用于切割纏繞機械的浸漬心軸上所纏繞的纖維織物層的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于切割在纏繞機械的浸漬心軸上所纏繞的纖維織物層的設(shè)備，包括兩個定位擋塊（102），每個設(shè)計為被定位在浸漬心軸的側(cè)板（26）上；和形成切割夾具的板（108），其設(shè)計為被定位在與保護膜水平的待要被切割的纖維織物層（180）上，所述板提供有在浸漬心軸的側(cè)板之間的適當位置中延伸和設(shè)計用于切割工具（200）導(dǎo)向的狹槽（110）。
【專利說明】用于切割纏繞機械的浸漬心軸上所纏繞的纖維織物層的設(shè)備
[0001]發(fā)明背景
[0002]本發(fā)明涉及制造由復(fù)合材料所制造的燃氣渦輪機殼體，并且更特別地制造用于航空發(fā)動機燃氣渦輪機的風(fēng)扇保持殼體的通常領(lǐng)域。
[0003]在燃氣渦輪機航空發(fā)動機中，風(fēng)扇殼體執(zhí)行幾個功能:它限定用于允許空氣進入發(fā)動機的進口通道，它支撐與風(fēng)扇葉片的頂端對準的耐磨材料，它可選地支撐用于吸收聲波的結(jié)構(gòu)，以在發(fā)動機的進口處提供聲學(xué)處理，并且它包括或支撐保持護罩。該護罩構(gòu)成了用于保持碎片，諸如已經(jīng)被吸入的物品或通過離心向外拋出的損壞的葉片的片段的捕集器，目的是防止它們穿過殼體和撞擊航空器的其它部分。
[0004]通常的實踐是將風(fēng)扇保持殼體制成相對薄的壁，該壁限定進氣口通道和支撐耐磨材料，后者對準風(fēng)扇葉片的頂端，以及如果有的話，聲處理涂層，和固定在該壁外側(cè)上對準風(fēng)扇的的護罩結(jié)構(gòu)所遵循的路徑。
[0005]已經(jīng)提出制造由復(fù)合材料所制造的風(fēng)扇保持殼體的建議。舉例說明，參考文獻EPI 961 923，其描述了制造由復(fù)合材料所制造的變化厚度的殼體，包括形成纖維織物的疊置層形式的纖維加強，以及通過基質(zhì)的纖維加強的致密。更精確地，該文獻提供了使用卷緊心軸用于三維編織纖維織物，然后織物被纏繞為浸潰心軸上的疊置層，該浸潰心軸具有對應(yīng)于待要被制造的殼體中心部分輪廓的外表面輪廓，以及對應(yīng)于殼體的緊固件凸緣的兩個側(cè)板。通過這種方法所獲得的纖維預(yù)制件保持在浸潰心軸上，并且用樹脂浸潰它們，然后聚合該樹脂。
[0006]該方法的實際進行提出了從卷緊心軸轉(zhuǎn)移纖維織物到浸潰心軸上的問題。為了解決該問題， 申請人:已經(jīng)在(還沒有被公開的)法國專利申請FR11/53212中提出了纏繞機械的建議，該纏繞機械可以在從卷緊心軸轉(zhuǎn)移纖維織物到浸潰心軸時，同時正確地定位纖維織物在浸潰心軸上和應(yīng)用適合的纏繞張力。
[0007]使用這種機械，具有在纏繞結(jié)束時切割纖維織物的問題。該操作要求切割工具非常準確地被定位，以避免切割中任何的不精確，這將具有產(chǎn)生局部區(qū)域的結(jié)果，該局部區(qū)域或者纖維太多(切割太久),或者樹脂太多(切割太短)。
[0008]發(fā)明的目的和概述
[0009]通過提出用于在纏繞結(jié)束時提供輔助切割預(yù)制件的設(shè)備，本發(fā)明的主要目的由此是解決這種問題，該設(shè)備提供了對切割位置的非常好的控制。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，通過用于輔助在纏繞機械的浸潰心軸上所纏繞的纖維織物層的切割的設(shè)備達到該目的，該設(shè)備包括:兩個定位擋塊，每個設(shè)計為被定位在浸潰心軸的分別的側(cè)板上；以及形成切割夾具的板，其設(shè)計為被定位在待要被切割的對準保護膜的纖維織物層上；所述板提供有在浸潰心軸的側(cè)板之間的適當位置中延伸和用于導(dǎo)向切割工具的狹槽。
[0011]本發(fā)明的設(shè)備具有大量優(yōu)點。特別地，這可以確保切割被精確地定位，以避免產(chǎn)生局部區(qū)域的任何風(fēng)險，該局部區(qū)域是纖維太多或樹脂太多。而且，可以進行切割操作，同時盡最大可能限制預(yù)制件的任何處理，以減少其任何的變形。最后，可以相當大地減少用于進行該操作所需要的時間。
[0012]優(yōu)選地，定位擋塊通過用于定位在待要被切割的纖維織物層下的保護膜互相連接，。待要被切割的纖維織物層下保護膜的存在可以避免切割操作期間預(yù)制件的任何降解。
[0013]保護膜可以由彈性塑料材料制造。特別地，保護膜可以由聚酰胺制造，并且它可以具有大約3毫米(mm)數(shù)量級的厚度。
[0014]也優(yōu)選地，該設(shè)備進一步包括用于保持定位擋塊在浸潰心軸側(cè)板上適當位置的裝置。這種裝置可以特別地能夠在纏繞結(jié)束之前預(yù)定位設(shè)備。這引起了用于切割操作的時間節(jié)約。
[0015]板在其端部的每個端部可以適合被定位在定位擋塊上。在這種情況下，該設(shè)備有利地包括用于調(diào)整定位擋塊上板端部定位的裝置。這種裝置可以改善待要被切割的纖維織物上板中狹槽的定位，以及由此進行切割的位置的定位。
[0016]定位擋塊可以是剛性的。特別地，定位擋塊可以由鋁制造。
[0017]本發(fā)明也提供用于纏繞纖維織物到浸潰心軸上的纏繞機械，該機械包括用于存儲通過三維編織所獲得的纖維織物目的的卷緊心軸，該卷緊心軸具有基本上水平的旋轉(zhuǎn)軸線，該卷緊心軸上所存儲的纖維織物將要以疊置層被纏繞到其上的浸潰心軸，浸潰心軸具有基本上水平的和平行于卷緊心軸的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)軸線，用于驅(qū)動心軸繞著它們各自的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的至少一個電動機，用于控制驅(qū)動心軸旋轉(zhuǎn)的電動機的控制單元，以及如上所述用于輔助切割纖維織物層的設(shè)備。
[0018]附圖的簡要說明
[0019]從表示沒有限制特征的實施方式的參考附圖的下面描述中可以呈現(xiàn)本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。
[0020]圖1是用于纏繞纖維織物到浸潰心軸上和包括本發(fā)明切割輔助設(shè)備的機械的側(cè)視圖。
[0021]圖2是沿著圖1的箭頭II所看的視圖，更詳細地表示一部分切割輔助設(shè)備。
[0022]圖3是沿著圖2的II1-1II的剖面圖。
[0023]圖4是在纏繞結(jié)束時和切割操作之前，浸潰心軸的視圖。
[0024]圖5是沿著圖4中箭頭V所看的視圖，表示切割輔助設(shè)備
[0025]圖6是沿著圖5中箭頭VI所看的視圖。
[0026]圖7是沿著圖5的VI1-VII的剖面圖。
[0027]本發(fā)明的詳細描述:
[0028]下面在本發(fā)應(yīng)用于制造用于燃氣渦輪機航空發(fā)動機的風(fēng)扇殼體的上下文中描述本發(fā)明。
[0029]在所參考的文獻EPl 961 923中描述了用于制造這種風(fēng)扇殼體的方法的實施例。
[0030]殼體由復(fù)合材料制造，該復(fù)合材料具有基質(zhì)所致密的纖維加強。加強由纖維制造，該纖維例如，可以由碳、玻璃、芳族聚酰胺或陶瓷制造，并且基質(zhì)由聚合物，例如，環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺或聚酰胺制造。
[0031]簡而言之，該文獻中所描述的制造方法在于通過三維編織制造纖維織物，同時在經(jīng)向方向上在卷筒(下面稱為卷緊心軸)上收緊，該卷筒具有根據(jù)待要被制造的殼體輪廓所確定的輪廓。[0032]以該方法所制造的纖維織物然后被轉(zhuǎn)移到樹脂注射模塑的心軸(下面稱為浸潰心軸)外側(cè)輪廓上，該外側(cè)輪廓對應(yīng)于待要被制造的殼體的內(nèi)側(cè)輪廓。
[0033]預(yù)制件保持在浸潰心軸上，然后使用樹脂進行浸潰。為此，覆蓋應(yīng)用于預(yù)制件，并且將樹脂注射到以那種方法所構(gòu)成的模具中。通過在預(yù)制件所位于其中的模具的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間建立壓力差，可以輔助注射。浸潰后，進行聚合樹脂的步驟。
[0034]本發(fā)明應(yīng)用于任何類型的纏繞機械，該纏繞機械具有能夠使在卷緊心軸中所存儲的纖維織物被自動地轉(zhuǎn)移到樹脂注射模塑的浸潰心軸上的功能，諸如圖1中所示。
[0035]參考(還沒有被公開)的專利申請FRl 1/53212，其詳細地描述了這種機械的結(jié)構(gòu)和操作。
[0036]簡而言之，纏繞機械10包括支撐特別地卷緊心軸14和浸潰心軸16的支撐結(jié)構(gòu)
12。這些心軸是可移動的，S卩，它們可以與支撐結(jié)構(gòu)分離。
[0037]卷緊心軸14接收例如，通過三維編織所獲得的纖維織物18。它由水平軸線的軸20所帶動，該軸20的一端可旋轉(zhuǎn)地安裝在纏繞機械的支撐結(jié)構(gòu)12上，另一端聯(lián)結(jié)電動機22，例如交流(AC)電齒輪電動機的輸出軸。
[0038]由卷緊心軸14、其軸20和其電動機22所構(gòu)成的組件可以沿著卷緊心軸的旋轉(zhuǎn)軸線相對于支撐結(jié)構(gòu)平移移動。卷緊心軸平移移動的該自由度能夠在將纖維織物纏繞到浸潰心軸上之前使心軸對齊浸潰心軸。
[0039]纏繞機械的浸潰心軸16用于接收卷緊心軸上所存儲的纖維織物的疊置層。它具有外側(cè)表面24，其輪廓匹配待要被制造的殼體的內(nèi)側(cè)表面的輪廓；和兩個側(cè)板26，其輪廓對應(yīng)于殼體上游端和下游端的外凸緣的輪廓，以使它能夠與其它元件組裝和連接。
[0040]由平行于卷緊心軸的旋轉(zhuǎn)軸線20的水平軸線的軸28帶動浸潰心軸，并且該軸28的一端可旋轉(zhuǎn)地安裝在纏繞機械的支撐結(jié)構(gòu)12上，另一端聯(lián)結(jié)電動機30，例如交流(AC)電齒輪電動機的輸出軸。
[0041]控制單元32連接兩個心軸的電動機22、30，并且它用于控制和監(jiān)測每個心軸的旋轉(zhuǎn)速度。更通常地，控制單元用于驅(qū)動纏繞機械的所有操作參數(shù)，并且特別地當移動是電動機驅(qū)動時驅(qū)動卷緊心軸的平移移動。
[0042]使用這種機械，如下所述纖維織物被纏繞到浸潰心軸上:卷緊心軸上纖維織物的自由端通過如下所描述的一個或多個夾持裝置首先固定于浸潰心軸上，然后由控制單元起動和驅(qū)動心軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電動機，直到以應(yīng)用適合的纏繞張力于纖維織物。
[0043]然后在圖1中箭頭F所標注的旋轉(zhuǎn)方向上可以開始和進行浸潰心軸上纖維織物的
纏繞。舉例說明，進行4*旋轉(zhuǎn)可能是必要的，以獲得符合規(guī)范的殼體預(yù)制件厚度。
[0044]圖1表示緊接著纏繞結(jié)束前的浸潰心軸的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，根據(jù)本發(fā)明的一部分切割輔助設(shè)備100安裝在浸潰心軸16上。
[0045]更精確地，并且如圖2和3中所示，切割輔助設(shè)備100包括特別地兩個定位擋塊102，每個定位擋塊定位在浸潰心軸的一個側(cè)板26上，并且通過保護膜104連接在一起。
[0046]更精確地，定位擋塊102定位在浸潰心軸的側(cè)板上特定的位置，然后它們，例如通過螺母-和-螺栓類型系統(tǒng)106保持在適當位置。
[0047]定位擋塊106由剛性材料制造。為了節(jié)約重量，它們可以由陽極氧化鋁制造。
[0048]保護膜104是(例如，基于聚酰胺)的塑料材料的彈性片形式，其基本上是矩形的和例如，通過鉚釘107，每一端固定于定位擋塊的各自端。由此，保護膜是容易被替換的磨損部件。
[0049]當在浸潰心軸上適合位置時，保護膜平行于它的旋轉(zhuǎn)軸線28橫跨其寬度延伸。它也定位在浸潰心軸上所纏繞的最后一層纖維織物18上，因此，纏繞結(jié)束時在待要被切割的層18’的下面會發(fā)現(xiàn)它(參見圖7)。
[0050]特別地，應(yīng)該觀察到保護膜覆蓋浸潰心軸上所纏繞的最后一層纖維織物18，不僅覆蓋纏繞到心軸外側(cè)表面24上的其一部分，也覆蓋心軸的外側(cè)表面和側(cè)板之間所形成的角。
[0051]因此，當保護膜104在浸潰心軸上適當?shù)奈恢脮r，它用于保護切割操作期間位于下面的纖維織物層。為此，保護膜的厚度部分地取決于用于進行切割的工具。例如，如果人工地使用切割器類型的切割工具200，那么約3_的厚度應(yīng)該足夠了。
[0052]一旦定位擋塊106已經(jīng)被固定到浸潰心軸的側(cè)板上，以及保護膜被放置在最后一層纖維織物上，浸潰心軸繞著其旋轉(zhuǎn)軸線28轉(zhuǎn)動，以帶動切割輔助設(shè)備100到對應(yīng)于12點的角位置(參看圖4)。舉例說明，相對于圖1中所示的結(jié)構(gòu)，八分之一的旋轉(zhuǎn)是必需的。
[0053]在該位置，如圖5至7中所示，板108形成切割輔助設(shè)備100的一部分和構(gòu)成了切割夾具，板108定位在對準保護膜104的待要被切割的纖維織物層18’上。
[0054]更精確地，由基本上矩形形狀的剛性金屬板可以構(gòu)成該板108，它的兩端分別地定位在定位擋塊102上。該板具有在其兩端之間延伸和具有適當尺寸(寬度)的狹槽110，用于通過切割工具200。
[0055]當定位在定位擋塊上時，板108平行于浸潰心軸的旋轉(zhuǎn)軸線28橫跨其整個寬度延伸。它定位在待要被切割的纖維織物層18’上。
[0056]應(yīng)該觀察到發(fā)現(xiàn)用于導(dǎo)向切割工具200的狹槽110由此對準待要被切割的纖維織物層18’，不僅在纏繞到心軸外側(cè)表面24上的其一部分，也在心軸的外側(cè)表面和側(cè)板之間所形成的角。
[0057]有利地，提供用于調(diào)整板108的端部定位在定位擋塊102上的裝置。例如，并且如圖6中所示，這些定位調(diào)整裝置可以是互補形狀的齒112的形式，它們形成在定位擋塊面對的表面上和板的端部。
[0058]結(jié)果，可以改善形成切割夾具的板108的定位，由此改善在待要被切割的纖維織物層18’上用于導(dǎo)向切割工具200的狹槽110的定位。
[0059]一旦形成切割夾具的板被正確地定位，可以開始纖維織物層18’的正確切割。為此，例如，可以使用切割刀片200。自然地，可以使用任何其它的切割工具(機械工具，激光器等)
【權(quán)利要求】
1.用于輔助纏繞機械的浸潰心軸上所纏繞的纖維織物層的切割的設(shè)備(100)，該設(shè)備包括: 兩個定位擋塊(102)，每個設(shè)計為被定位在浸潰心軸(16)的分別的側(cè)板(26)上；和形成切割夾具的板(108)，其設(shè)計為被定位在待要被切割的纖維織物層(18’)上，所述板提供有在浸潰心軸的側(cè)板之間的適當位置中延伸和用于導(dǎo)向切割工具(200)的狹槽(110)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中定位擋塊(102)通過用于定位在待要被切割的纖維織物層下的保護膜(104)互相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其中保護膜(104)由彈性塑料材料制造。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其中保護膜(104)由聚酰胺制造和具有約3mm數(shù)量級的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求的設(shè)備，進一步包括用于保持定位擋塊(102)在浸潰心軸的側(cè)板上適當位置的裝置(106 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求的設(shè)備，其中板(108)在其每一端部適于被定位在定位擋塊上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，進一步包括用于調(diào)整定位擋塊上板(108)端部定位的裝置(112)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求的設(shè)備，其中定位擋塊(102)是剛性的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中定位擋塊(102)由鋁制造。
10.用于纏繞纖維織物到浸潰心軸上的纏繞機械(10)，該機械包括: 卷緊心軸(14)，用于存儲通過三維編織所獲得的纖維織物(18)的目的，該卷緊心軸具有基本上水平的旋轉(zhuǎn)軸線(20)； 浸潰心軸(16)，該卷緊心軸上所存儲的纖維織物將要以疊置層纏繞到其上，浸潰心軸具有基本上水平的和平行于卷緊心軸的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)軸線(28); 至少一個電動機(22、30)，用于驅(qū)動心軸繞著它們各自的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)； 控制單元(32)，用于控制驅(qū)動心軸旋轉(zhuǎn)的電動機； 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一權(quán)利要求所述的用于輔助切割纖維織物層的設(shè)備(100)。
【文檔編號】B26D7/00GK103717359SQ201280038469
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月4日
【發(fā)明者】理查德·馬頓, 安東尼·菲利普, 邁卡·古梅爾 申請人:斯奈克瑪