[發明專利]用于鋪展碳纖維或碳紗線的纜線的設備和方法

在審

• 申請號: 201310407331.2
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103668789A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: L·多明格斯
• 申請（專利權）人: 馬塞爾-布加蒂-道蒂股份有限公司
• 主分類號: D04H3/002
• 分類號: D04H3/002;D04H3/02;D04H3/105;D04H13/00;D04H18/02;F16D69/02
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;張小文

技術領域

本發明涉及制備通過鋪展數根纖維或紗線的纜線而獲得的纖維片的一般領域。

本發明的一個優選但非唯一的應用領域是制備三維纖維預成形體，所述三維纖維預成形體旨在用于制造由碳-碳（C-C）復合材料制成的環狀零件，特別是制造制動盤。

背景技術

由復合材料，特別是用碳纖維和碳基質增強的復合材料制成的制動盤是公知的。它們的制造包括制備環形纖維預成形體并通過基質使其致密化。

用于制備環形纖維預成形體的一個已知方法包括通過鋪展和并置數根碳纖維或碳紗線的纜線而制備環形纖維片（即所謂的橫向片和所謂的周向片）。然后通過針刺使橫向片和周向片彼此結合并旋轉。通過循環針刺使數個層彼此結合從而獲得厚的環形纖維結構。

該方法（所述方法的一個示例性實施方案描述于文獻WO2007/048946）因此能夠直接從碳纖維或碳紗線的纜線獲得環形纖維預成型體而幾乎沒有浪費。

通過這種方法，形成橫向片的纜線更精確地以一個方向和另一個方向交替鋪設在設施的外同軸環和內同軸環之間。不可避免地，這種鋪設造成碳纖維或碳紗線朝向內環（相對于外環）繃緊。

因此，為了獲得在其整個寬度上完全均勻的環狀纖維片，必須通過相應降低周向片在內環處的表面密度從而抵消橫向片在內環處由于該繃緊而造成的表面密度的升高。

為了賦予周向片在設施的外環和內環之間降低的表面密度，能夠在環之間用具有相同寬度但是具有降低重量的纜線形成所述層。然而，該方案相對難以實施并且需要使用具有不同重量的纜線。

另一方案包括在鋪設之前進一步鋪展所討論的纜線。然而，已知的鋪展方案具有一定數量的缺點。特別地，通過鼓氣的鋪展設備不能在設施的環之間設置纜線之前凍結纜線的寬度從而避免纜線恢復至其初始外觀。同樣重要的是，進行纜線的鋪展必須同時維持纜線內纖維的均勻性。最后，必須能夠鋪展纜線而不在纜線中產生張力。

發明內容

因此需要提供滿足所有這些限制的用于鋪展碳纖維或碳紗線的纜線的設備。

根據本發明，通過用于鋪展碳纖維或碳紗線的纜線的設備實現該目的，所述設備包括：盤狀物，所述盤狀物安裝在旋轉軸上并且具有至少一個梳狀物，所述梳狀物適合以基本上平行于纜線的纖維或紗線的縱向方向的方向梳理碳纖維或碳紗線的纜線，所述梳狀物包括多個齒狀物，所述齒狀物沿徑向朝向盤狀物的外部突出；和用于使盤狀物圍繞其旋轉軸線旋轉的裝置。

通過這種設備，通過使碳纖維或碳紗線的纜線穿過梳狀物的齒狀物（或通過使其與梳狀物的齒狀物齊平），能夠鋪展纖維或紗線從而使纜線在離開設備時增寬。事實上，已經觀察到刺入纜線（或與其齊平）從而以基本上平行于形成纜線的纖維或紗線的縱向方向的方向進行梳理的梳狀物的齒狀物能夠以纜線的寬度方向鋪展纜線。此外，已經觀察到在梳理之后，纜線保持其寬度。特別地，無需使用熱結合纖維從而保證維持纜線的寬度。此外，通過使纜線以與設備的盤狀物的旋轉方向相同的移動方向前進，能夠在設備的出口處實現纜線的增寬而不在纜線中產生張力。最后，該設備易于實施，不形成噪聲干擾，并且可以容易地并入用于制造環狀纖維片的設施中。

優選地，所述設備進一步包括用于調節梳狀物在盤狀物上的徑向位置的裝置。因此，梳狀物可以安裝在盤狀物上的徑向凹槽中并且能夠在徑向凹槽內滑移，從而允許調節所述梳狀物在盤狀物上的徑向位置。

同樣優選地，所述設備進一步包括用于調節梳狀物的齒狀物的定向的裝置。因此，梳狀物可以通過樞軸連桿安裝在盤狀物上，從而能夠調節所述梳狀物的齒狀物的定向。

本發明還涉及用于鋪展碳纖維或碳紗線的纜線的方法，包括至少使如上定義的設備的梳狀物的齒狀物在基本上平行于所述纜線的纖維或紗線的縱向方向的方向上與纜線齊平。

碳纖維或碳紗線的纜線可以在基本上與盤狀物相切的方向上相對于所述設備移動。

此外，碳纖維或碳紗線的纜線可以在與所述盤狀物的旋轉方向相同的方向上相對于所述設備移動。因此不會在纜線中產生張力。

所述設備的梳狀物的齒狀物可以刺入纜線而不穿透纜線。通過這種方式，在纜線穿過設備的梳狀物的齒狀物之后易于維持纜線中的纖維的均勻性。

本發明還涉及這種方法通過鋪展和并置數根碳纖維或碳紗線的纜線而制備纖維片的用途。

附圖說明

本發明的其他特征和優點將通過如下參考附圖的說明而浮現，附圖顯示了本發明的非限制示例性實施方案。在圖中：

-圖1為根據本發明的用于鋪展碳纖維或碳紗線的纜線的設備的立體圖；