NO169277B - Fremstillingsmetode for komposittprodukter med tredimensjonal armering og maskin for fremstilling av slike - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår fremstillingen av et sammen-sydd eller sammenvevet tredimensjonalt komposittprodukt som her kan kalles sammenbygget element og som er bygget opp av strenger eller tråder av tekstil- eller mineralfibre, syntetiske fibre eller andre fibertyper og deretter impregnert med en har-piks som til slutt polymeriseres eller herdes på annen måte. Slik oppbyggede elementer med en integrert strengstruktur av fibermateriale vil særlig kunne være egnet for anvendelse i luft-eller romfart, til og med for oppbygging av romfartøyets nese-parti med dettes krav til å kunne motstå ekstreme termiske og mekaniske påkjenninger når fartøyet i stor hastighet vender tilbake til atmosfæren. Videre vil produktene kunne anvendes til rør for drivladningsraketter og bremseelementer for fly, og de kan også ved egnet materialvalg kunne motstå så store mekaniske trykk-krefter at de kan benyttes for helikopterrotorer, landings-stell, vingefester, forsterkede skrogpartier etc.

Tallrike fremstillingsmetoder og tilhørende maskiner for fremstilling av slike elementer, produkter eller material-strukturer har sett dagens lys, men automatisk fremstilling av kompliserte deler har vist seg å være meget problematisk, idet det forutsetter meget komplekse maskiner som følgelig er svært kostbare uten at de fremstilte deler likevel alltid har fått de nødvendige karakteristika når det gjelder homogenitet og styrke.

Videre har de bemerkelsesverdige egenskaper som slike komposittelementer utviser ført til anvendelsesmuligheter hvor det er behov for elementer med så komplisert fasong at de hit-til tilgjengelige produksjonsmaskiner ikke har vært i stand til å kunne fremstille dem.

Fra tidligere er det kjent fremstilling av sammensatte hule omdreiningselementer av liknende type, sydd sammen i to dimensjoner i horisontalplanet ved hjelp av vinkelstående stive stenger som er anordnet i konsentriske kroner i en dreibar montasjeinnretning, og hvor stengene under sammensyingen erstattes av strenger, fremgangsmåten og en maskin for å utføre den er beskrevet i norsk patent nr. 163458 med prioritet i FR-A-2 395 340, også i navnet Aérospatiale.

Ifølge en annen teknikk kan man benytte en hul støtte-dor på hvis overflate man plasserer flere duker med parallelle strenger som er lagt i to kryssende retninger, og deretter sys dukene sammen med tverrgående veftstrenger, dette er beskrevet i FR-A-2 355 936.

Ifølge FR-A-2 591 240 som på sin side bygger videre på FR-A-2 315 562, benyttes en slik hul støttedor av metall, og doren er her demonterbar og bygget opp av hullforsynte og ad-skilte sektorer i hvilke det er presset inn stifter rundt hvilke de strenger som danner de forskjellige krysslagte duker er strukket, hvoretter dukene sys sammen med sømrekker av nye strenger som føres inn i mellomrommene mellom dorens sektorer.

Imidlertid krever disse fremstillingsmetoder og til-hørende maskiner ifølge den kjente og beskrevne teknikk en hul dor, siden sammensyingen av de krysslagte duker med tverrgående sting nødvendigvis innebærer at det må føres inn en motholds-innretning i doren for å utføre sammenknytting av tråden eller strengene etter å være ført gjennom dukene fra utsiden.

I tillegg utføres sammensyingen ved hjelp av nåler

med lukkbare eller vanlige, lukkede nåløyer hvilket medfører betydelige påkjenninger på den tråd eller streng som benyttes,

og det er av denne grunn relativt hyppig behov for å benytte omspunnet tråd.

En annen fremgangsmåte og maskin som er beskrevet i FR-A-2 408 676 og også bygger på FR-A-2 315 562 nevnt ovenfor, benytter derimot en massiv dor av skummateriale og på hvilken det er plassert stive strengstumper kalt "pigger" eller "knappenåler" og rundt hvilke tråddukene legges i to retninger, hvoretter sammensyingen foregår i en tredje retning.

Denne fremgangsmåte har imidlertid også forskjellige ulemper. I første rekke må "knappenålene" på forhånd gjennomgå en avstivingsprosess for å kunne presses inn og tjene hensik-ten, og dette øker diameteren.

Videre må antallet slike "knappenåler" være meget stort, siden de inngår integrert i den struktur som skal bygges opp, faktisk i størrelsesordenen titusener, og de må føres inn svært tett,hvilket medfører en meget langvarig operasjon som også krever stor nøyaktighet.

I tillegg er det meget vanskelig å plassere disse "knappenåler" tett nok inntil hverandre dersom det skal fremstilles et element med kompleks form og hvis overflate danner kurver eller vinkler, idet nålene lett kan støte sammen og de mellomrom som dannes i mange tilfelle da ville være for trange til at den regelmessige plassering av dukenes strenger kan foregå uhindret. Dette er særlig problematisk der hvor dukens strenger endrer retning.

Endelig holder "knappenålene" dukstrengene dårlig

fast dersom de blir plassert altfor tett i skummalen, og særlig gjelder dette over krumme partier, hvilket gir seg til kjenne ved sviktende homogenitet enkelte steder i den endelige struk-

tur .

Den kjente teknikk er videre representert ved

US 4 354 888 (tilsvarende FR-A-2 480 261), særlig er det rota-sjonssymmetriske legemer med konkav form som beskrives. Fremgangsmåten og maskinen for å utføre denne bygger fortsatt på rekker av isatte nåler eller pigger i en dor.

Sammensying av strenger eller fibre til en tredimensjo-nal struktur, hvor krysslagte lag av fiberstrenger blir sydd sammen med tverrsting som danner radiale løkker, er også vist og beskrevet i US 4059468. For å holde løkkene sammen benyt-

tes en innvendig ført skytteltråd. Fremgangsmåten egner seg fortrinnsvis der hvor en trådfører kan føres fritt på baksiden av den struktur som sys sammen, f.eks. på baksiden av en plate, inne i et rør etc.

Også GB 1 108 536 og DE 2412062 angir relatert teknikk

og som danner basis for den foreliggende oppfinnelse.

De ulemper som den kjente teknikk kan sies å være behef-tet med søkes unngått, særlig når det gjelder problemene med å fremstille elementtyper som er bygget opp med sammensatt tråd- eller strengstruktur og ikke bare i form av kompakte omdreiningslege-mer med enkel fasong, men også med mer komplisert kontur såsom der hvor diameteren gradvis varieres over lengden, hvor konturen enkelte steder kraftig krumines, etc, eventuelt hvor elementene er sterkt tilflatet eller danner kompakte plater eller blokker,

og samtidig skal egenskapene når det gjelder homogenitet og styrke minst være like gode som det beste kjent fra teknikkens

stilling.

I samsvar med dette tilveiebringes et sammenbygget element med kompleks form av den type som fremgår av innled-ningen i det etterfølgende patentkrav 1, og elementet er særlig kjennetegnet ved at tråden eller strengen i doren danner åpne løkker som ikke er bundet sammen innbyrdes og som først holdes på plass som følge av friksjonen ved tilstrammingen i dormaterialet, og av friksjon mellom de enkelte lags tråder eller strenger.

Videre er det ifølge oppfinnelsen skaffet til veie en fremgangsmåte for å fremstille slike elementer, og endelig inngår en maskin for å utføre fremgangsmåten. Rammen for oppfinnelsens fremgangsmåte og maskin fremgår av de etterfølgende patentkrav 2 og 3.

En beskrivelse av spesielle utførelsesformer av oppfinnelsen følger nå, støttet av tilhørende tegninger, hvis

fig. 1 viser et perspektivriss av en bestemt utførel-sesform av oppfinnelsens maskin, fig. 2 viser i lengdesnitt maskinens dor av skummateriale, festet til ytterenden av den tilhørende aksel, fig. 3 viser et perspektivbilde av et oppbyg-get element under fremstillingsprosessen, idet det vises hvordan nålene er satt inn i doren og hvordan den sammenhengende streng er ført rundt og forbi disse, fig. 4 viser et utsnitt i perspek-tiv av et første bevegelig arbeidshode, innrettet for å bringe på plass nåler i doren og montert på den nedre ende av den vertikale arm, fig. 5 og 6 viser i større målestokk et annet ■ arbeidshode som er tilpasset plassering av tråden eller strengen på doren på den andre ende av den vertikale arm, og det vises likeledes de midler som benyttes for å orientere dette hode, fig. 7 viser i forstørret målestokk det nålapparat som danner løkkerekkene gjennom de krysslagte fiberlag på doren, fig. 8 viser et lengdesnitt i stor målestokk av den nål som benyttes

i nålapparatet vist på fig. 7, fig. 9 viser en nålvariant skåret på langs, fig. 10a - 10f viser skjematisk snitt som illustrerer forskjellige faser av innføringen av tråden eller strengen til løkkerekker som går gjennom de lag som er lagt utenpå doren, og fig. 11 viser et lengdesnitt av det endelige sammenbyggede element.

Det henvises først til fig. 1. Et eksempel på en maskin ifølge oppfinnelsen er her vist, og den omfatter en ramme med to føtter 1, en nedre travers 2, to vertikale stolper 3 som øverst er forbundet med en øvre travers 4, og to side-støtter 5.

Hver av de vertikale stolper 3 har en glideskinne 6, og et tverrstag 7 er ved sine ender festet til glidere 8 som kan forskyves i glideskinnene 6 eller låses fast med et skrue-ratt 9. Takket være denne anordning kan tverrstaget 7 innstil-les i høyden på de vertikale stolper 3.

På tverrstaget er montert en vogn 10, og på denne vogn er festet en horisontal arm 11 som kan forskyves på tvers og er innstillbar i forhold til tverrstaget 7.

Den horisontale arm 11 har på den ene ende en vertikal arm 12 som likeledes er anordnet glid- og innstillbar.

Denne vertikale arm 12 har på sin nederste ende 13 festeorganer som er innrettet for å kunne oppta et bevegelig arbeidshode, og dette er best vist på fig. 4-7.

Maskinen omfatter endelig en horisontal aksel 14 som er montert dreibar i en av sidestøttene 5 og tilpasset å holde en dor 15, idet akselen har en retning som går parallelt med tverrstaget 7 et stykke nedenfor dette.

Akselen 14 drives i rotasjon av en elektrisk skrittmotor 16 som likeledes er montert på sidestøtten 5.

Det fremgår av dette at den nedre ende 13 kan inn-stilles i enhver ønsket stilling i forhold til doren 15 langs de tre akser i et ortogonalt koordinatsystem (X, Y, Z), og dette kan i praksis utføres med tre motorer Ml, M2 og M3 som på fig. 1 er vist anordnet henholdsvis på tverrstaget 7 og på endene av armene 11 og 12. Bevegelsen av tverrstaget og de to armer kan så foregå på én eller annen kjent måte, for eksempel med skruespindeldrift, med pinjong og kronhjul etc.

Med særlig henvisning til fig. 5 og 6 fremgår at den nedre ende 13 av den vertikale arm 12 har en fot 17 som er festet i den ene ende og ved hvis andre ende det er montert en liten elektrisk motor 18, f.eks. en skrittmotor, og denne motors drivaksel 19 går horisontalt og er ført gjennom et hull i foten.

På fig. 4 er vist et første arbeidshode som er gitt henvisningstallet 20 og som danner en isettingsinnretning for nåler 25 i doren 15, og dette arbeidshode kan være løsbart montert på motorens 18 horisontale aksel 19.

Arbeidshodet 20 kan være en pneumatisk isettingsinnretning av kjent type og som er beregnet på stifter, og den har gjerne en dobbeltvirkende sylinder 21 som er forbundet via rør 22 til en luftkompressor, den er knyttet til en styreinnretning (ikke vist) og har en vibrerende beholder 23 som inneholder de stifter eller nåler 25 som skal settes inn, idet beholderen 23 er forbundet med arbeidshodet 20 over et tilførselsrør 24.

Den vibrerende beholder 23 kan være montert på maskinens ramme eller på en annen passende holder (her ikke vist).

Monteringen av arbeidshodet 20 på motorakselen 19 gir anledning til å orientere hodet i en vilkårlig stilling i vertikalplanet slik at nålene 25 kan føres inn på ethvert ønsket punkt på dorens 15 overflate.

Fig. 5 og 6 viser et andre arbeidshode 2 6 som likeledes kan være avtagbart montert, i dette tilfelle på motorens 18 horisontale aksel 19.

Dette andre arbeidshode 26 danner en trådfører som er innrettet for å plassere tråden eller strengen på dorens overflate mellom nålene 25 eller rundt disse.

I denne hensikt omfatter arbeidshodet 26 et støtte-stag 27 som kan låses til akselen 19 med en låseskrue 28.

Til støttestaget 27 er likeledes féstet en liten elektrisk skrittmotor 29 hvis aksel 30 går vertikalt nedover og på hvilken er festet den egentlige tråd- eller strengfører som i dette eksempel består av et strengførerrør 31 med tilflatet tverrsnitt og som munner ut nedover og øverst har et sideliggende hull 32. Den tråd eller streng 33 som skal legges på doren er ført inn i strengførerrøret 31 gjennom åpningen 32

og går ut i rørets nedoverrettede munning.

For å unngå unødvendig slitasje av strengen idet

denne passerer munningen, særlig dersom det er en skjør streng eller en tråd, er strengførerrørets 31 munningskant avrundet som vist ved 34, og på denne måte unngås slitasje og brudd, spesielt når røret 31 inntar problematiske vinkler.

Strengen 33 kommer fra en spolesats 35 montert på rammen eller fra en annen passende tilførsel.

Fig. 7 viser det tredje arbeidshode 36 i..form av et nålapparat for å innføre rekker av løkker av en sammenhengende streng, ført gjennom de fiberlag som på forhånd er lagt på overflaten av doren 15.

Det tredje arbeidshode 36 kan likeledes være montert løsbart på motorens 18 aksel 19 og det omfatter en støttebra-kett 37 festet til akselen 19 og som det er festet en skinne 38 til, en blokk som kan gli i skinnen 38, og en pneumatisk sylinder 40 som er festet til en forlengelse 41 av skinnen 38 med sylin-derens omsluttende del, mens dens støtestang 42 er festet til blokken 39.

Blokken 39 har en nål 43 som er vist i forstørret målestokk på fig. 8 og som skal beskrives nærmere i det føl-gende : Nålens 43 buttende 47, motsatt dens spiss 46, er festet innenfor en pneumatisk trådholder 48 av kjent type montert på blokken 39.

Trådholderen 48 er via rør 49 koblet til en luftkompressor (ikke vist), og en fiberstreng 50 fra en (heller ikke vist) tilførselsinnretning går gjennom trådholderen 48 og nålens 43 rille 44 og så ut gjennom nålens nåløye 45.

Fortrinnsvis er det anordnet en trykkfjær 52 mellom blokken 39 og skinnen 38, slik at når sylinderen 40 ved trykklufttil-førsel fra et rør 53 har presset blokken 39 fremover og hvoretter sylindertrykket reduseres, presser trykkfjæren 52 blokken 39 tilbake slik at nålen 43 også føres tilbake igjen.

Man bemerker at både det tredje 36 og det første arbeidshode 20 kan svinges i vertikalplanet med motoren 18.

Ifølge oppfinnelsens fremgangsmåte benyttes det før-ste arbeidshode 20 i en første fase, idet dette hode som omtalt

er montert på den nedre ende av den vertikale arm 12 for å

føre inn nålene 25 i doren 15 av skummateriale, og da på steder på dennes overflate som er valgt ut fra dens form, for å holde på.plass og føre en streng 33 som strammes mot dorens overflate mellom nålene og rundt disse for å danne et regelmessig fiberstrenglag. Doren tjener altså som en form for å

bygge opp det sammensatte fiberstrengprodukt på.

Ifølge utførelseseksemplet vist på fig. 2 har doren en sylinder/kjegleform som nøye tilsvarer innerfasongen av det element som skal fremstilles.

For eksempel innsettes en første serie nåler 25a

(fig. 3) i en ring rundt akselen 14 på det tilnærmet flate endeparti av doren 15, deretter innsettes for eksempel to rekker nåler 25b langs omkretsen og ved endene av det sylindriske parti på doren, deretter kan nåler 25c plasseres regelmessig langs kjegleformens overflate, og endelig føres noen nåler 25d inn helt fremme ved kjeglepartiets spiss. Til sist innsettes de nåler 25e som skal stikke frem på de partier av doroverfla-ten som er buet eller uregelmessig skrådd i forhold til akselen 14.

Det er mest hensiktsmessig dersom nålene 25b såvel som samtlige nåler som er ført inn i dorens overflate der hvor denne ligger tilnærmet eller helt parallell med akselen 14 eller dens sentrale lengdeakse kommer til å stå vinkel-

rett på overflaten, mens nålene 25a, 25c, 25d og 25e og gene-relt alle de nåler som er satt inn i flater som er skrådd eller står vinkelrett på denne akse fortrinnsvis skrås noe i en retning som gjør at strengen kan gli innover langs nålen og legge seg til rette i den svakt spisse vinkel som dannes med dorover-flaten og således holdes korrekt på plass.

For å utføre innsettingen av nålene forskyves det første arbeidshode 20 på langs langs dorens 15 overflate, idet hodet helles til en passende vinkel i forhold til vertikalen ved å aktivere motoren 18, hvoretter doren 15 dreies ett trinn med motoren 16 etter hvert løp av det første arbeidshode 20.

Når nålene er plassert i samtlige valgte punkter byttes det første arbeidshode 20 ut med det andre (fig. 5 og 6). Strengen 33 føres inn i det sideliggende hull 32 i strengfører-røret 31 for å gå ut nederst i dette langs det avrundede parti ved 34.

Strengens ende festes for eksempel på en av nålene 25a og arbeidshodet 26 føres på samme måte som i den foregåen-de operasjon ved at strengen trekkes mellom nålene 25b helt til den kommer utenfor en av de nåler 25b som befinner seg ved kjeglepartiets spiss.

Deretter dreies doren ett trinn og strengen 33 føres tilbake i en omløpende bevegelse rundt nålen 25d, mellom to av nålene 25b,og deretter helles og senkes arbeidshodet 26 noe for å legge strengen rundt en andre nål 25a inntil den første som strengen ble festet til.

For å unngå en opphopning av tråd eller streng nær kjeglepartiets spiss omløpes i stedet vekselvis de nåler 25c som er strategisk plassert lenger oppe på kjeglepartiets skråflater.

Når en første regulær duk eller et strenglag med fiberstrenger 33 således er plassert med strengene lagt i lengderetningen, legges et nytt strenglag på doren, gjerne i 90° i forhold til det første lag, dvs. med strengretning langs omkretsen.

Denne legging som da tilsvarer en omvikling, utføres

i samsvar med en skruelinje, f.eks. ut fra en av nålene 25a, hvorved doren dreies samtidig som det andre arbeidshode 2 6 leg-ger ut strengen i en lineær, langsgående bevegelse i forhold til akselen 14.

Rekken av omkretsplasserte nåler 25e og som er skrådd på hensiktsmessig måte er innrettet for å holde strengen nede i kontakt med det overflateparti av doren som er tilnærmet plant, og likeledes mot det avrundede parti av den dor som er vist i eksempelet, helt opp til der hvor dette parti går over

i det sylindriske parti.

På samme måte som omtalt ovenfor har de rekker av nåler 25e som ligger på kjeglens _skråflate blitt ført inn i en .vinkel som hindrer at strengen glir fremover mot kjeglens spiss.

De nåler 25b som er ført inn i de øvre partier som ligger parallelt med dorens sentrale lengdeakse tjener til å holde en jevn avstand mellom strengene, og strengførerrøret 31 kan av denne grunn dreies med motoren 29 slik at den smaleste del av røret kan smette inn mellom de enkelte nåler i rekkene.

Fremgangsmåten går således ut på å legge et ønsket antall krysslagte fiberlag på doren, og det skal bemerkes at dersom det på ett eller annet sted i det ferdige element behø-ves forsterkning, er det tilstrekkelig å plassere nålene i den første fase slik at det ved grensene av slike partier plasseres nåler som innbyr til at fiberstrengen legges tettere i det aktuelle parti, i likhet med hvordan for eksempel strømpestop-ping foregår.

Det er på sin plass å understreke at dersom en gradvis varierende flate for eksempel har et konkavt parti kan det i den første fase plasseres spiralgående nålrekker over dette slik at strengen 33 likevel kan legges så tett man ønsker også

i slike partier.

Etter at strengleggingen er utført i denne andre frem-stillingsfase erstattes det andre arbeidshode 26 av det tilsvarende monterte tredje arbeidshode 36 (fig. 7).

Tråden eller strengen 50 som skal sy de enkelte lag sammen, er her ført gjennom nålholderen 48 og langs nålen 43,

og i den tredje produksjonsfase føres strengen gjennom de krysslagte fiberlag som allerede er plassert på doren.

Strengen 50 føres inn gjennom lagene og ut igjen samme sted slik at det dannes smale løkker, ved hjelp av nålen 43 som skyves inn av den pneumatiske sylinder 40 og presses tilbake igjen av trykkfjæren 52 på den måte som er illustrert på fig.

10a - 10f. Denne sammensying binder altså de enkelte fiberlag sammen på samme måte som ved tradisjonell syoperasjon, i form av regelmessige sting, men riktignok uten at det her benyttes noen form for undertråd.

Når strengen 50 føres inn med nålen 43 gjennom fiberlagene er den sideplasserte trådholderen 48 tilstrammet slik at den presser strengen inn mot arbeidshodets nålholder, og så føres nålen inn gjennom lagene til nåløyet 45 trenger inn et lite stykke i dorens 15 skummasse på undersiden av det innerste lag (fig. 10a, 10b, 10c).

Deretter løsnes trådholderen 48 (fig. 10d) og nålen trekkes tilbake (fig. 10e) mens strengen glir gjennom nåløyet og slik at det dannes en frem- og tilbakegående gjennomgående strengføring som innerst danner en liten åpen løkke 53'. Hver løkke 53' holdes på plass inne i dorens skummasse utelukkende av friksjonskrefter og ved at den streng eller eventuelt tråd som benyttes har en viss stivhet, og løkkene dannes like innenfor det innerste fiberstrenglag.

Festet mellom dorens skummasse og løkkene skjer ved at massen lukker seg rundt løkken etter at nålen er trukket tilbake, og likeledes hindres uttrekkingen av de tverrgående strengløkker ved at det oppstår friksjon mellom disse og de krysslagte fiberlag, både under tilbakeføringen av nålen 43 og etter at denne er trukket ut, i alle fall i tilstrekkelig grad til å holde igjen strengen 50 som fritt løper i nålens kanal under uttrekkingen.

Etter at nålen er ført helt ut til oversiden av det øverste lag løftes den videre til en høyde som tilsvarer tykkel-sen av de krysslagte fiberlag på doren og med tillegg av avstan-den mellom to sting, skrittavstanden i sammensyingsretningen (fig. 10f), deretter aktiveres trådholderen for å låse strengen i forhold til nålen, den vertikale arm 12 føres frem ett skritt, og det tredje arbeidshode 36 som altså er maskinens nålapparat, føres på ny inn for å lage et nytt sting, og slik gås frem inntil det er dannet et stort antall løkker 53' med en og samme ubrutte streng 50.

De nåler som i den første fase ble innført i doren

kan så tas ut etter hvert som arbeidsgangen skrider frem for arbeidshodet 36, for ikke å hindre dettes innstikkbevegelser.

Nålens form har meget stor betydning for utførelsen

av denne tredje fase. Ofte er nemlig den tråd eller streng 50 som benyttes bygget opp av relativt skjøre enkeltfibre som lett kan fraskilles i strengen.

Som en følge av dette har man observert at anvendelsen av en klassisk nål med tverrstilt^nåløye lett vil kunne medføre at de enkelte fibre i en slik fiberstreng skilles fra hverandre ved utløpet fra nåløyet på begge sider av dette, hvorved det dannes uregelmessigheter og eventuelle brudd også kan oppstå.

Som vist på fig. 8 er nålen 43 derfor utført med et skråstilt nåløye 45 hvis indre åpning - vendt fra nålspissen 46 - på den ene side har en avrundet kant 51 som strengen kan bøye seg rundt når nålen føres innover og som således hindrer en separasjon av strengen, eventuelt rissdannelser som kan forårsake brudd.

Fortrinnsvis går nåløyet 45 på innersiden over i en langsgående rille 44 med delvis sirkulært tverrsnitt og hvis dybde gradvis avtar oppover mot nåléns bu.ttende 47, hvorved strengen kan følge nåløyets retning i rillen uten å bøyes unød-vendig.

På fig. 9 er vist en annen utførelsesform av en nål 43a som i dette tilfelle er hul med en aksial kanal 44a som munner ut skrått i et ikke gjennomgående nåløye 45a nær spissen 46a og hvis innerste kant 51a likeledes er avrundet tilsvarende kanten 51 av nåløyet 45 vist på fig. 8. I eksempelet på fig. 9 føres altså strengen inne i nålen 43a.

Man vil forstå at ved maskinen ifølge oppfinnelsen kan bevegelsen av det tredje arbeidshode 36 for nålføringen utføres meget hurtig og i et regelmessig stingmønster over samtlige av dorens delflater ved at arbeidshodet 36 beveges på en nøye fastlagt måte i forhold til ønsket stingtetthet og dorens form.

For eksempel er det naturlig gradvis å øke hellingen av dette arbeidshode 36 i det område som ligger motsatt dorens kjegledel slik at nålen hele tiden føres inn normalt på fiberlagene.

Det er likeledes innlysende at motorene Ml, M2, M3, 18, 29 og 16 blir aktivert på en nøye foreskrevet måte, gjerne ved hjelp av en elektronisk innretning med forhåndsprogrammert lager, og programmeringen vil da naturligvis ha nøye sammenheng med den valgte dor- og elementform. Siden dette imidlertid må anses å være kjent teknikk, tas denne styring ikke med i be-skrivelsen.

Når tverrbindingen i den tredje produksjonsfase er avluttet fortsetter fremstillingen med en impregneringsopera-sjon av strengpakken, enten ved å la den bli liggende på doren eller først å trekke denne ut, og impregneringen foregår også på en eller annen kjent måte.

Det anses således som tilstrekkelig å understreke de karakteristiske hovedegenskaper for det element som er fremstilt) ifølge oppfinnelsen, og hvor de enkelte lag av kryssende fiberstrenger før impregneringen utelukkende holdes sammen under tilstrammingen ved virkningen av friksjon mellom fiber-strengene og den sammenhengende tverrbindende streng som går gjennom lagene og danner rekker av åpne løkker som henger sammen på elementets ytterside.

Oppfinnerne har merket seg at denne friksjonsvirkning er tilstrekkelig til å holde et element som er fremstilt ifølge oppfinnelsens fremgangsmåte så fast sammenbundet at det kan håndteres uten å miste fasongen også etter at det er frigjort fra doren, men før det har fått noen som helst form for impreg-nering. Imidlertid vil ikke et slikt resultat kunne oppnås hvis ikke det er anordnet minst tre krysslagte fiberlag.

For å kunne frigjøre elementet fra doren er det enklest å ødelegge denne, f.eks. ved brenning.

Fig. 11 viser den endelige form av elementet som er fremstilt i henhold til det beskrevne eksempel, og i et utsnitt fremgår hvordan strengene ligger i tre ortogonale retninger.

Anvendelsen av provisoriske eller uttagbare nåler slik som beskrevet innebærer at man ikke behøver å benytte mer enn noen få hundre nåler for å kunne legge lagene i et gitt element, mens anvendelsen av nåler eller stifter i henhold til den kjente teknikk krevde innsetting av flere titusenér . og et tilsvarende antall tråd- eller strengstykker på ett og samme element. Som en følge av denne reduksjon av antallet nåler og de dermed oppnådde større mellomrom mellom hver enkelt nål, muliggjøres med den foreliggende oppfinnelse en langt tettere fiberstrengplassering, og de enkelte strenglag holdes sammen med friksjonsvirkning under den tredje fases sammensying med nålsting.

Det endelig fremstilte element får derfor, i henhold til den foreliggende fremgangsmåte og i produksjon med den foreliggende maskin stor endelig styrke.

Claims (3)

1. Sammenbygget element med kompleks form, med utstrek-ning i tre dimensjoner og bygget opp med armeringsfibre som er strukket i minst tre retninger, omfattende minst tre regelmessig oppbyggede strenglag som er lagt i kryss på hverandre på en dor (15) av perforerbart materiale og hvis fasong tilsvarer den innvendige fasong av det sammenbyggede element, og hvor lagene er bundet sammen av en sammenhengende tråd eller streng (50) som er ført på tvers gjennom alle lagene ved hjelp av en nål (43) , KARAKTERISERT VED at tråden eller strengen (50) i doren danner åpne løkker (53') som ikke er bundet sammen innbyrdes og som først holdes på plass som følge av friksjonen ved tilstrammingen i dormaterialet, og av friksjon mellom de enkelte lags tråder eller strenger (33).

2. Fremgangsmåte for fremstilling av sammenbyggede, armerte elementer i samsvar med krav 1 og hvis armering går i tre retninger og består av tekstil- eller mineralfibre, syntetiske fibre eller andre typer, hvor elementenes form er kompleks og har stor styrke overfor termiske og mekaniske påkjenninger eller en kombinasjon av slike, hvor elementene særlig er tiltenkt anvendelse i luft- eller romfart, og hvor fremstillingen benytter en fjernbar mal eller dor (15) av skummateriale eller liknende og med fasong som tilsvarer den innvendige fasong av det element som skal fremstilles, idet det innføres stive holde- eller støtteelementer (25a - 25e) i doren (15) hvoretter det på dennes overflate legges overliggende lag med fibertråder eller strenger (33) som holdes på plass av holde- eller støtteelementene og slik at fibertrådene eller strengene legges i kryss langs minst to retninger som danner en vinkel med hverandre, hvor deretter de enkelte lag bindes sammen med en fibertråd eller -streng (50) som er sammenhengende og som ved hjelp av en nål (43) føres inn normalt på lagene fra yttersiden, hvor den således dannede pakke impregneres med et herdbart bindemiddel, og hvor elementene (25a-25e) trekkes ut og doren (15) fjernes, KARAKTERISERT VED at nålen (43) føres inn i doren (15) gjennom lagene slik at dens nål-øye (45) går helt inn i dormaterialet og danner fortløpende åpne løkker (53') som ikke er bundet sammen innbyrdes og som holdes på plass utelukkende av friksjon i dorens skuiranateriale og stramming mellom de enkelte tråder eller strenger (50) i de overliggende krysslagte lag, hvoretter doren fjernes ved destruering.

3. Maskin for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 2, omfattende en ramme (1, 2, 3, 4), en horisontal og dreibar bæreaksel (14) for maskinens dor (15) , selve doren (15) som er fjernbar, er utført av perforerbart materiale og er montert på akselen (14), og drivelementer (16) for å bringe akselen i rotasjon, hvor rammen (1, 2, 3, 4) omfatter en inn-føringsinnretning (12, 17, 19) med en vertikal arm (12) på oversiden av akselen (14), innstillbar i forhold til denne i tre ortogonale retninger, hvor det på armens (17) nedre ende (13) er anordnet festeelementer (17, 19) for løsbart monterte arbeidshoder (20, 26, 36), hvert tilpasset isetting av nåler (25) i doren (15), legging av overliggende lag med tråder eller strenger (33) på kryss på doren, og innføring i doren, normalt på og tvers gjennom lagene, av en sammenhengende tråd eller streng (50) ved hjelp av en nål (43), og hvor feste-elementene omfatter en fot (17) som strekker seg i forlengel-sen av den vertikale arm (12) og bærer en motor (18) hvis horisontale aksel (19) er innrettet for opptak av hvert enkelt av arbeidshodene (20, 26, 36), KARAKTERISERT VED at innførings-innretningen (12, 17, 19) har en støtteanordning (37) festet til akselen (19) , at det til støtteanordningen er festet en skinne (38), en blokk (39) som kan bevege seg frem eller tilbake i skinnen (38) , en sylinder (40) hvis hoveddel er festet til skinnen og hvis stempelstang (42) er forbundet med den forskyvbare blokk under fjærspenning fra en fjær (52), og at nålen (43) og en nålholder (48) er festet til blokken (39) slik at innretningen (12, 17, 19) på denne måte blir innstillbar i forhold til sitt feste til motorens aksel (19).