專利名稱：用于編織加強(qiáng)纖維的機(jī)器的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含承載加強(qiáng)纖維卷軸的環(huán)的編織機(jī)器的操作方法，以圍繞多次移動(dòng)穿過環(huán)的同一心軸或圍繞相繼地移動(dòng)穿過環(huán)的多個(gè)心軸連續(xù)地編織多層加強(qiáng)纖維。
背景技術(shù)：
編織機(jī)器能夠通過圍繞心軸并在其整個(gè)長(zhǎng)度上編織彼此疊置的一層或多層加強(qiáng)纖維而制造復(fù)合材料部件。一旦已經(jīng)形成各層，則將由心軸和其承載的各層構(gòu)成的組件放置在模具內(nèi)以向這些層注入樹脂。該樹脂然后通過例如加熱聚合，以構(gòu)成最初的剛性部件。在圖I中表示的這種編織機(jī)器I主要包括位于垂向平面內(nèi)的環(huán)2，該環(huán)的旋轉(zhuǎn)軸線 AX因此是水平的。該環(huán)2承載一組加強(qiáng)纖維卷軸3，該組加強(qiáng)纖維卷軸3朝向位于軸線AX上且在環(huán)平面前方的點(diǎn)或區(qū)域會(huì)聚。這些纖維因此共同限定大致圓錐形狀。當(dāng)編織循環(huán)開始時(shí)，心軸4沿軸線AX移動(dòng)以穿過環(huán)2超過纖維的會(huì)聚點(diǎn)。同時(shí)，通過機(jī)動(dòng)化支承件承載在環(huán)2上的卷軸被致動(dòng)以制成在該心軸4的外表面上的加強(qiáng)纖維套件。該套件一旦完全穿過環(huán)、即一旦超出本身相對(duì)于環(huán)偏移的纖維會(huì)聚點(diǎn)定位，就覆蓋在心軸的整個(gè)長(zhǎng)度上。然后將該層加強(qiáng)纖維在心軸下游切斷，并卸下心軸，并然后將心軸再放置在環(huán)后面，從而再次穿過環(huán)以形成徑向疊置在第一層上的第二層加強(qiáng)纖維。實(shí)踐中，心軸的下游端剛性地固定至后部桿且其上游端剛性地固定至前部桿，心軸通過前部桿被牽拉穿過環(huán)。心軸為此可在其每端包括螺紋孔，每個(gè)桿則具有擰入該螺紋孔的相應(yīng)螺紋端。操作時(shí)，編織纖維層圍繞前部桿，并在沿軸線AX由該桿向前拉心軸時(shí)圍繞該心軸形成。當(dāng)該層已經(jīng)完全形成時(shí)，繩索在心軸下游穿過編織件，且該繩索平行于軸線AX張緊以將纖維的會(huì)聚點(diǎn)保持在環(huán)前方并大致在軸線AX上。然后可在心軸與繩索穿過其的區(qū)域之間切斷加強(qiáng)纖維編織件。在該步驟后，前部桿從心軸的前端擰下，且心軸從后部桿的前端擰下并與其所承載的加強(qiáng)纖維層一起拉出。然后心軸與纖維層再次安裝在環(huán)后面。然后桿的穿過環(huán)的后端擰到心軸的前端內(nèi)，且在先前步驟中作為后部桿的該桿則變成前部桿。將另一桿擰到心軸的后端。此外，固定到心軸的這些桿通過沿軸線AX彼此間隔開的多個(gè)軸承在軸線AX上保持在位。實(shí)踐中，當(dāng)心軸移走和再插入期間纖維的會(huì)聚點(diǎn)由繩索保持時(shí)，該會(huì)聚點(diǎn)的位置不能很好地控制以確保其保持對(duì)中在軸線AX，于是該會(huì)聚點(diǎn)相對(duì)于軸線AX徑向偏移。因而，當(dāng)心軸再次安裝在機(jī)器上且其前端支承抵靠纖維的會(huì)聚區(qū)域，該會(huì)聚區(qū)域的徑向偏移致使在心軸的端部位置處的加強(qiáng)纖維解體。所形成的毛坯件的機(jī)械強(qiáng)度因此在該端部位置處顯著地惡化。
一種阻止該問題的方法在于操作編織機(jī)器從而在重新安裝心軸過程之前重新對(duì)中碳纖維的會(huì)聚區(qū)域。但是，該方案在制造時(shí)間方面費(fèi)時(shí)且增加了編織每層所需的加強(qiáng)纖維的長(zhǎng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出彌補(bǔ)該缺點(diǎn)的一種方案。為此，本發(fā)明包括一種編織機(jī)器的操作方法，該編織機(jī)器包括環(huán)，該環(huán)承載加強(qiáng)纖維卷軸以圍繞多次移動(dòng)穿過所述環(huán)的同一心軸或圍繞相繼移動(dòng)穿過環(huán)的多個(gè)心軸連續(xù)地編織多層加強(qiáng)纖維層，每個(gè)心軸由沿所述環(huán)的軸線能移動(dòng)穿過環(huán)的支承承載，在該方法中，在將所述心軸穿過所述環(huán)后，在該心軸的下游切斷加強(qiáng)纖維以能夠?qū)⑿妮S移走，其特征在于
-由支承承載并緊固到心軸的轂被安裝到心軸的下游；-在將心軸穿過環(huán)后，通過圍繞這些加強(qiáng)纖維的扎帶圍繞轂拉緊加強(qiáng)纖維；以及-在移走心軸之前在心軸與轂之間切斷加強(qiáng)纖維。通過該方案，在移走心軸的過程中，纖維可被完美地保持對(duì)中在環(huán)的軸線上。由于在安裝新的心軸之前不再需要致動(dòng)編織機(jī)器以重新對(duì)中編織，因此可降低制造成本。本發(fā)明還涉及如上所定義的方法，其中，使用包括形成壓印的至少一個(gè)周向溝槽的轂，在該壓印中容納用于附連加強(qiáng)纖維的扎帶。本發(fā)明還涉及如上所定義的方法，其中，使用具有至少局部圓錐形的形狀的轂。本發(fā)明還涉及如上所定義的方法，其中，使用具有雙圓錐形形狀的轂。本發(fā)明還涉及如上所定義的方法，其中，轂具有對(duì)應(yīng)于安裝在該轂上游的心軸的截面和安裝在該轂下游的心軸的截面的不同截面的端部。本發(fā)明還涉及如上所定義的方法，其中，心軸和轂的支承由沿軸線延伸并由位于環(huán)的任一側(cè)上的至少兩個(gè)軸承承載的一個(gè)或多個(gè)桿形成。


圖I是示出通過編織機(jī)器圍繞心軸編織碳纖維層的立體圖。圖2是本發(fā)明的方法的轂的立體圖。圖3示意性示出本發(fā)明的方法的步驟，其中，圍繞轂組裝和拉緊加強(qiáng)纖維。圖4示出圍繞心軸制作第一層加強(qiáng)纖維的步驟。圖5示出該方法的步驟，其中圍繞安裝在心軸下游的轂拉緊纖維并在心軸的上游和下游切斷已編制的纖維。圖6示出本發(fā)明的方法的對(duì)應(yīng)于移走其上攜帶已編制層的心軸的步驟。圖7是示出心軸和轂的側(cè)剖視圖。圖8是示出與心軸關(guān)聯(lián)的另一心軸和另一轂的側(cè)剖視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的基本想法是在心軸上游在軸線AX上安裝轂并使用該轂來在移走心軸時(shí)保持加強(qiáng)纖維的會(huì)聚區(qū)域?qū)χ性谳S線AX上。具體來說，一旦纖維層已在心軸的整個(gè)長(zhǎng)度上編織，圍繞纖維放置并拉緊扎帶或軸環(huán)以抵抗轂夾持纖維，以將這些纖維的會(huì)聚區(qū)域保持對(duì)中在軸線AX上。在圖2中單獨(dú)示出的轂5具有圍繞軸線AX旋轉(zhuǎn)的總體形狀。這里，其外表面為大致圓錐形并包括沿軸線AX彼此間隔開的兩個(gè)周向溝槽8和9。每個(gè)溝槽8、9構(gòu)成外殼，該外殼設(shè)計(jì)成接納圍繞轂緊密安裝的扎帶，其中，纖維圍繞該轂，從而當(dāng)該扎帶已經(jīng)足夠拉緊以將纖維的會(huì)聚區(qū)域保持在位時(shí)，該扎帶不能沿外表
面滑動(dòng)。實(shí)踐中，且可從圖3中看到的，加強(qiáng)纖維3以圓錐形狀相連地延伸，加強(qiáng)纖維的位 于軸線AX上的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)于其會(huì)聚區(qū)域。當(dāng)轂5位于沿軸線AX的該區(qū)域位置處，其由加強(qiáng)纖維圍繞，加強(qiáng)纖維然后支承在轂的外表面上。該情形中，通過夾持在這些纖維上，圍繞這些纖維的與轂5上的溝槽8或9之一相一致的扎帶或軸環(huán)11使得能夠?qū)⑦@些加強(qiáng)纖維保持在位，從而其會(huì)聚區(qū)域保持在軸線AX上而無徑向偏移。圖3更具體地示出在編織操作的開始時(shí)的編織安裝I。該安裝包括承載一系列加強(qiáng)纖維3卷軸的環(huán)2、承載心軸13的支承12和及形成沿軸線AX延伸的組件的第一轂5和
第二轂6。第一轂5位于心軸13的前端之后，即在心軸的最遠(yuǎn)離環(huán)2的端部處，朝向圖中的右側(cè)。第二轂6部分地位于與心軸13的后端相一致。加強(qiáng)纖維3都被扎帶11圍繞轂5夾持而心軸13位于由加強(qiáng)纖維3形成的圓錐表面限定的內(nèi)空間中，以圍繞該心軸并在心軸的整個(gè)長(zhǎng)度上編織加強(qiáng)纖維的套件(sock)。支承12可以由四個(gè)桿12a、12b、12c、12d構(gòu)成。該情形中，每個(gè)桿兩端都有螺紋且心軸13的每端及轂5和6的每端包括螺紋孔，桿的端部可擰入這些螺紋孔中。桿與心軸13和轂5與6的裝配包括將桿12a的一端擰入轂5的前端，將桿12b的前端擰入轂5的后端，以及將桿12b的后端擰入心軸13的前端。以類似的方式，將桿12c的如端抒入心軸13的后端，將桿12c的后端抒入戚6的如端，以及最后，將桿12b的如端抒入轂13的后端。由心軸13、兩個(gè)轂5和6以及桿12a_12c構(gòu)成的組件構(gòu)成剛性整體，該剛性整體一方面通過在后部的第一軸承(未示出)、即位于環(huán)2的后部(即位于圖中環(huán)的左側(cè))的第一軸承，而另一方面通過桿12a的前端緊固到其上的牽引裝置(未示出)而保持就位在軸線AX上。該軸承包括固定框架(可選地是可移動(dòng)的框架)，固定框架包括在其上部的、適于接納桿以將桿保持就位在軸線AX上并至少在轉(zhuǎn)動(dòng)和可能地在平動(dòng)上使桿固定不動(dòng)的構(gòu)件。牽引裝置類似地包括接納桿并將桿保持就位在軸線AX上的構(gòu)件，以及平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)鎖定構(gòu)件以沿軸線AX拖拉該桿。通過致動(dòng)牽引裝置(未示出)而向前移動(dòng)(即朝向圖3中的右側(cè))由支承12、心軸13以及轂5和6構(gòu)成的剛性組件來開始編織操作。然后隨著心軸的移動(dòng)，圍繞與纖維的會(huì)聚點(diǎn)相一致的心軸編織套件，如圖4中所示意性示出的，其中，已經(jīng)編織了約半個(gè)套件，加強(qiáng)纖維的會(huì)聚點(diǎn)然后位于沿心軸的大致半程處。
雖然該移動(dòng)繼續(xù)，在心軸13的整個(gè)長(zhǎng)度上形成加強(qiáng)纖維層，直到第二轂6與纖維的會(huì)聚區(qū)域相一致，這對(duì)應(yīng)于圖5的情形。然后停止安裝，并圍繞第二心軸6穿過扎帶或軸環(huán)14以在加強(qiáng)纖維的會(huì)聚區(qū)域位置處將加強(qiáng)纖維保持在位。一旦已經(jīng)實(shí)現(xiàn)該操作，加強(qiáng)纖維的編織層16 —方面在心軸13的前端與第一轂5之間切斷而另一方面在心軸13的后端與第二轂6之間切斷。通過剪刀或類似類型的切割工件進(jìn)行這些切斷。當(dāng)在心軸13的上游和下游已經(jīng)切斷加強(qiáng)纖維層時(shí)，移走心軸。具體來說，第二或后軸承有利地臨時(shí)安裝到環(huán)2的后部，補(bǔ)充第一后軸承并與第一后軸承沿軸線AX間隔開以將桿12d完全保持就位在軸線AX上。桿12d是承載第二轂6的桿，其通過兩個(gè)后軸承的保持就足以將纖維3的會(huì)聚區(qū)域保持就位在軸線AX上而無徑向偏移。在該階段，桿12a從未示出的牽引裝置分開，從而由桿12c、具有其所承載的層的 心軸13、以及桿12b和12a所形成的組件可通過擰開桿12c的擰入第二轂6的前端的后端而從第二轂6松開。桿12a然后可通過將其從第一轂5的前端擰開而拆卸。此后，該桿12a —方面擰入第二轂6的前端而另一方面再次聯(lián)接到未示出的牽引裝置。以互補(bǔ)的方式，有利地臨時(shí)安裝一個(gè)或兩個(gè)附加的前軸承以使該桿12a保持與軸線AX同軸。在該階段，桿12d通過將其從第二轂6的后端擰開而拆卸，該第二轂6然后由前轂12a保持，前轂12a本身由牽引裝置和臨時(shí)地安裝的前軸承進(jìn)行承載。第一轂5然后從桿12b的前端擰開并然后擰入桿12c的后端。由第一轂5、桿12c、心軸13和轂12b接連著形成的組件然后通過將桿12b的前端擰入第二轂6的后端并然后將桿12d的前端擰入第一轂5的后端進(jìn)行安裝。在該階段，安裝的部署再次相應(yīng)于圖3中的部署，除了第一轂5和第二轂6的位置相對(duì)于其在圖3中所占據(jù)的位置相反之外。然后，在移走已經(jīng)臨時(shí)安裝的前軸承和后軸承之后，如果需要，可開始在疊置在第一層上的新加強(qiáng)纖維層的編織。然后將不同的層編織到心軸上直到達(dá)到預(yù)定的厚度。在圖中所示的示例中，轂5和6與心軸13分開相對(duì)大的距離，但該距離可有利地更小，使得能夠降低每層所需的加強(qiáng)纖維的長(zhǎng)度并因此降低制造成本。相應(yīng)地，如圖7所示，每個(gè)轂離心軸的距離可減小到最小值d，該最小值d基本上對(duì)應(yīng)于刀具切斷加強(qiáng)纖維層所需的最小空間。在圖中所示的示例中，轂5包括用于將加強(qiáng)纖維夾持在兩個(gè)相應(yīng)扎帶或軸環(huán)中的兩個(gè)溝槽，但是僅包括一個(gè)溝槽的方案也是令人滿意的，溝槽和軸環(huán)或扎帶的數(shù)量的選擇基本上以制造條件為條件。同樣地，轂5的外部形狀也根據(jù)制造條件進(jìn)行選擇。在圖8的示例中，轂18布置在相繼地安裝在支承上的具有不同直徑的兩個(gè)連續(xù)的心軸13和17之間。在這些條件下，轂18具有雙圓錐形狀并且特征在于其最靠近心軸13的端部19處的截面對(duì)應(yīng)于心軸13的截面以及其最靠近心軸17的端部21處的截面對(duì)應(yīng)于心軸17的截面。轂18的外表面連接兩個(gè)截面的輪廓，同時(shí)在其中心區(qū)域中限定構(gòu)成溝槽的收縮部23，該溝槽設(shè)計(jì)成接納用于附連編織層22的加強(qiáng)纖維的扎帶。端部19的直徑有利地顯著地小于心軸13的直徑，而相反地，端部21的直徑有利地顯著大于心軸17的直徑，從而展開編織以便于在兩次編織操作之間安裝該心軸17。該轂使得能夠確保第一心軸13與第二心軸17之間的編織層22的連續(xù)性，從而纖維的定向不被從一個(gè)心軸到另一個(gè)心軸的過渡所干擾。如圖7中的示例，轂18與每個(gè)心軸13和17分開距離d，該距離d對(duì)應(yīng)于用于切斷加強(qiáng)纖維層的刀具的最小空間。此外，應(yīng)注意的是，在圖7的示例中，轂具有不對(duì)稱雙圓錐形狀。但是，對(duì)于某些制造情況，具有相對(duì)于其中心對(duì)稱的雙圓錐形狀的轂也是合適的，特別是圍繞具有相同直徑的不同心軸編織加強(qiáng)纖維層時(shí)。
在圖中所示的各種示例中，心軸具有簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)形狀，轂也一樣，但本發(fā)明也可應(yīng)用到心軸或多個(gè)心軸具有任何其它截面，例如矩形截面的情形中，在該情形中，所使用的轂或多個(gè)轂也具有相對(duì)應(yīng)于心軸的其它截面。如果心軸和轂具有非旋轉(zhuǎn)體形狀的形狀，有利的是確保在加強(qiáng)纖維層的形成過程中這些構(gòu)件不能夠圍繞軸線AX轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，對(duì)于每個(gè)支承桿和每個(gè)心軸或轂之間的連接可包括穿過所涉及的構(gòu)件的端部和桿的橫向鍵，以防止每個(gè)構(gòu)件相對(duì)于桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種編織機(jī)器(I)的操作方法，所述編織機(jī)器(I)包括環(huán)(2)，所述環(huán)(2)承載加強(qiáng)纖維(3)卷軸以圍繞多次移動(dòng)穿過所述環(huán)(2)的單個(gè)心軸(13，17)或圍繞相繼移動(dòng)穿過所述環(huán)(2)的多個(gè)心軸(13，17)連續(xù)地編織多層加強(qiáng)纖維(3)層(16 ;22)，每個(gè)心軸(13，17)由沿所述環(huán)(2)的軸線(AX)能移動(dòng)穿過環(huán)(2)的支承(12)承載，在該方法中，在將所述心軸(13，17)穿過所述環(huán)(2)后，在該心軸(13，17)的下游切斷加強(qiáng)纖維(3)以能夠?qū)⑿妮S(13、17)移走，其特征在于 -由支承(12)承載并緊固到心軸(13，17)的轂(5，6 ;18)被安裝到心軸(13，17)的下游； -在將心軸(13，17)穿過環(huán)(2)后，通過圍繞這些加強(qiáng)纖維(3)的扎帶(11，14)圍繞轂(5，6;18)拉緊加強(qiáng)纖維(3);以及 -在移走心軸(13，17)之前在心軸(13，17)與轂(5，6 ;18)之間切斷加強(qiáng)纖維(3)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，使用轂(5，6;17)，所述轂包括形成壓印的至少一個(gè)周向溝槽(8，9 ;23)，在所述壓印中容納用于附連加強(qiáng)纖維(3)的扎帶(11，14)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，使用轂(5，6)，所述轂(5，6)具有至少局部圓錐形的形狀。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用具有雙圓錐形形狀的轂(18)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述轂(18)具有對(duì)應(yīng)于安裝在該轂(18)上游的心軸(17)的截面和安裝在該轂(18)下游的心軸(13)的截面的不同截面的端部。
6.如權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，心軸(13，17)和轂(5，6；18)的支承(12)由沿軸線(AX)延伸并由位于環(huán)(2)的任一側(cè)上的至少兩個(gè)軸承承載的一個(gè)或多個(gè)桿(12a、12b、12c、12d)形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于操作編織機(jī)器(1)的方法，該編織機(jī)器(1)包括環(huán)(2)，環(huán)(2)承載纖維卷軸(3)以圍繞由承載件(12)承載的心軸(13，17)編織纖維(3)層(16，22)，承載件(12)沿環(huán)(2)的軸線(AX)能移動(dòng)，其中，在編織后，切斷纖維(3)以抽出心軸(13、17)，且該方法包括被安裝到心軸(13，17)的下游的同時(shí)由承載件(12)承載并固定到心軸(13，17)的轂(5，6；18)；在心軸(13，17)已經(jīng)穿過環(huán)(2)后，通過圍繞所述纖維(3)的連桿(11，14)圍繞轂(5，6；IS)拉緊纖維(3)的操作；以及其中，在抽出心軸(13，17)之前在心軸(13，17)與轂(5，6；18)之間切斷纖維(3)。
文檔編號(hào)D04C3/48GK102762787SQ201180009806
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月18日
發(fā)明者J-P·馬太, R·布蒂爾, R·梅森, V·布拉斯佩雷拉 申請(qǐng)人:梅西耶-布加蒂-道提公司