WO2012007603A1 - Cabezal aplicador de tiras de fibra - Google Patents

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fiber strip
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Manuel Torres Martinez
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    • Y10T29/49801—Shaping fiber or fibered material

Definitions

  • the present invention is related to the formation of parts by applying carbon fiber, glass fiber or other similar strips, proposing a head for the application of fiber strips in said function, with characteristics that optimize the functionality of the work and adaptation to application surfaces.
  • fiber strip application heads have been developed, such as those which include, among others, US Patent 4 696 707 of The Ingersol Milling Machine Company, EP Patent 0 333 010 of Cincinati Milacon Inc and Patent ES 9302506 and ES 9402102 of the same applicant as the present invention.
  • Said heads make the application of a strip or band of fiber, repeating the application successively in lateral progression until covering the entire surface to be formed, for which the strips or bands that are applied can be wide, in order to cover with a minimum number of passes the entire application surface, having the disadvantage that in the configuration cuts of the edges of the pieces a great waste of material occurs; or you can use strips of small width, with which the waste of material is smaller, but on the contrary a larger number of passes is required, which increases the working time and decreases the yield.
  • multiple fiber strip applicator heads have been developed, such as those of the patents ES 200200524 and ES 200401853 of the same applicant as the present invention, so that in each pass a series of fiber strips are applied together low width, with the set of which a wide strip of application is determined, being the contribution of each of the strips independent of the others.
  • an applicator head of multiple fiber strips is proposed, with which application surface sections with significant height differences can be compacted simultaneously, without the compaction process being impaired, allowing the application of strips fiber both on flat surfaces and on convex or concave curved surfaces with a wide range of curvatures.
  • This head object of the invention comprises an assembly arranged in height displacement assembly, through which a series of fiber strips pass to an application area, where a compactor system formed by multiple independent partial rollers of short length is arranged arranged consecutively in axial succession, each of the rollers being supported by a support comprising a height displacement system operated by a motor and a floating compensation system formed by a pneumatic cylinder.
  • the partial rollers of the compactor system are made of elastomeric material with longitudinal holes in the interior, whereby said rollers are very elastic, thereby favoring the uniformity of the application of the fiber strips they press.
  • said partial rollers of the compactor system are arranged in a longitudinal distribution to the triplet in two parallel rows, which allows to apply strips of fiber of very small width so that they are laterally tangent between them in the application.
  • a driving roller combined with a tension regulator, including the power regulator, is arranged in relation to the passage of each of the fiber strips.
  • tension a step roller of the corresponding fiber strip associated with a linear shifter provided with a position sensor.
  • any variation in the tension of the fiber strip is accused by the tension regulator, which produces a signal that causes the speed of the driving roller to restore the tension of the fiber strip to the set value, thus achieving a perfect uniformity of the supply of the fiber strips that pass through the head to be applied, as well as a reserve warehouse for the regulation of the feeding without tension pulls or overvoltages, allowing the fiber strips to be supplied from large coils that can be calculated for the necessary amount of fiber strips in each application or, in any case, make the necessary reel changes minimal.
  • the head of the invention results from very advantageous features for the application of fiber strips to which it is intended, acquiring its own life and preferential character with respect to the known heads that are being used for the same function.
  • Figure 1 shows a perspective of the head object of the invention in an open position for threading the fiber strips intended to be applied therewith.
  • Figure 2 is a front sectional view of the head, observing the path of the fiber strips therethrough.
  • Figure 3 is an enlarged sectional detail of the assembly arrangement of a partial roller of the front row of the compactor system, with the height displacement system of said roller collected in the position of maximum elevation.
  • Figure 4 is an enlarged sectional detail of the assembly arrangement of a partial roller of the rear row of the compactor system, with the height displacement system of said roller deployed downwards.
  • Figure 5 is a representation of the head in the initial preparation position, separated from the application surface of the fiber strips.
  • Figure 6 is a representation of the head in the approach position to the application surface of the fiber strips.
  • Figure 7 is a representation of the head in the adaptation position of the compaction system on the application surface of the fiber strips.
  • Figure 8 is a detail of the tension control system of a fiber strip, with the linear displacer of the tension regulator in the middle position.
  • Figure 9 is the same previous detail with the linear displacer in an extreme position.
  • FIG 10 is the same previous detail with the linear displacer in the opposite extreme position.
  • Figure 11 shows in perspective a fiber strip application machine, provided with the head of the invention.
  • Figure 12 is a side view of the machine of the previous figure, on the side on which the coils supplying the fiber strips are located.
  • the object of the invention relates to a head intended for the application of fiberglass, carbon fiber or other similar strips, for the formation of composite pieces by wrapping layers superimposed with the fiber strips, particularly of the type that simultaneously applies multiple strips of fiber of little width, with which a wide strip of application is determined in each pass of the head.
  • the recommended head consists of a structural assembly intended for a mounting installation with mobility of movement in height, comprising a central block (1), through which the passage of multiple fiber strips (2) is established from the top to an application area (3), side blocks (4) being coupled to said central block (4), which are capable of tilting outwards to thread the fiber strips (2) in the passage path of them by the head.
  • the route of each of the fiber strips (2) through the head comprises the passage through a drive roller (5) and a tension regulator (6), as well as the passage through a rotary cutting system (7) , to conclude in the application area (3), where a compactor system (8) individually presses each fiber strip (2) on the application surface.
  • the compactor system (8) comprises a series of partial rollers (9) located independently in axial correspondence, through each of which a fiber strip (2) passes to be pressed individually on the application surface.
  • said partial rollers (9) of the compactor system (8) are arranged to the triplet in two parallel rows, the strips being supplied. fiber (2) up to those two rows of partial rollers (9) through two different travel zones through the head, as shown in Figure 2.
  • each partial roller (9) of the compactor system (8) is incorporated in a support (10) capable of movement in height and which is attached to a pneumatic cylinder (11) which in turn is coupled , by means of a nut (12), with respect to a vertical spindle (13) which is actuated by a rotary drive motor (14), as seen in Figures 3 and 4.
  • the pneumatic cylinder (11) is arranged connected to a pneumatic system, which is regulated by an automatic control to keep the piston of said pneumatic cylinder (11) in the middle position of the longitudinal path, having a position sensor (15) which detects the deviations of the piston with respect to said middle position and activates the pneumatic system to restore said ' middle position.
  • the partial rollers (9) of the compactor system (8) have three vertical movements to make the application of the strips of fiber (2) on the application surfaces, so that, starting from a preparation position with the head separated from a work surface (16), as shown in Figure 5, by moving the head assembly makes an approach to the work surface (16), so that the compactor system (8) is positioned in front of said work surface (16) correspondingly with it, as seen in Figure 6, and then, by The individual vertical displacement of each of the partial rollers (9) adapts the compactor system (8) on the work surface (16), according to its configuration, as shown in Figure 7.
  • the head can be used with total effectiveness for the application of fiber strips (2), even on work surfaces (16) sharply concave, since the individual and independent positioning of each of the partial rollers (9 ) allows the adaptation of the whole compactor system (8) in a very variable way to flat shapes or curves of any kind.
  • the pneumatic cylinder (11) of the support of each partial roller (9) also functions as a compensating mattress, allowing to absorb the irregularities that the work surface (16) may present. ), to overcome these irregularities without sudden incidents that may alter the uniformity of the application of the fiber strips (2).
  • the partial rollers (9) are provided with elastomeric material and with longitudinal holes in its interior, as seen in figures 3 and 4, whereby said partial rollers (9) are very elastic, thereby also favoring the uniformity of the application of the fiber strips (2) on the work surface (16 ) in which the application is made.
  • the tension regulator (6) consists of a linear shifter (17), which can be of any type, in which a roller (18) is incorporated through which the corresponding fiber strip (2) passes, the linear shifter being arranged (17) of a position sensor (19) that detects the displacements of said linear displacer (17), in one direction or another, with respect to an average position.
  • the recommended head can be used in a machine (20) for applying fiber strips (2) on work surfaces (16) of any type, as shown in Figure 11, the fiber strips (2) being supplied to apply, from a set of supply coils (21), as seen in figure 12, passing the fiber strips (2) to the output of the corresponding coils (21) through respective rocker arms (22) that regulate the tension .
  • the coils (2) can be calculated with the necessary content of the fiber strips (2) for the whole process of forming the pieces to be manufactured in each case, so that no reel changes (21) have to be made during said process of forming the parts to be manufactured, and when This is not possible due to the volume of material required, which is minimal in the number of necessary changes of the supply coils (21).

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Abstract

Cabezal aplicador de tiras de fibra, formado por un conjunto estructural que determina un recorrido de múltiples tiras de fibra (2) hasta una zona de aplicación (3), pasando cada tira de fibra (2) por un rodillo motriz (5) y un regulador de tensión (6), mientras que en la zona de aplicación (3) las tiras de fibra (2) son presionadas individualmente por un sistema compactador (8) que consta de una serie de rodillos parciales (9) independientes, cada uno de los cuales va dispuesto con una sujeción que comprende un sistema de desplazamiento en altura y un sistema flotante.

Description

CABEZAL APLICADOR DE TIRAS DE FIBRA
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con la formación de piezas mediante aplicación de tiras de fibra de carbono, fibra de vidrio u otras semejantes, proponiendo un cabezal para la aplicación de las tiras de fibra en dicha función, con unas características que optimizan la funcionalidad del trabajo y la adaptación a las superficies de aplicación.
Estado de la técnica
La demanda actual de piezas de gran envergadura en fibra de vidrio, fibra de carbono u otras semejantes, para sectores como el eólico o el aeronáutico, requiere el desarrollo de maquinaria que permita la automatización de los procesos de fabricación de dichas piezas, para aumentar los niveles de calidad y de productividad .
En ese sentido se han desarrollado cabezales de aplicación de tiras de fibra, como los que recogen, entre otras, la Patente US 4 696 707 de The Ingersol Milling Machine Company, la Patente EP 0 333 010 de Cincinati Milacon Inc y las Patentes ES 9302506 y ES 9402102 del mismo solicitante que la presente invención .
Dichos cabezales realizan la aplicación de una tira o banda de fibra, repitiendo la aplicación sucesivamente en progresión lateral hasta cubrir toda la superficie a formar, para lo cual las tiras o bandas que se aplican pueden ser anchas, con el fin de cubrir con un número mínimo de pasadas toda la superficie de aplicación, teniendo el inconveniente de que en los recortes de configuración de los bordes de las piezas se produce un gran desperdicio de material; o bien se pueden utilizar tiras de poca anchura, con las cuales el desperdicio de material es menor, pero por el contrario se requiere un número de pasadas mayor, con lo cual aumenta el tiempo de trabajo y disminuye el rendimiento .
Para solucionar el problema se han desarrollado cabezales aplicadores de múltiples tiras de fibra, tales como los de las Patentes ES 200200524 y ES 200401853 del mismo solicitante que la presente invención, de forma que en cada pasada se aplican conjuntamente una serie de tiras de fibra de poca anchura, con el conjunto de las cuales se determina una franja ancha de aplicación, siendo la aportación de cada una de las tiras independiente de las demás.
Por otro lado, en los cabezales de aplicación de las tiras de fibra es conocido el uso de rodillos elásticos capaces de absorber pequeñas deformaciones de la superficie de aplicación; y también se conocen rodillos aplicadores segmentados, que permiten realizar presiones de compactación mayores sobre las tiras de fibra que se aplican.
Dichos sistemas resultan muy eficaces para superficies planas o de curvatura suave, así como sobre superficies de curvatura pronunciada convexa, ya que aunque todo el rodillo de trabajo no contacte con la superficie de aplicación, la parte central del mismo sí contacta, pudiendo trabajar con solo una fracción del ancho de banda. Sin embargo, sobre superficies de pronunciada concavidad no es posible el compactado dichos rodillos, debido a la imposibilidad deformación suficiente de los mismos .
Objeto de la invención
De acuerdo con la invención se propone un cabezal aplicador de múltiples tiras de fibra, con el cual se pueden compactar simultáneamente secciones de superficie de aplicación con diferencias de altura importantes, sin que el proceso de compactado se vea perjudicado, permitiendo realizar la aplicación de tiras de fibra tanto sobre superficies planas como sobre superficies curvas convexas o cóncavas con un amplio rango de curvaturas.
Este cabezal objeto de la invención comprende un conjunto dispuesto en montaje de desplazamiento en altura, a través del cual pasan una serie de tiras de fibra hasta una zona de aplicación, en donde va dispuesto un sistema compactador formado por múltiples rodillos parciales independientes de poca longitud dispuestos consecutivamente en sucesión axial, yendo cada uno de los rodillos sustentado mediante una sujeción que comprende un sistema de desplazamiento en altura actuado por un motor y un sistema flotante de compensación formado por un cilindro neumático.
Se tiene asi un cabezal con el que las tiras de fibra son presionadas individualmente en la zona de aplicación, por los rodillos parciales del sistema compactador, de manera que el conjunto puede ser aproximado a la superficie de aplicación mediante el desplazamiento vertical de todo el cabezal y mediante el sistema de desplazamiento en altura de la sustentación de cada rodillo se posicionan éstos individualmente sobre la zona en la que cada uno de ellos tiene que realizar la aplicación, para ejercer en dicha zona la presión de compactación de la tira de fibra correspondiente, mientras que durante la aplicación cada uno de los rodillos puede absorber, sin perjuicio de la compactación, las irregularidades de la superficie de aplicación, mediante el sistema flotante de compensación.
Los rodillos parciales del sistema compactador son de material elastómero con orificios longitudinales en el interior, con lo cual dichos rodillos resultan muy elásticos, favoreciendo con ello la uniformidad de la aplicación de las tiras de fibra que presionan.
Además, dichos rodillos parciales del sistema compactador van dispuestos en una distribución longitudinal al tresbolillo en dos filas paralelas, lo cual permite aplicar tiras de fibra de muy poca anchura de manera que resulten lateralmente tangentes entre ellas en la aplicación.
Por otro lado, en el recorrido de las tiras de fibra por el cabezal hacia la zona de aplicación, va dispuesto en relación con el paso de cada una de las tiras de fibra un rodillo motriz combinado con un regulador de tensión, comprendiendo el regulador de tensión un rodillo de paso de la tira de fibra correspondiente asociado a un desplazador lineal provisto con un sensor de posición.
De esta forma, cualquier variación de tensión de la tira de fibra es acusada por el regulador de tensión, el cual produce una señal que hace variar la velocidad del rodillo motriz para restablecer la tensión de la tira de fibra al valor establecido, consiguiéndose asi una perfecta uniformidad del suministro de las tiras de fibra que pasan por el cabezal para ser aplicadas, asi como un almacén de reserva para la regulación de la alimentación sin tirones ni sobrepicos de tensión, permitiendo suministrar las tiras de fibra desde grandes bobinas que pueden estar calculadas para la cantidad necesaria de las tiras de fibra en cada aplicación o que, en todo caso, hacen que sean mínimos los cambios de bobinas necesarios .
Por todo ello, el cabezal de la invención resulta de unas características muy ventajosas para la aplicación de tiras de fibra a la que está destinado, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de los cabezales conocidos que se vienen utilizando para la misma función.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra una perspectiva del cabezal objeto de la invención en posición abierta para el enhebrado de las tiras de fibra destinadas a ser aplicadas con el mismo.
La figura 2 es una vista frontal en sección del cabezal, observándose el recorrido de las tiras de fibra a través del mismo.
La figura 3 es un detalle ampliado en sección de la disposición de montaje de un rodillo parcial de la fila delantera del sistema compactador, con el sistema de desplazamiento en altura de dicho rodillo recogido en la posición de máxima elevación.
La figura 4 es un detalle ampliado en sección de la disposición de montaje de un rodillo parcial de la fila posterior del sistema compactador, con el sistema de desplazamiento en altura de dicho rodillo desplegado hacia abajo.
La figura 5 es una representación del cabezal en la posición inicial de preparación, separado respecto de la superficie de aplicación de las tiras de fibra.
La figura 6 es una representación del cabezal en la posición de aproximación a la superficie de aplicación de las tiras de fibra.
La figura 7 es una representación del cabezal en la posición de adaptación del sistema de compactación sobre la superficie de aplicación de las tiras de fibra .
La figura 8 es un detalle del sistema de control de tensión de una tira de fibra, con el desplazador lineal del regulador de tensión en la posición media.
La figura 9 es el mismo detalle anterior con el desplazador lineal en una posición extrema.
La figura 10 es el mismo detalle anterior con el desplazador lineal en la posición extrema opuesta.
La figura 11 muestra en perspectiva una máquina de aplicación de tiras de fibra, provista con el cabezal de la invención. La figura 12 es una vista lateral de la máquina de la figura anterior, por el lado en el que se hallan las bobinas suministradoras de las tiras de fibra.
Descripción detallada de la invención
El objeto de la invención se refiere a un cabezal destinado para la aplicación de tiras de fibra de vidrio, de fibra de carbono u otras semejantes, para la formación de piezas de material compuesto mediante encintado de capas superpuestas con las tiras de fibra, particularmente del tipo que aplica simultáneamente múltiples tiras de fibra de poca anchura, con las cuales se determina una franja ancha de aplicación en cada pasada del cabezal.
El cabezal preconizado consta de un conjunto estructural destinado para una instalación de montaje con movilidad de desplazamiento en altura, comprendiendo un bloque central (1), a través del cual se establece el paso de múltiples tiras de fibra (2) desde la parte superior hasta una zona de aplicación (3), yendo acoplados a dicho bloque central (1) unos bloques laterales (4), los cuales son susceptibles de bascular hacia el exterior para efectuar el enhebrado de las tiras de fibra (2) en el recorrido de paso de las mismas por el cabezal.
El recorrido de cada una de las tiras de fibra (2) por el cabezal, comprende el paso por un rodillo motriz (5) y por un regulador de tensión (6), asi como el paso por un sistema de corte rotativo (7), para concluir en la zona de aplicación (3), en donde un sistema compactador (8) presiona individualmente cada tira de fibra (2) sobre la superficie de aplicación. El sistema compactador (8) comprende una serie de rodillos parciales (9) situados independientemente en correspondencia axial, por cada uno de los cuales pasa una tira de fibra (2) para ser presionada individualmente sobre la superficie de aplicación. Con el fin de poder aplicar tiras de fibra (2) de muy poca anchura que queden lateralmente tangentes entre si en la aplicación, dichos rodillos parciales (9) del sistema compactador (8) se disponen al tresbolillo en dos filas paralelas, suministrándose las tiras de fibra (2) hasta esas dos filas de rodillos parciales (9) por dos zonas de recorrido diferentes a través del cabezal, como se observa en la figura 2.
En la disposición de montaje en el cabezal cada rodillo parcial (9) del sistema compactador (8) va incorporado en un soporte (10) susceptible de movimiento en altura y que va unido a un cilindro neumático (11) que a su vez va acoplado, por medio de una tuerca (12), respecto de un husillo vertical (13) que es actuado por un motor (14) de accionamiento giratorio, como se observa en las figuras 3 y 4.
El cilindro neumático (11) se dispone conectado a un sistema neumático, el cual es regulado por un control automático para mantener el pistón de dicho cilindro neumático (11) en la posición media del recorrido longitudinal, disponiendo de un sensor de posición (15) que detecta las desviaciones del pistón respecto de dicha posición media y activa el sistema neumático para restablecer dicha' posición media.
Con ello asi, los rodillos parciales (9) del sistema compactador (8) disponen de tres movimientos verticales para realizar la aplicación de las tiras de fibra (2) sobre las superficie de aplicación, de manera que, partiendo de una posición de preparación con el cabezal separado respecto de una superficie de trabajo (16), como se observa en la figura 5, mediante el desplazamiento del conjunto del cabezal se hace una aproximación a la superficie de trabajo (16), de modo que el sistema compactador (8) quede posicionado enfrente de dicha superficie de trabajo (16) de manera correspondiente con ella, como se observa en la figura 6, y entonces, mediante el desplazamiento vertical individual de cada uno de los rodillos parciales (9) se adapta el sistema compactador (8) sobre la superficie de trabajo (16), según la configuración de la misma, como se observa en la figura 7.
De este modo, el cabezal puede ser utilizado con total efectividad para la aplicación de tiras de fibra (2), incluso sobre superficies de trabajo (16) pronunciadamente cóncavas, ya que el posicionamiento individual e independiente de cada uno de los rodillos parciales (9) permite la adaptación del conjunto del sistema compactador (8) de manera muy variable a formas planas o curvas de cualquier tipo.
En la aplicación de las tiras de fibra (2), el cilindro neumático (11) de la sustentación de cada rodillo parcial (9), hace además una función de colchón compensador, permitiendo absorber las irregularidades que pueda presentar la superficie de trabajo (16), para salvar dichas irregularidades sin que se produzcan incidencias bruscas que puedan alterar la uniformidad de la aplicación de las tiras de fibra (2) .
Los rodillos parciales (9) se hallan previstos de material elastómero y con orificios longitudinales en su interior, como se observa en las figuras 3 y 4, con lo cual dichos rodillos parciales (9) resultan muy elásticos, favoreciendo con ello también la uniformidad de la aplicación de las tiras de fibra (2) sobre la superficie de trabajo (16) en la que se realiza la aplicación .
El regulador de tensión (6) consta de un desplazador lineal (17), que puede ser de cualquier tipo, en el cual va incorporado un rodillo (18) por el que pasa la tira de fibra (2) correspondiente, disponiendo el desplazador lineal (17) de un sensor de posición (19) que detecta los desplazamientos de dicho desplazador lineal (17), en un sentido u otro, respecto de una posición media.
Con ello, tarando el regulador de tensión (6) para una tensión determinada de las tiras de fibra (2), de manera que dicha tensión se corresponda con la posición media del desplazador lineal (17), cuando en el suministro al proceso de aplicación la tira de fibra (2) correspondiente sufre una alteración de la tensión, dicha alteración es detectada por el regulador de tensión (6), el cual genera una señal que hace variar la velocidad de giro del rodillo motriz (5) respectivo, para aumentar o disminuir la velocidad de suministro de la tira de fibra (2), con el fin de restablecer la tensión da la misma al valor establecido.
De este modo se obtiene una regulación que permite suministrar de una manera totalmente uniforme las tiras de fibra (2) al proceso de aplicación, evitando tirones y picos de tensión que son perjudiciales para obtener una compactación adecuada sobre la superficie de trabajo (16), determinando el desplazador lineal (17) un almacén que permite absorber las variaciones puntuales del suministro de la tira de fibra (2) durante las regulaciones del sistema compactador (8), cortes de la tira de fibra (2), etc.
Con todo ello, el cabezal preconizado puede utilizarse en una máquina (20) de aplicación de tiras de fibra (2) sobre superficies de trabajo (16) de cualquier tipo, como representa la figura 11, suministrándose las tiras de fibra (2) a aplicar, desde un conjunto de bobinas (21) de alimentación, como se observa en la figura 12, pasando las tiras de fibra (2) a la salida de las correspondientes bobinas (21) por unos respectivos balancines (22) que regulan la tensión .
De esta forma se pueden utilizar bobinas (21) de gran volumen, sin que ello afecte a la alimentación de las tiras de fibra (2) para conseguir una aplicación uniforme de las mismas, pudiendo estar calculadas las bobinas (2) con el contenido necesario de las tiras de fibra (2) para todo el proceso de formación de las piezas a fabricar en cada caso, de manera que no se tengan que realizar cambios de bobinas (21) durante dicho proceso de formación de las piezas a fabricar, y cuando ello no es posible por el volumen de material necesario, que sea mínimo en número de cambios necesarios de las bobinas (21) de alimentación.

Claims

REIVINDICACIONES
1. - Cabezal aplicador de tiras de fibra, formado por un conjunto estructural destinado para incorporarse en montaje de desplazamiento en altura, determinando un recorrido de paso de múltiples tiras de fibra (2) desde la parte superior hasta una zona de aplicación (3) inferior en donde las tiras de fibra (2) son presionadas individualmente contra la superficie de aplicación por un sistema compactador (8), caracterizado en que en el recorrido hacia la zona de aplicación (3) las tiras de fibra (2) pasan independientemente por un rodillo motriz (5) y por un regulador de tensión (6) que controla la velocidad de giro del rodillo motriz (5), mientras que el sistema compactador (8) consta de una serie de rodillos parciales (9) independientes los cuales presionan individualmente a las tiras de fibra (2) sobre la superficie de aplicación, yendo dispuesto cada uno de dicho rodillos parciales (9) con una sujeción que comprende un sistema de desplazamiento en altura y un sistema flotante.
2. - Cabezal aplicador de tiras de fibra, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado en que el sistema de desplazamiento en altura de cada rodillo parcial (9) del sistema compactador (8) consta de un husillo vertical (13) que es actuado por un motor (14) y que pasa a través de una tuerca (12) unida al conjunto de sujeción del rodillo parcial (9).
3. - Cabezal aplicador de tiras de fibra, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado en que el sistema flotante de cada rodillo parcial (9) del sistema compactador (8) consta de un cilindro neumático (11) que va conectado a un sistema neumático regulado por un control automático para mantener el pistón de dicho cilindro neumático (11) en una posición media del recorrido longitudinal, disponiendo de un sensor de posición (15) que activa el sistema neumático para restablecer dicha posición cuando se produce una desviación de la misma.
4. - Cabezal aplicador de tiras de fibra, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado en que el regulador de tensión (6) de cada tira de fibra
(2) consta de un desplazador lineal (17) que incorpora un rodillo (18) por el que pasa la tira de fibra (2) correspondiente, disponiendo dicho desplazador lineal
(17) de un sensor de posición (19) que detecta las variaciones de posición del mismo respecto de una posición media, para hacer variar la velocidad del rodillo motriz (5), en función de la variación detectada, con el fin de mantener la tensión de la tira de fibra (2) correspondiente en un valor establecido.
5. - Cabezal aplicador de tiras de fibra, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado en que los rodillos parciales (9) del sistema compactador
(8) van dispuestos al tresbolillo en dos lineas paralelas, permitiendo la aplicación de tiras de fibra
(2) de muy poca anchura que queden lateralmente tangentes entre si.
6. - Cabezal aplicador de tiras de fibra, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado en que los rodillos parciales (9) del sistema compactador (8) son de material elastómero y poseen orificios longitudinales en el interior.
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CN201180034788.2A CN103180126B (zh) 2010-07-14 2011-06-02 施加纤维条带的铺放头
JP2013519118A JP5785259B2 (ja) 2010-07-14 2011-06-02 繊維ストリップを貼り付けるためのヘッド
KR1020137001499A KR101856113B1 (ko) 2010-07-14 2011-06-02 섬유 스트립을 도포하기 위한 도포 헤드
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8741084B2 (en) * 2012-10-05 2014-06-03 The Boeing Company Method of composite tape lamination over convex radii
CN103737945B (zh) * 2014-01-20 2016-06-15 中国科学院自动化研究所 一种铺放压力恒定且曲面自适应的柔性铺压辊装置
GB2533567A (en) * 2014-12-19 2016-06-29 Airbus Operations Ltd Method of forming laminar composite charge
US10000357B2 (en) * 2015-10-13 2018-06-19 Fives Machining Systems, Inc. Passive tensioning system for composite material payout control
GB201518284D0 (en) * 2015-10-15 2015-12-02 Composite Technology & Applic Ltd A method of generating a movement profile for a layup procedure
KR101926733B1 (ko) * 2017-08-31 2019-03-07 고대운 탄소섬유 공급설비용 탄소섬유 피딩장치
US11161300B2 (en) * 2018-04-11 2021-11-02 Continuous Composites Inc. System and print head for additive manufacturing system
FR3080564B1 (fr) 2018-04-25 2020-04-24 Coriolis Group Tete d'application de fibres comprenant des moyens de chauffage associes a des modules fonctionnels
FR3080565B1 (fr) 2018-04-25 2020-04-24 Coriolis Group Tete d'application de fibres comprenant plusieurs modules fonctionnels mobiles en translation pour la realisation d'operations de maintenance
FR3080562B1 (fr) 2018-04-25 2020-04-24 Coriolis Group Tete d'application de fibres comprenant des verins de compactage associes a des modules fonctionnels
FR3080563B1 (fr) 2018-04-25 2021-10-15 Coriolis Group Tete d'application de fibres comprenant plusieurs rouleaux de compactage
CN108621443A (zh) * 2018-04-27 2018-10-09 武汉大学 一种基于复合材料铺带头的输带装置
KR102150995B1 (ko) * 2018-10-31 2020-09-02 금호타이어 주식회사 타이어에 전도성 에어벤트사를 적용하는 타이어 제조 성형기
JP7478758B2 (ja) 2019-06-14 2024-05-07 フィブ・マシニング・システムズ，インコーポレーテッド モジュール式繊維配置ヘッド
US11254072B2 (en) * 2019-12-18 2022-02-22 Fives Machining Systems, Inc. Fiber tow wrap resistant fiber placement head
US11498324B2 (en) 2020-02-06 2022-11-15 Fives Machining Systems, Inc. Tape lamination machine cutting assembly
US11260640B2 (en) 2020-02-06 2022-03-01 Fives Machining Systems, Inc. Tape lamination machine scrap collection assembly
WO2021158260A1 (en) 2020-02-06 2021-08-12 Fives Machining Systems, Inc. Tape lamination head with tape tension control system
JP7437250B2 (ja) 2020-07-07 2024-02-22 津田駒工業株式会社 自動繊維束配置装置
FR3135009B1 (fr) * 2022-05-02 2024-04-12 Coriolis Group Machine d’application de fibres avec tête d’application équipée d’un système limiteur de tension
GB2622647A (en) * 2022-09-20 2024-03-27 Icomat Ltd A tape laying head

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4696707A (en) 1987-08-18 1987-09-29 The Ingersoll Milling Machine Company Composite tape placement apparatus with natural path generation means
EP0333010A1 (en) 1988-03-15 1989-09-20 Cincinnati Milacron Inc. Tape laying apparatus and control mechanism therefor
US20090140451A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Spirit Aerosystems, Inc. Material placement method and apparatus
WO2010055063A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-20 Lm Glasfiber A/S A method of laying a layer of fibre material and the related apparatus

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4750965A (en) * 1986-03-28 1988-06-14 The Ingersoll Milling Machine Company Adaptive control for tape laying head having natural path generation
JPH0639133B2 (ja) * 1990-06-27 1994-05-25 川崎重工業株式会社 ロービング材自動積層装置
US6491773B1 (en) * 2000-01-24 2002-12-10 Alliant Techsystems Inc. Position-controlled tensioner system
ES2212878B1 (es) * 2002-03-05 2005-07-16 Manuel Torres Martinez Cabezal multiaplicador de tiras de fibra.
US7249943B2 (en) * 2003-08-01 2007-07-31 Alliant Techsystems Inc. Apparatus for forming composite stiffeners and reinforcing structures
US7836931B2 (en) * 2004-06-22 2010-11-23 Slyne William J Tape laying apparatus and method
ES2246713B1 (es) 2004-07-27 2006-12-01 Manuel Torres Martinez "mejoras en un cabezal multiaplicador de tiras de fibra".
US8042594B2 (en) * 2006-06-28 2011-10-25 Alliant Techsystems Inc. Compaction device for fiber placement using interdependent segment travel
JP5098435B2 (ja) * 2007-05-21 2012-12-12 株式会社豊田自動織機 繊維束配列装置
US7922856B2 (en) * 2008-01-02 2011-04-12 The Boeing Company Graphite tape supply and backing paper take-up apparatus
US20090301648A1 (en) * 2008-06-05 2009-12-10 Merrill Wilson Hogg Tight constellation composite tape-laying machine
CN102216059A (zh) * 2008-11-12 2011-10-12 Lm玻璃纤维制品有限公司 监督和控制用于风力发电设备的部件的制造的方法及系统
DE102009014488A1 (de) * 2009-03-23 2010-09-30 Airbus Deutschland Gmbh Andruckvorrichtung und Andruck- und Ablegesystem zum Ablegen von einem Faserband auf eine doppelt gekrümmte Fläche
DE102010013711A1 (de) * 2010-04-02 2011-10-06 Airbus Operations Gmbh Andruckrolleneinheit zum Ablegen vorimprägnierter Faserbänder auf einer Oberfläche sowie Ablegeeinrichtung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4696707A (en) 1987-08-18 1987-09-29 The Ingersoll Milling Machine Company Composite tape placement apparatus with natural path generation means
EP0333010A1 (en) 1988-03-15 1989-09-20 Cincinnati Milacron Inc. Tape laying apparatus and control mechanism therefor
US20090140451A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Spirit Aerosystems, Inc. Material placement method and apparatus
WO2010055063A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-20 Lm Glasfiber A/S A method of laying a layer of fibre material and the related apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2594389A4

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Publication number Publication date
EP2594389A1 (en) 2013-05-22
ES2784759T3 (es) 2020-09-30
ES2372843B1 (es) 2012-09-17
KR101856113B1 (ko) 2018-05-09
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CN103180126A (zh) 2013-06-26
JP5785259B2 (ja) 2015-09-24
US20130111725A1 (en) 2013-05-09
JP2013540060A (ja) 2013-10-31
CN103180126B (zh) 2015-06-03
EP2594389B1 (en) 2020-01-15
KR20130141424A (ko) 2013-12-26
ES2372843A1 (es) 2012-01-27
US9109312B2 (en) 2015-08-18

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