專(zhuān)利名稱(chēng)：纖維傳送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型總體上涉及一種輸送用于制造纖維增強(qiáng)片狀模塑合成材料 (fiber-reinforced sheet molding compound)的定向纖維(oriented fiber)的裝置。
背景技術(shù)：
片狀模塑合成材料(SMC)通常定義為由熱固性聚合材料組成的復(fù)合成型材料，其 可利用纖維增強(qiáng)體(fiber reinforcement)來(lái)加強(qiáng)。成型SMC產(chǎn)品用于形成高強(qiáng)度、重量 輕、尺寸穩(wěn)定且抗腐 蝕的產(chǎn)品。SMC產(chǎn)品通常在相配的模具組中成型，所述模具組向SMC施 加熱與壓力以同時(shí)固化或交聯(lián)結(jié)合(cross-link)成為所需的形狀。在SMC形成時(shí)片狀模塑合成材料中的纖維增強(qiáng)體通常方向隨機(jī)地沉積。SMC可通 過(guò)切割的纖維紗(chopped fiber rovings)，例如玻璃纖維、天然纖維、芳綸纖維(aramid) 或碳纖維來(lái)增強(qiáng)。隨機(jī)沉積的切割的纖維紗將在模塑部件中產(chǎn)生各向同性材料特性。定向 的切割的纖維提供了局部區(qū)域的有方向的纖維增強(qiáng)體，其產(chǎn)生了各向異性的材料特性。目 前，通過(guò)將具有連續(xù)纖維的機(jī)織氈(woven mat)嵌入后來(lái)在成型前將要從SMC上剝離的載 體聚合膜的各層之間來(lái)在SMC中獲得各向異性的材料特性。使用連續(xù)纖維機(jī)織氈的一個(gè)問(wèn)題是這種氈較連續(xù)纖維紗昂貴許多。需要將纖維 編織在一起形成氈。另外，機(jī)織氈在成型工藝期間會(huì)阻止材料流動(dòng)，這是因?yàn)槔w維通過(guò)編 織連續(xù)且機(jī)械地連接。由申請(qǐng)人及他們的受讓人于2007年1月25日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?11/627,097的在先申請(qǐng)公開(kāi)了一種將被用于制造SMC的有方向地定向的非連續(xù)的纖維增 強(qiáng)體。定向的纖維為SMC提供了各向異性的硬度/強(qiáng)度，同時(shí)使用了低成本的連續(xù)紗纖維 增強(qiáng)體。具有方向確定的定向的非連續(xù)的纖維的SMC在成型過(guò)程中提供增加了的流動(dòng)性。 根據(jù)上述實(shí)用新型的過(guò)程，使用連續(xù)紗制造SMC，隨后將其切割成所需長(zhǎng)度的非連續(xù)的段。 將所切割的纖維增強(qiáng)體沿著同軸對(duì)齊來(lái)在成品中提供改進(jìn)的各向異性的材料特性。在實(shí)施申請(qǐng)人的上述實(shí)用新型中所描述的工藝時(shí)存在的問(wèn)題是在SMC制造過(guò)程 中纖維切割之后在傳輸至SMC載體膜和樹(shù)脂糊(resin paste)時(shí)難以控制切割的纖維。在 切割之后，切割的纖維從切割單元上轉(zhuǎn)移并且傾向于隨機(jī)地落在SMC載體膜和樹(shù)脂糊上。 隨機(jī)分布的結(jié)果導(dǎo)致SMC產(chǎn)生各向同性的材料特性而非所需的各向異性的特性。

實(shí)用新型內(nèi)容根據(jù)本實(shí)用新型，提供一種用于載體膜承載的定向切割纖維的纖維傳送裝置，以 解決切割纖維傳送時(shí)隨機(jī)落在SMC載體膜和樹(shù)脂糊上的問(wèn)題。根據(jù)本實(shí)用新型，所述纖維傳送裝置包括將所述切割纖維移動(dòng)至搭載在末端輥 周?chē)男读隙说倪M(jìn)料傳送器；包括載體膜進(jìn)料輥和鄰近所述卸料端設(shè)置的引導(dǎo)輥的載體膜 進(jìn)料系統(tǒng)，所述載體膜移動(dòng)穿過(guò)位于當(dāng)所述切割纖維繞著所述末端輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所述切割纖維 的主導(dǎo)端所沿著的弧線內(nèi)的所述弓I導(dǎo)輥。[0009]根據(jù)本實(shí)用新型，所述引導(dǎo)輥的直徑可小于所述末端輥的直徑。根據(jù)本實(shí)用新型，所述引導(dǎo)輥在相對(duì)末端之間可由多個(gè)輥軸承支撐。 根據(jù)本實(shí)用新型，所述引導(dǎo)輥可位于載體膜進(jìn)料輥的上方且以相對(duì)于所述載體膜 從所述引導(dǎo)輥傳送走的方向呈80度和100度之間的角度引導(dǎo)所述膜載體。根據(jù)本實(shí)用新型，所述引導(dǎo)輥可位于所述末端輥的旋轉(zhuǎn)軸上方并可引導(dǎo)所述載體 膜盡可能地接近所述卸料端而不接觸所述卸料端。根據(jù)本實(shí)用新型，所述纖維傳送裝置還可包括當(dāng)所述膜載體從所述載體膜進(jìn)料輥 豎直移動(dòng)至所述引導(dǎo)輥時(shí)將樹(shù)脂糊涂抹在所述載體膜上的樹(shù)脂糊涂抹器。根據(jù)本實(shí)用新型，所述樹(shù)脂糊涂抹器可以是敷料箱總成。根據(jù)本實(shí)用新型，所述載體膜可以在通過(guò)所述弓I導(dǎo)輥后沿著水平的路線移動(dòng)。根據(jù)本實(shí)用新型，所述引導(dǎo)輥和所述載體膜進(jìn)料輥可在相對(duì)的末端由一對(duì)末端板 支撐。根據(jù)本實(shí)用新型，所述引導(dǎo)輥、支撐引導(dǎo)輥的多個(gè)輥軸承和支撐所述輥軸承的導(dǎo) 軌可在組裝于所述一對(duì)末端板之間之前組裝在一起形成子總成。根據(jù)本實(shí)用新型的纖維傳送裝置，纖維紗在切割器中被切割成統(tǒng)一長(zhǎng)度的定向切 割纖維，接著，定向切割纖維沉積在進(jìn)料傳送器上，然后，通過(guò)引導(dǎo)輥將所述定向切割纖維 平滑地傳送到下載體膜上，從而得到所需的具有各向異性材料特性的SMC。

圖1是用于生產(chǎn)SMC層壓片的SMC設(shè)備的示意性側(cè)視圖；圖2是局部側(cè)視圖，顯示了定向纖維進(jìn)料傳送器卸料端和拾取定向纖維時(shí)引導(dǎo)膜 的膜的導(dǎo)向；圖3是引導(dǎo)與定向纖維進(jìn)料傳送器的卸料端相鄰的膜的膜的導(dǎo)向的透視圖；圖4是將樹(shù)脂糊提供給膜的敷料箱(doctor box)的透視圖；圖5是為引導(dǎo)輥提供支撐的支撐輥軸承的透視圖。
具體實(shí)施方式
參考圖1，示例性顯示了 SMC層壓片生產(chǎn)線10。下載體膜進(jìn)料系統(tǒng)12供給下載體 膜14。上載體膜進(jìn)料系統(tǒng)16引導(dǎo)上載體膜18。連續(xù)的纖維紗20供應(yīng)給生產(chǎn)線，然后被切 割成位于下載體膜14和上載體膜18之間的定向的切割纖維22。樹(shù)脂糊敷料箱24位于鄰 近下載體膜14處并將樹(shù)脂糊26施加在下載體膜14上。定向切割纖維22沉積在下載體膜 14上的樹(shù)脂糊26上。樹(shù)脂糊30由樹(shù)脂糊分配器32施加在上載體膜18上。樹(shù)脂糊30由位于上載體膜 18之上的敷料片34拉平。纖維紗20在切割器36中切割成統(tǒng)一長(zhǎng)度，定向切割纖維22沉積在進(jìn)料傳送器38 上。進(jìn)料傳送器38在與定向切割纖維22從纖維紗20上切下后的方向一致的縱向上移動(dòng)。 進(jìn)料傳送器38具有搭載在進(jìn)料傳送器38的末端輥42周?chē)男读隙?0。載體膜支撐傳送 器44在下載體膜14朝向上載體膜18傳送時(shí)支撐下載體膜14。載體膜支撐傳送器44也支 撐上載體膜18和定向切割纖維22。定向切割纖維22由樹(shù)脂糊26和樹(shù)脂糊30固定在適當(dāng)位置，同時(shí)各部分在壓輥46或鏈條皮帶壓實(shí)機(jī)上壓實(shí)。樹(shù)脂糊26和樹(shù)脂糊30可為相同或 不同的成分。通過(guò)壓輥46壓實(shí)下載體膜14、上載體膜18、定向切割纖維22、樹(shù)脂糊26和樹(shù) 脂糊30成型成品樹(shù)脂片48。在樹(shù)脂片48成型后，可將其切割成所需的長(zhǎng)度或在坯料操作 中切割為所需的坯料形狀。隨后在模塑前將載體膜14、18從樹(shù)脂片48上剝離開(kāi)來(lái)。在切 割樹(shù)脂片48之后，隨后可將其放置于常規(guī)模塑設(shè)備中以形成零件所需輪廓。 此外，參考圖1至圖3，更為詳細(xì)地描繪了包含纖維傳送裝置的部分生產(chǎn)線。該傳 送裝置包括載體膜進(jìn)料輥50，載體膜進(jìn)料輥50位于引導(dǎo)輥52之下，引導(dǎo)輥52在下載體膜 14移動(dòng)通過(guò)進(jìn)料傳送器38的卸料端40時(shí)引導(dǎo)下載體膜14。如圖1、圖3和圖5所示，引導(dǎo) 輥52由支撐輥軸承56支撐，支撐輥軸承56又由支撐支架58支撐。支撐支架58在纖維傳 送裝置的側(cè)壁60之間延伸。下載體膜14從膜載體進(jìn)料輥50下面穿過(guò)且在豎直方向上到 達(dá)引導(dǎo)輥52。如此處所用，基本上豎直定向的豎直部分62設(shè)置為相對(duì)于水平方向呈80度 和100度之間的角度，或相對(duì)于進(jìn)料傳送器38的上表面的平面呈80度和100度之間的角 度。定向切割纖維22定向?yàn)樵谂c進(jìn)料傳送器38向下載體膜14移動(dòng)纖維22的方向相 同的縱向上伸展。在纖維22從進(jìn)料傳送器38的卸料端40傳送過(guò)來(lái)時(shí)纖維22的主導(dǎo)端66 順著由字母A指示的弧線移動(dòng)。引導(dǎo)輥52位于盡可能接近進(jìn)料傳送器38的卸料端40處， 且意圖處于纖維22的主導(dǎo)端66的弧線A運(yùn)動(dòng)之內(nèi)。通過(guò)將引導(dǎo)輥52設(shè)在緊密鄰接進(jìn)料 傳送器38的卸料端40，纖維可平滑地從進(jìn)料傳送器38移至下載體膜14。通過(guò)盡可能少地 擾亂纖維22的方向可以保持纖維的方向。參考圖1和4，更為詳細(xì)地描繪了樹(shù)脂糊敷料箱24。樹(shù)脂糊敷料箱24設(shè)置為向下 載體膜14的局部提供樹(shù)脂糊26。如同上文參考圖1所描繪的，在接收定向切割纖維22之 前直接將樹(shù)脂糊26施加至下載體膜14。樹(shù)脂糊敷料箱24設(shè)置為將樹(shù)脂糊26施加在位于 進(jìn)料輥50和引導(dǎo)輥52之間的下載體膜14的豎直部分62上。這樣，樹(shù)脂糊26不會(huì)留在進(jìn) 料輥50上，而是在接收切割纖維22之前直接涂抹。樹(shù)脂糊敷料箱24包含基壁68，基壁68 包含敷料板70以便于使由樹(shù)脂糊敷料箱24涂抹的樹(shù)脂糊均勻地施加于模載體14的表面 上。樹(shù)脂糊敷料箱24在其相對(duì)的橫向側(cè)包含端壁72。在樹(shù)脂糊敷料箱24內(nèi)設(shè)有一對(duì)可調(diào) 節(jié)橫向抑制壁74，且通過(guò)可調(diào)節(jié)固定器76固定在位，可調(diào)節(jié)固定器76將橫向抑制壁74固 定在所需的位置以將樹(shù)脂糊26施加在膜載體14上。雖然已經(jīng)詳細(xì)地公開(kāi)了實(shí)施本實(shí)用新型的最佳方案，本實(shí)用新型涉及領(lǐng)域的技術(shù) 人員將會(huì)認(rèn)知實(shí)施本實(shí)用新型權(quán)利要求所設(shè)定的實(shí)用新型內(nèi)容的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
權(quán)利要求一種用于載體膜承載的定向切割纖維的纖維傳送裝置，其特征在于該纖維傳送裝置包括將所述切割纖維移動(dòng)至搭載在末端輥周?chē)男读隙说倪M(jìn)料傳送器；包括載體膜進(jìn)料輥和鄰近所述卸料端設(shè)置的引導(dǎo)輥的載體膜進(jìn)料系統(tǒng)，所述載體膜移動(dòng)穿過(guò)位于當(dāng)所述切割纖維繞著所述末端輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所述切割纖維的主導(dǎo)端所沿著的弧線內(nèi)的所述引導(dǎo)輥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維傳送裝置，其特征在于所述引導(dǎo)輥的直徑小于所述末端 輥的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維傳送裝置，其特征在于所述引導(dǎo)輥在相對(duì)末端之間由多 個(gè)輥軸承支撐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維傳送裝置，其特征在于所述引導(dǎo)輥位于載體膜進(jìn)料輥的 上方且以相對(duì)于所述載體膜從所述引導(dǎo)輥傳送走的方向呈80度和100度之間的角度引導(dǎo) 所述膜載體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維傳送裝置，其特征在于所述引導(dǎo)輥位于所述末端輥的旋 轉(zhuǎn)軸上方并引導(dǎo)所述載體膜盡可能地接近所述卸料端而不接觸所述卸料端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維傳送裝置，其特征在于進(jìn)一步包括當(dāng)所述膜載體從所述 載體膜進(jìn)料輥豎直移動(dòng)至所述引導(dǎo)輥時(shí)將樹(shù)脂糊涂抹在所述載體膜上的樹(shù)脂糊涂抹器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的纖維傳送裝置，其特征在于所述樹(shù)脂糊涂抹器為敷料箱總成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維傳送裝置，其特征在于所述載體膜在通過(guò)所述引導(dǎo)輥后 沿著水平的路線移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維傳送裝置，其特征在于所述引導(dǎo)輥和所述載體膜進(jìn)料輥 在相對(duì)的末端由一對(duì)末端板支撐。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的纖維傳送裝置，其特征在于所述引導(dǎo)輥、支撐引導(dǎo)輥的多個(gè) 輥軸承和支撐所述輥軸承的導(dǎo)軌在組裝于所述一對(duì)末端板之間之前組裝在一起形成子總 成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種纖維傳送裝置，該纖維傳送裝置包括將所述切割纖維移動(dòng)至搭載在末端輥周?chē)男读隙说倪M(jìn)料傳送器；包括載體膜進(jìn)料輥和鄰近所述卸料端設(shè)置的引導(dǎo)輥的載體膜進(jìn)料系統(tǒng)，所述載體膜移動(dòng)穿過(guò)位于當(dāng)所述切割纖維繞著所述末端輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所述切割纖維的主導(dǎo)端所沿著的弧線內(nèi)的所述引導(dǎo)輥。
文檔編號(hào)B65H51/08GK201610335SQ20092027970
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者卡爾·弗雷德里克·約翰遜, 杰弗里·斯科特·達(dá)爾, 詹姆士·E·德弗里斯, 雷蒙德·席爾瓦 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司