[發明專利]用于混合纖維的切斷機

有效

• 申請號: 200980147637.0
• 申請日: 2009-10-22
• 公開（公告）號: CN102227521A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: M·H·揚德爾
• 申請（專利權）人: OCV智識資本有限責任公司
• 主分類號: D01G1/04
• 分類號: D01G1/04;B65H54/82
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 白皎

技術領域

本發明總體上涉及切斷纖維領域，并且更具體地涉及一種設備和方法，該設備和方法用來高效率地且有效地將纖維束切斷成所需長度的單個纖維段，這些纖維段隨后以有序的方式被迅速分散。

背景技術

將連續的加強纖維切割成離散長度的纖維段的過程在不同類型的加強結構的制造中是有用的。例如，離散長度的加強纖維段可用于加強墊子，該加強墊子諸如用混合纖維(例如，與熱塑性纖維混合的玻璃纖維)制造的墊子，或由纖維的層制造的層疊墊子。

離散長度加強纖維段也可用在加強預制件中。結構復合件和其它加強模制制品通常通過樹脂傳遞模制和結構樹脂注射模制被制造。通過將加強纖維預制成具有模制制品的近似形狀和尺寸的加強預制件，并且然后將加強預制件插入到模中，使這些模制過程更加高效率。

為了對工業水平的生產來說可接受，需要快速的預制過程。在預制件的制造中，通常做法是將連續長度的加強束或纖維供應到加強分配器或“切斷機”，該加強分配器或“切斷機”將連續纖維切割成許多離散長度的纖維段，并且將纖維段存放到收集表面上。通過將運動的加強分配器安裝在收集表面上方、并且對分配器的運動編程從而以預定的所需圖案施加纖維段，這個過程可用于以自動的方式制造預制件。

加強分配器可以被機器人化或自動化，并且這種加強分配器是用來制造用于大的結構部件的預制件的已知技術，例如，如在汽車行業中。(用于制造混合纖維的墊子或層疊墊子的加強纖維的分配器也可改變成可移動的且可編程的)。典型地，存放的纖維被撒有制成粉末的粘結劑，并且通過第二穿孔模被壓縮。熱空氣和壓力使該粘結劑凝結，產生加強纖維的預制件，該預制件可以被存儲且運輸到最終模制客戶，該最終模制客戶典型地使用樹脂注射工藝施加樹脂到預制件并且模制用樹脂處理過的預制件以制造加強的產品。

由于加強結構的技術要求增加，需要用來分配和鋪設加強纖維的新的方法。一個要求是，加強纖維以比以前使用的速度快的速度被遞送。另一個要求是，加強纖維以預定的取向被鋪設。實現可移動的且可編程的加強分配器的加強技術的進步已經導致用于很復雜的纖維圖案和取向的要求。加強結構可以設計有特定量和取向的加強纖維，以精確地在要被加強的制品的最弱的或最受應力的部位提高結構的強度。因為這種新的復雜性，經常要求纖維以緊密間隔的平行布置被放置到收集表面上。

美國專利6038949公開了通常提供迄今為止的最佳性能的現有切斷裝置和方法的狀況。該裝置將束形成環，該環沿模板被供給并且在借助旋轉的刀被切割成所需長度的單個纖維段之前大體上被弄平。雖然6038949專利中公開的設備和方法通常提供良好的性能，但它們具有許多缺點，并且因此需要改進的切斷裝置和方法。更具體地，當處理包括混合單向熱塑性和玻璃纖維的類型的纖維材料時，專利6038949中公開的裝置支撐玻璃纖維且切割熱塑性纖維。硬的且具有磨蝕作用的玻璃纖維迅速磨損旋轉的刀，該刀變鈍并且隨后不能切割熱塑性纖維。結果，該刀必須經常被更換，因此降低了生產率。此外，應當理解，旋轉的刀具有相當大的直徑并且必須放置成離開切斷裝置的端部至少一個刀的半徑。

因此，切斷的纖維段在它們可以被分配之前必須沿該裝置被傳送相當大的距離。切斷的纖維難以處理，并且在一根或更多根纖維段錯位的情況下，潛在地導致纖維被分配在不希望的取向或位置中。

本發明涉及一種利用磨輪來切割纖維的改進的切斷裝置和方法。這種磨輪具有比現有技術切斷機中使用的旋轉的刀片長的使用壽命，并且因此，本發明減小了維護停機時間且提高了生產率。此外，磨輪布置成鄰近切斷裝置的排出端部，使得單個切斷的纖維段在被分配之前僅僅被搬運/傳送很短的距離。這顯著減小了纖維段錯位的可能性，并且因此保證切斷的纖維段的適當的有序的處理并且分配在希望的位置和取向中。

發明內容

根據如這里描述的本發明的目的，提供一種用來切斷纖維束的裝置。該裝置包括：模板；束供給機構，該束供給機構將該束遞送到模板并且沿模板傳送該束；以及第一和第二磨輪，該第一和第二磨輪在該束沿模板被傳送時將該束切割成所需長度的單個段。

該模板具有基部端部和排出端部，所述基部端部具有大體上圓形的橫截面，所述排出端部包括長形直線邊緣。模板從基部端部到排出端部大體上逐漸變細并且漸進地變得更平坦且更寬。