 기계(2)의 언로딩은 자동으로 이루어진다. 이를 위해 팔레트 핸들링 유닛(38) 및 이송 장치(4, 5)가 제공된다. 이송 장치는 또한 가이드 자체에 의해 공작물(12) 또는 팔레트(14)가 이동될 수 있도록 형성될 수도 있다. 이를 위해 가이드는 예를 들어 롤러 이송 장치 또는 벨트 이송 장치를 형성한다. 이러한 경우 이송 슬라이드는 필요하지 않다. 팔레트 핸들링 유닛(37, 38)은 예를 들어 팔레트 체인저이다. 섬유 레잉 기계(2)는 2개의 대향 측면으로부터의 로딩 및 언로딩을 위해 접근 가능하다. 특히 팔레트(14)는 섬유 레잉 기계(2)를 통해 전달될 수 있다. 이송 장치(4, 5)에 의해 섬유 레잉 기계(2)는 조립 라인에 통합되기에 적합하다.
섬유 레잉 기계(2)에 의해 예를 들어 1500mm x 1500mm x 100mm 크기의 섬유 스크림(3)이 제조될 수 있다. 이러한 섬유 스크림(3)은 예를 들어 자동차 산업에서 사용된다. 본 발명은 예로서 언급된 크기의 섬유 스크림에 제한되지 않는다.
도 6에 따른 다른 바람직한 실시예에서, 본 발명에 다른 섬유 레잉 기계는 섬유 레잉 장치의 로딩 및 언로딩이 일 측면에서만 가능하게 하는 로딩 장치(200)를 통해 자동 이송 장치(4, 5)에 연결된다. 로딩 장치(200)는 여기서 이송 장치(4, 5)에 T형 브랜치를 형성하여, 공작물(12)을 갖는 팔레트(14)는 데드 엔드(dead end) 방식으로 브랜치로부터 섬유 레잉 기계 안으로 그리고 이로부터 밖으로 이동될 수 있다.
여기서 이송 장치(4, 5)의 외측 부분과 섬유 레잉 기계 내의 처리 위치 사이의 운반은 섬유 레잉 기계의 내부에서 적어도 부분적으로 연장되는 로딩 경로(202)를 통해 이루어진다. 로딩 경로(202)는 기술적 구현 시 예를 들어 x 축을 따른 전술한 공구 테이블(23)의 가이드에 대응할 수 있다. 본 발명에서 로딩 경로(202)는 이송 장치(4, 5)로부터 직각으로 분기되지만, 다른 각도가 또한 제공될 수 있다. 일반적인 실시예에서 로딩 경로(202)는 또한 이송 장치의 외측 부분의 선형 연속부로서 배치될 수도 있다.
로딩 장치(200)는 적어도 2개의 공작물(12)을 수용하기 위한 회전 가능한 홀더(201)를 포함하는 회전 전환 장치로서 개별적으로 형성된다. 공작물(12)은 여기서 각각 팔레트(14) 상에 배치된다. 회전 가능한 홀더(201)는 회전 테이블의 유형으로 실질적으로 수평면에서 회전 가능하다. 여기서 회전 가능한 홀더는 처리량을 높이기 위해 외부 이송 장치(4, 5) 측의 처리되지 않은 공작물(12) 및 섬유 레잉 기계로부터의 처리된 공작물에 의해 동시에 로딩될 수 있다. 그 다음 홀더를 180도 회전시킨다. 그 후 처리된 공작물이 이송 장치(4, 5)로 더 운반될 수 있고, 처리되지 않은 공작물은 로딩 경로(202)를 통해 섬유 레잉 기계(2) 내로 이동될 수 있다.
위에 설명되고 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 회전 가능한 홀더는 필요에 따라 양측에 공급 가능한 섬유 레잉 기계(2)와 조합해서도 제공될 수 있음은 물론이다.
도 6에 도시된 섬유 레잉 기계는 앞서 도 2 내지 도 4에 설명된 바와 같이, 수직으로 배치된 정확히 하나의 평면에서 이동 가능한 레잉 헤드(26)를 포함한다. 레잉 헤드(26)는 2개의 섬유 보빈 베어링(43, 44)에 의해 공급된다. 추가의 구성 요소들로서 전기 제어 유닛(34) 및 에어 컨디셔닝 유닛(63)은 그 위치에 개략적으로 도시된다. 본 발명에서 로딩 경로(202)는 수직으로 배치된 레잉 헤드의 이동 평면에 90°의 직각으로 연장된다. 섬유 보빈(47)의 보빈 축 또는 회전 축은 수직으로 배치된 평면에 대해 평행하게 연장된다.
도 11에 도시된 제1 변형예에서, 공구 테이블은 로딩 경로(202)가 레잉 헤드(26)가 이동하는 수직으로 배치된 평면에 대해 평행으로 연장되도록 변형된다. 특히 로딩 경로(202)의 중심 축은 수직으로 배치된 평면에서 연장된다. 섬유 보빈 베어링(43, 44) 및 제어 유닛(34) 그리고 에어 컨디셔닝 유닛(63)의 배치는 이에 상응하여 레잉 헤드에 대해 동일하게 유지되지만, 레잉 헤드와 함께 자동 이송 장치(4, 5)에 대해 90° 회전된다.
도 12에 도시된 제2 변형예에서, 도 11의 변형들에 추가적으로 섬유 보빈 베어링(43, 44)은 레잉 헤드(26)에 대해 90° 회전된다. 이를 통해 보빈 축(47)은 이제 수직으로 배치된 평면에 대해 90°도의 각도로 연장된다. 이에 상응하여 섬유 보빈 베어링(43, 44)는 레잉 헤드(26) 및 로딩 경로(202)와 실질적으로 일렬로 배치될 수 있다. 이는 섬유 레잉 기계(2)의 특히 좁은 구조를 허용한다.
일반적으로 섬유 레잉 기계의 전술한 구성 요소, 즉 복수의 섬유 보빈 베어링(43, 44), 에어 컨디셔닝 유닛(63) 및 전기 제어 유닛(34)은 임의의 방식으로 레잉 헤드(26) 및/또는 로딩 경로(202)에 대해 배치될 수 있다. 이를 통해 섬유 레잉 기계(2)에 대해 외부 치수, 윤곽 형상, 유지 보수 접근 위치 등이 각각의 요건에 맞게 적합화될 수 있다.
도 1 내지 도 6에 도시된 시스템에서 섬유 레잉 기계(2)는 바람직하게는 앞에 설명된 섬유 레잉 기계(2)와 상이한 공작물(12)의 변형을 위한 적어도 하나의 추가의 (도시되지 않은) 처리 스테이션과 결합된다. 이는 다른 구조 유형의 섬유 레잉 기계일 수 있을 뿐만 아니라 공작물 상에 섬유를 레잉하기 위해 형성되지 않은 처리 스테이션일 수도 있다. 추가의 처리 스테이션은 여기서 자동화된 이송 장치(4, 5)에 의해 섬유 레잉 기계(2)와 연결된다.
특히 추가의 처리 스테이션은 성형 장치, 특히 공작물(12)이 섬유(13)를 적용하는 작업 다음의 작업 단계에서 가압되는 가압 장치일 수 있다.
대안적으로 또는 보완적으로 추가의 처리 스테이션은 온도 챔버 및/또는 페인트 장치이다. 이는 또한 특히 항공기 부품 또는 자동차 부품의 자동 생산에 사용되는 다른 처리 스테이션일 수도 있다.
도 1에 예로서 도시된 실시예에서, 특히 각각의 팔레트(14) 상에서 복수의 공작물(12)의 병렬 처리가 유리하다. 여기서 시스템은 공간적으로 서로 분리되고 자동 이송 장치(4, 5)에 의해 연결되는 복수의 동일한 구조의 섬유 레잉 기계(2)를 포함한다. 공작물(12)에 대한 수정은 각 경우에 동일하다.
도 5에 예로서 도시된 실시예에서, 복수의 섬유 레잉 기계(2)가 순차 처리 스테이션으로서 공작물(12)에 연속적으로 다양한 처리 단계를 수행하는 것이 특히 유리하다. 도시된 배치는 이송 장치(4, 5)의 적절한 제어에 의해, 예를 들어 배출 지점(7)과 저장 지점(11) 사이에 병렬로 배치된 각각 3개의 순차적으로 배치된 섬유 레잉 기계(2)의 2개의 열로서 작동될 수 있다. 각각의 열에서, 이어서 3개의 상이한 처리 단계가 동일한 공작물(12)에 차례로 수행될 수 있다. 이를 위해 또한 다르게 구성된 섬유 레잉 기계가 각 열에 배치될 수도 있다. 또한 섬유 레잉 기계와 상이한 처리 스테이션의 직렬 조합도 또한 가능하다.
배출 지점(7) 및/또는 저장 지점(11)은 각각 복수의 공작물(12)의 수용, 저장 및 전달을 위한 버퍼 스테이션으로서 형성될 수 있다. 이러한 방식으로 버퍼 스테이션(11, 12)은 공작물(12)을 위해 팔레트(14) 상에 중간 저장소를 형성하고, 이를 통해 상응하는 클록 레이트로 자동화된 전체 생산 장치에 통합되는 것이 향상된다.
이하에는 앞서 설명된 섬유 레잉 기계에서 사용되는 본 발명에 따른 레잉 헤드(26)가 보다 상세히 설명된다.
레잉 헤드(26)는 교환 가능한 모듈로서 추가의 섬유 레잉 기계(2)에 배치된다. 앞서 설명한 바와 같이, 레잉 헤드(26)는 이하에 또한 레잉 방향이라고도 하는 y 방향으로 이동될 수 있다. 또한 레잉 헤드(26)는 이에 대해 수직인 z 방향으로 이동될 수 있어, 공작물 상에 배치되거나 또는 공작물로부터 상승될 수 있다. 따라서 전체적으로 레잉 헤드(26)는 y 축 및 z 축으로 연장되는 정확히 하나의 평면에서 이동된다.
레잉 헤드는 서로 각을 이루어 연장되는 2개의 공급부(101, 102)를 포함하고, 공급부 중 제1 공급부에 의해 제1 그룹의 섬유 스트랜드(13)가 그리고 공급부 중 제2 공급부(102)에 의해 제2 그룹의 섬유 스트랜드(13)가 교차 영역(103)으로 안내되어, 2개의 그룹의 섬유 스트랜드(13)를 섬유 웹에 결합시킨다. 본 발명에서 각각의 그룹은 8개의 섬유 스트랜드를 포함하므로, 총 16개의 섬유 스트랜드(13)가 섬유 웹에 결합된다.
공급부(101, 102)는 서로에 대해 약 15°의 예각으로 연장되므로, 레잉 헤드(26)의 중심 영역(104)은 대략 웨지형으로 형성된다. 웨지형 영역(104)의 각 측면 상에는 각각의 착탈 가능한 상부(105, 106)가 배치된다. 상부(105, 106)는 유지 보수 목적으로 중앙 영역에 대해 선회될 수 있고(도 8, 도 9 참조), 제거될 수 있다.
2개의 그룹의 섬유 스트랜드(13)는 레잉 헤드의 입력측에서 롤러 가이드(107, 108)를 통해 2개의 공급부(101, 102)로 분배된다. 공급부(101, 102)의 각각에서 동일한 방식으로 섬유 스트랜드(13)의 그룹으로 이동되므로, 레잉 헤드는 2개의 공급부(101, 102)에 대해 본질적으로 대칭으로 구성된다.
2개의 그룹의 섬유 스트랜드는 레잉 헤드의 이동 평면에 대해 횡방향으로 또는 수직으로 스트랜드 폭만큼 오프셋되어 안내되므로, 교차 영역(103)에서 횡방향으로 항상 교호식으로 제1 그룹의 섬유 스트랜드(13) 및 제2 그룹의 섬유 스트랜드(13)가 최종 섬유 슬리버(sliver)로 안내된다.
이러한 결합 직후에 섬유 슬리버는 레잉 헤드의 단부측에 배치된 컴팩팅 롤러(109)를 통해 진행하고, 상기 컴팩팅 롤러에 의해 섬유 슬리버는 레잉 시 공작물(12) 상에 압착된다.
교차 영역(103) 및 컴팩팅 롤러(109)는 열 방사 장치 형태의 가열 장치(118)에 의해 가열되므로, 섬유의 사전 코팅된 결합제가 활성화된다.
이러한 경우 섬유 스트랜드(13)에 대해 공급부(101, 102)에서 각각 이하에서 설명되는 바와 같이 작용된다:
공급부의 섬유 스트랜드(13)는 중앙 영역(104)의 측면 상에 배치된 평행한 가이드 홈(110)에서 진행한다. 이송 방향으로 섬유 스트랜드는 우선, 섬유 스트랜드(13)를 제어된 방식으로 고정 클램핑하고 다시 해제할 수 있는 클램핑 장치(111)를 가로지른다. 클램핑 장치는 각각의 섬유 스트랜드(13)에 대해 중앙 영역에 배치된 하부 클램핑 롤러(112) 및 상부 영역에 배치된 상부 클램핑 롤러(113)를 포함한다. 따라서 각각의 섬유 스트랜드에 대해, 그 사이에 섬유 스트랜드가 클램핑 될 수 있는 서로 상호 작용하는 한 쌍의 클램핑 롤러(112, 113)가 제공된다.
각각의 상부에 배치된 클램핑 롤러(113)는 해제 가능한 클램핑을 위해 액추에이터(114)에 연결되고, 이 액추에이터에 의해 상부 클램핑 롤러(113)는 섬유 스트랜드(13) 및 하부 클램핑 롤러(112)에 대해 가압될 수 있다.
또한 한 쌍의 클램핑 롤러(112, 113)는 섬유 스트랜드(13)의 이송 방향으로 프리휠(free wheel)이 제공되어, 클램핑된 상태에서도 또한 이송 방향과 반대되는 클램핑 작용만이 존재하게 된다.
사전 공급 롤러(115)는 이송 방향으로 클램핑 장치(111) 후방에 배치된다. 사전 공급 롤러(115)에 의해 섬유 스트랜드는 구동되어 이송 방향으로 전진할 수 있다. 사전 공급 롤러는 클램핑 장치(111)와 레잉 헤드(26)의 출구측 컴팩팅 롤러(109) 사이에 배치된다.
사전 공급 롤러(115)는 본 발명에서 섬유 스트랜드(13) 그룹의 전체 폭을 통해 분포되는 2개의 상호 작용하는 롤러(116, 117) 쌍으로서 형성된다. 사전 공급 롤러는 회전식 구동 장치에 의해 구동된다.
절단 장치(119)는 레잉 헤드 상에서 사전 공급 롤러(115)와 출구측 컴팩팅 롤러(109) 사이에 배치된다. 섬유 또는 섬유 스트랜드(13) 그룹은 절단 장치에 의해 분리될 수 있다. 이를 위해 절단 장치(119)는 레잉 방향에 대해 횡방향으로 섬유의 상이한 부분을 분리할 수 있는 복수의 개별적으로 제어 가능한 절단 부재(120)를 포함한다. 본 발명에서 그룹의 8개의 섬유 스트랜드(13) 각각에 대해 개별적으로 제어 가능한 절단 부재(120) 각각이 제공된다. 절단 부재의 상응하는 개별 제어는 레잉된 섬유 웹의 시작부 또는 단부의 원하는 성형을 허용한다.
또한 절단 장치(119)는 8개의 절단 부재(120)의 개별 작동을 위한 8개의 개별 액추에이터를 갖는 액추에이터 부재(121)를 포함한다. 여기서 액추에이터 부재(121)는 절단 부재(120)로부터 분리되어 형성되고, 레잉 헤드(26)의 각각의 상부(105, 106)에 배치된다. 한편 절단 부재(120)는 중앙 영역(104)에 고정된다. 상부(105, 106)의 선회 후에 액추에이터 부재(121)는 절단 부재(120)로부터 해제되어, 절단 부재(120)는 신속하고 간단한 방식으로 유지 보수를 위해 접근 가능하다.
레잉 헤드(26)는 다음과 같이 기능한다:
공작물(12) 상에 섬유 웹의 섹션을 레잉한 후, 섬유 스트랜드(13)는 절단 장치(119)에 의해 분리되고, 섬유 스트랜드(13)의 전방 단부는 절단 장치의 영역에 위치된다. 레잉 헤드(26)는 레잉 방향으로 레잉 행정의 범위에서 섬유 공급 유닛(42)의 최종 고정된 편향 장치(56)에 최대한 가까이 이동된다. 레잉 헤드(26)는 그 후 컴팩팅 롤러(109)가 공작물(12)에 더 이상 접촉하지 않도록 하기 위해, 작은 행정만큼 공작물로부터 z 방향으로 상승된다.
그 다음에 레잉될 섬유 스트랜드(13)가 레잉 헤드(26)의 클램핑 장치(111)에 클램핑된다.
이어서 레잉 헤드(26)는 섬유 공급 유닛(42)에 대해 레잉 행정만큼 y 방향으로 시작 위치로 이동된다. 여기서 클램핑으로 인해 섬유는 레잉 행정만큼 섬유 공급 유닛(42)으로부터 인출된다.
이어서 레잉 헤드(26)는 섬유 공급 유닛의 최종 편향 장치(56)의 방향으로 다시 이동되고, 사전 공급 롤러(115)는 구동되어, 섬유 웹이 컴팩팅 롤러(109)에 도달할 때까지 섬유를 이송한다. 여기서 레잉 헤드(26)의 움직임에 의해 섬유 공급 유닛(42)으로부터 섬유가 인출되지 않는다. 섬유의 사전 이송의 제1 섹션에서 클램핑 롤러는, 섬유의 이송 방향으로 프리휠을 포함하기 때문에, 여전히 클램핑 된 상태로 유지될 수 있다.
이어서 클램핑 장치가 해제된다. 레잉 헤드(26)는 이전에 또는 이후에 공작물(12) 상으로 하강되고, 섬유 웹의 레잉을 위한 시작 위치에 위치된다. 공작물은 필요한 경우 중간 시간에 변경된 위치 또는 배향으로 이동된다.
그 후 레잉 헤드(26)는 공작물(12) 상에 섬유(13)를 레잉시키면서 시작 위치로부터 종료 위치로 이동된다. 섬유 스트랜드(13)가 사전에 섬유 공급 유닛(42)으로부터 전진하기 때문에, 공작물(12) 상에 섬유가 레잉되는 동안 섬유(13)는 섬유 공급 유닛(42)으로부터 인출되지 않는다.
본 발명에 따른 레잉 행정만큼의 섬유의 전진은 보빈 베어링(43, 44)의 위치와는 독립적으로 구현될 수 있음을 알 수 있다. 레잉 행정만큼의 인출은 각각 섬유 공급 유닛(42)의 고정된 최종 편향 장치에 대한 레잉 헤드의 움직임에 의해 이루어진다. 이에 상응하게 레잉 헤드(26)에 대한 특히 보빈 베어링(43, 44)의 위치 설정은 상당히 자유롭게 선택될 수 있다.

Claims (27)

  1. 섬유 복합 구성품을 제조하기 위한 시스템으로서,
    공작물(12)에 섬유 스크림을 적용하기 위한 적어도 하나의 제1 섬유 레잉 기계(2); 및
    상기 섬유 레잉 기계(2)와 상이하고, 상기 공작물을 변형하기 위한 추가의 처리 스테이션을 포함하고,
    상기 제1 섬유 레잉 기계(2)는 공작물(12) 상에 섬유를 위치시키기 위한 레잉 헤드(26) 및 수직 선회축(25)을 중심으로 선회 가능하고 제1 축을 따라 선형 이동가능한 공구 테이블(23)을 포함하며,
    상기 공작물(12)은 자동 이송 장치(4, 5)에 의해 상기 섬유 레잉 기계(2) 및 상기 추가의 처리 스테이션으로 이동될 수 있는 것인, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시스템은, 상기 제1 섬유 레잉 기계(2)로부터 공간적으로 분리되고 상기 자동 이송 장치(4, 5)에 의해 상기 제1 섬유 레잉 기계(2)와 연결되는 제2 섬유 레잉 기계(2)를 포함하는 것인 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 복수의 섬유 레잉 기계(2)는 동시에 처리되는 공작물(12)에 동일한 처리 단계를 수행하는 병렬 처리 스테이션으로서 제공되는 것인 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 복수의 섬유 레잉 기계(2)는 순차 처리 스테이션으로서 공작물(12)에 연속적으로 다양한 처리 단계를 수행하는 것인 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시스템은 복수의 공작물(12)을 수용, 저장 및 전달하기 위한 적어도 하나의 버퍼 스테이션(7, 10)을 포함하는 것인 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 추가의 처리 스테이션은 성형 장치, 온도 챔버 및/또는 페인팅 장치의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자동 이송 장치(4, 5)는 상기 섬유 레잉 기계(2)의 로딩 및 언로딩이 일 측면에서만 가능하게 하는 로딩 장치(200)를 포함하는 것인 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 로딩 장치(200)는 적어도 2개의 공작물을 수용하기 위한 회전 가능한 홀더(201)를 포함하는 회전 전환 장치로서 형성되는 것인 시스템.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 섬유 레잉 기계(2)의 레잉 헤드(26)가 수직 평면에서 이동 가능하고, 상기 수직 평면과 상기 섬유 레잉 기계(2)의 로딩 경로(202) 사이의 각도가 0°와 30° 사이인 것인 시스템.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 섬유 레잉 기계(2)의 레잉 헤드(26)가 수직 평면에서 이동 가능하고, 상기 섬유 레잉 기계(2)의 섬유 보빈 베어링(43, 44)이 서로 평행한 보빈축(47)을 갖는 복수의 섬유 보빈을 포함하고, 상기 보빈축(47)과 상기 수직 평면 사이의 각도가 60°와 90° 사이인 것인 시스템.
  11. 제3항에 있어서, 상기 시스템은, 상기 제1 섬유 레잉 기계(2)와 구조가 동일한 제2 섬유 레잉 기계(2)를 포함하고, 상기 제2 섬유 레잉 기계는 상기 제1 섬유 레잉 기계(2)로부터 공간적으로 분리되고 상기 자동 이송 장치(4, 5)에 의해 상기 제1 섬유 레잉 기계(2)와 연결되는 것인 시스템.
  12. 제1항 또는 제2항에 따른 시스템에서 섬유 스크림을 제조하기 위한 섬유 레잉 기계(2)에 있어서,
    공급 방향(x)을 따라 공작물(12)을 공급하기 위한 공구 테이블(23);
    섬유(13)를 상기 공작물(12)에 적용하기 위한 레잉 헤드(26); 및
    복수의 섬유 스트랜드(13)를 상기 레잉 헤드(26)로 공급하기 위한 섬유 공급 유닛(42)을 포함하고,
    상기 복수의 섬유 스트랜드(13)는 상기 레잉 헤드(26) 상에서 상기 공작물(12)에 적용될 섬유 웹에 결합되고;
    상기 레잉 헤드(26)는 상기 섬유 공급 유닛(42)에 대해 레잉 방향(y)으로 이동 가능하고;
    상기 레잉 헤드(26) 상에는 상기 섬유 스트랜드(13)를 해제 가능하게 클램핑하기 위한 클램핑 장치(111)가 배치되고, 상기 섬유(13)가 상기 공작물(12)에 적용되는 동안 상기 섬유 공급 유닛(42)으로부터 섬유(13)가 인출되지 않도록, 상기 섬유 스트랜드(13)가 상기 레잉 헤드(26)에 의해 레잉 행정만큼 전진된 후, 상기 섬유 웹의 섹션이 상기 공작물(12) 상에 레잉되는 것인, 섬유 레잉 기계.
  13. 제12항에 있어서, 상기 섬유 공급 유닛(42)은 고정된 방식으로 배치되고, 상기 레잉 헤드(26)는 상기 섬유 공급 유닛(42)에 대해 정확히 하나의 평면에서만 이동될 수 있는 것인 섬유 레잉 기계.
  14. 제12항에 있어서, 상기 클램핑 장치(111)는 상기 섬유 웹의 상기 섹션을 레잉하는 동안 해제되는 것인 섬유 레잉 기계.
  15. 제12항에 있어서, 상기 클램핑 장치(111)는 서로 상호 작용하는 적어도 하나의 클램핑 롤러(112, 113)를 포함하는 것인 섬유 레잉 기계.
  16. 제12항에 있어서, 상기 레잉 헤드(26)는 서로 각을 이루어 연장되는 2개의 공급부(101, 102)를 포함하고, 상기 공급부 중 제1 공급부(101)에 의해 제1 그룹의 섬유 스트랜드(13)가 그리고 상기 공급부 중 제2 공급부(102)에 의해 제2 그룹의 섬유 스트랜드(13)가 교차 영역(103)으로 안내되어, 상기 2개의 그룹의 섬유 스트랜드(13)를 상기 섬유 웹에 결합시키는 것인 섬유 레잉 기계.
  17. 제12항에 있어서, 상기 섬유(13)는 상기 레잉 헤드(26) 상에 배치된 절단 장치(119)에 의해 분리될 수 있고, 상기 절단 장치(119)는 레잉 방향에 대해 횡방향으로 상기 섬유(13)의 상이한 부분을 분리할 수 있는 복수의 개별적으로 제어 가능한 절단 부재(120)를 포함하는 것인 섬유 레잉 기계.
  18. 제17항에 있어서, 상기 절단 장치(119)는 상기 절단 부재(120) 중 적어도 하나를 작동시키기 위한 액추에이터 부재(121)를 포함하고, 상기 액추에이터 부재(121)는 상기 절단 부재(120)와 분리되어 형성되고 상기 레잉 헤드(26)의 유지 보수 목적으로 착탈 가능한 상부(105, 106)에 배치되는 것인 섬유 레잉 기계.
  19. 제12항에 있어서, 상기 레잉 헤드(26) 상에 적어도 하나의 사전 공급 롤러(115)가 피구동 공급을 위해 제공되고, 상기 사전 공급 롤러(115)는 상기 클램핑 장치(111)와 상기 레잉 헤드(26)의 출구측 컴팩팅 롤러(109) 사이에 배치되는 것인 섬유 레잉 기계.
  20. 제12항에 있어서, 상기 섬유 레잉 기계(2)는 완전히 기계 프레임(15) 상에 형성되는 것인 섬유 레잉 기계.
  21. 제12항에 있어서, 상기 섬유 레잉 기계(2)는 기후적으로 폐쇄된 하우징(58)을 포함하는 것인 섬유 레잉 기계.
  22. 제12항에 있어서, 상기 공작물(12)은 자동 운반 가능한 팔레트(14) 상에 배치되는 것인 섬유 레잉 기계.
  23. 제22항에 있어서, 상기 공작물(12)을 지지하는 상기 팔레트(14)의 표면은 수직에 대해 30도 미만의 각도만큼 기울어진 것인 섬유 레잉 기계.
  24. 제23항에 있어서, 상기 레잉 방향은 수직에 대해 30도 미만으로 경사지는 평면에서 연장되는 것인 섬유 레잉 기계.
  25. 제12항에 있어서, 상기 각각의 섬유 스트랜드(13)는 교환 가능한 보빈(46) 상에 권취되고, 상기 보빈(46)은 권취 해제 방향에 반대로 구동되는 회전축(47) 상에 장착되고, 상기 회전축(47)의 구동 장치는 토크 제한 장치를 포함하는 것인 섬유 레잉 기계.
  26. 제12항에 따른 섬유 레잉 기계에 의해 공작물(12) 상에 섬유 웹을 레잉하기 위한 방법에 있어서,
    a. 레잉될 섬유(13)를 레잉 헤드(26)의 클램핑 장치(111)에 클램핑하는 단계;
    b. 시작 위치로 섬유 공급 유닛(42)에 대해 상기 레잉 헤드(26)를 이동시키는 단계 - 상기 섬유(13)는 레잉 행정만큼 상기 섬유 공급 유닛(42)으로부터 인출됨 - ;
    c. 상기 클램핑 장치(111)를 해제시키는 단계;
    d. 상기 섬유(13)가 상기 공작물(12)에 적용되는 동안 상기 섬유 공급 유닛(42)으로부터 섬유(13)가 인출되지 않도록, 상기 공작물(12) 상에 상기 섬유(13)를 레잉시키면서 상기 시작 위치로부터 종료 위치로 상기 레잉 헤드(26)를 이동시키는 단계를 포함하는 것인, 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 섬유(13)는 단계 c. 이후에 피구동 사전 공급 롤러(115)에 의해 상기 레잉 헤드(26)에 대향하여 이동되고, 상기 섬유(13)는 상기 사전 공급 롤러(115)에 의해 상기 섬유 공급 유닛(42)으로부터 인출되지 않는 것인 방법.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4177899A1 (en) 2014-10-27 2023-05-10 King Abdullah University Of Science And Technology Methods and systems for identifying ligand-protein binding sites
DE102015002775A1 (de) 2015-03-06 2016-09-08 Brötje-Automation GmbH System zur Fertigung von Faser-Verbundbauteilen
DE102015002777A1 (de) 2015-03-06 2016-09-08 Broetje-Automation Gmbh Faserlegemaschine
DE202017106345U1 (de) * 2017-10-19 2019-01-25 Broetje-Automation Gmbh Endeffektor
GB2567684B (en) * 2017-10-20 2022-03-30 Mclaren Automotive Ltd Composite manufacturing
DE102018115392B4 (de) * 2018-06-26 2022-09-22 Azl Aachen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Produktion von Faserverbundwerkstoff aufweisenden Werkstücken
GB2600118A (en) * 2020-10-21 2022-04-27 Mclaren Automotive Ltd Tape deposition system
NL2027396B1 (en) * 2021-01-26 2022-08-12 Boeing Co Composite wing panels and fabrication method
JP2022081432A (ja) 2020-11-18 2022-05-31 ザ・ボーイング・カンパニー 複合翼パネル及び製造方法
JP2022101474A (ja) * 2020-11-18 2022-07-06 ザ・ボーイング・カンパニー 対応付け装置及び対応付け方法
EP4000844B1 (en) * 2020-11-18 2024-07-17 The Boeing Company Composite wing panels and fabrication method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000144567A (ja) * 1998-11-10 2000-05-26 Aerospatiale Soc Natl Ind Sa イオン重合された複合材料からなる複雑な構造体の製造のための、特に予備含浸処理した繊維ヤ―ンの接触被覆方法およびその装置
DE10005202A1 (de) * 2000-02-03 2000-11-02 Inst Verbundwerkstoffe Gmbh Kontinuierliche, bauteil- und prozessorientierte Herstellung von Verstärkungsstruktur-Halbzeugen für Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe
JP2013525140A (ja) * 2010-04-16 2013-06-20 コンポジテンス ゲーエムベーハー ノンクリンプ織物の製造装置および製造方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3574040A (en) * 1967-06-29 1971-04-06 Gen Dynamics Corp Apparatus for making laminated structural shapes by the controlled detrusive placement and polymerization of tectonic filamentous tapes
US5110395A (en) 1989-12-04 1992-05-05 Cincinnati Milacron Inc. Fiber placement head
FR2686080B1 (fr) 1992-01-14 1994-11-10 Aerospatiale Procede de depose au contact a chaud de materiau composite fibre a matrice vitreuse et dispositif pour la mise en óoeuvre du procede.
GB9510046D0 (en) * 1995-05-18 1995-07-12 Ecole Polytechnique Fudurale D Process for the manufacture of polymer and composite materials and related equipment
US7208219B2 (en) * 1997-12-18 2007-04-24 Lrm Industries, Llc Thermoplastic molding process and apparatus
DE10035237C1 (de) * 2000-07-20 2001-09-06 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Produktionsanlage zum Herstellen von schalenförmigen, fasermatten-verstärkten Kunststoffteilen
AU2001280861A1 (en) * 2000-07-28 2002-02-13 Hypercar, Inc. Process and equipment for manufacture of advanced composite structures
EP1570977A1 (de) 2004-03-05 2005-09-07 Alcan Technology & Management Ltd. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von faserverstärkten Kunststoffplatten
US7134629B2 (en) 2004-04-06 2006-11-14 The Boeing Company Structural panels for use in aircraft fuselages and other structures
US7527222B2 (en) * 2004-04-06 2009-05-05 The Boeing Company Composite barrel sections for aircraft fuselages and other structures, and methods and systems for manufacturing such barrel sections
US7836931B2 (en) 2004-06-22 2010-11-23 Slyne William J Tape laying apparatus and method
FR2913365B1 (fr) * 2007-03-06 2013-07-26 Coriolis Composites Attn Olivier Bouroullec Tete d'application de fibres avec systemes de coupe de fibres particuliers
DE102007037072B4 (de) * 2007-08-06 2017-12-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochflexible Schäumzelle
US8048253B2 (en) 2007-09-26 2011-11-01 Fiberforge Corporation System and method for the rapid, automated creation of advanced composite tailored blanks
US8752293B2 (en) * 2007-12-07 2014-06-17 The Boeing Company Method of fabricating structures using composite modules and structures made thereby
EP2230070A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-22 Lm Glasfiber A/S Method and manufacturing line for manufacturing wind turbine blades
FR2950285A1 (fr) * 2009-09-21 2011-03-25 Airbus Operations Sas Dispositif de drapage automatise
DE102010013131A1 (de) * 2009-12-21 2011-06-22 REHAU AG + Co., 95111 Verfahren zur Herstellung von endlosfaserverstärkten Formteilen aus thermoplastischem Kunststoff sowie Kraftfahrzeugformteil
US9193140B2 (en) * 2013-03-15 2015-11-24 Composite Technology & Applications Limited Composite material lay-up equipment
ES2636466T3 (es) 2013-05-31 2017-10-05 Lm Wp Patent Holding A/S Sistema y método para ayudar en la fabricación de una cubierta de pala de turbina eólica
FR3006938B1 (fr) * 2013-06-18 2015-10-02 Coriolis Composites Tete d application de fibres bi directionnelle a deux rouleaux
DE102015002777A1 (de) 2015-03-06 2016-09-08 Broetje-Automation Gmbh Faserlegemaschine
DE102015002775A1 (de) 2015-03-06 2016-09-08 Brötje-Automation GmbH System zur Fertigung von Faser-Verbundbauteilen
CN105109060A (zh) * 2015-09-17 2015-12-02 江苏恒神股份有限公司 一种制备纤维复合材料的真空导入成型工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000144567A (ja) * 1998-11-10 2000-05-26 Aerospatiale Soc Natl Ind Sa イオン重合された複合材料からなる複雑な構造体の製造のための、特に予備含浸処理した繊維ヤ―ンの接触被覆方法およびその装置
DE10005202A1 (de) * 2000-02-03 2000-11-02 Inst Verbundwerkstoffe Gmbh Kontinuierliche, bauteil- und prozessorientierte Herstellung von Verstärkungsstruktur-Halbzeugen für Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe
JP2013525140A (ja) * 2010-04-16 2013-06-20 コンポジテンス ゲーエムベーハー ノンクリンプ織物の製造装置および製造方法

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