[發明專利]用于制造干織物預型件的方法和裝置

有效

• 申請號: 201310582202.7
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103770263A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 塔斯羅·韋特;詹·許爾海根
• 申請（專利權）人: 空中客車運營有限公司
• 主分類號: B29C43/24
• 分類號: B29C43/24;B29C43/46
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強;嚴星鐵

技術領域

本發明涉及用于制造干織物預型件的方法和裝置，特別是用于制造飛行器的基于碳纖維的結構剖面(例如框架)和/或架體的方法和裝置。

背景技術

盡管本發明可被用于任意的飛機或航天器，但是將結合飛機的架體來進行說明。

當制造航空電子設備的纖維復合部件時，主要使用預浸料坯，例如基體材料預浸漬的纖維織物或者紡織物，其例如為環氧樹脂。除了預浸料坯，還可以組合使用樹脂傳遞模塑(resin?transfer?molding?process，RTM)和源自干纖維材料的預型件。干預型件，即之前尚未基體材料浸漬的預型件，其被成型為所期望的形狀并隨后基體材料浸漬。

用于制造預型件的方法和裝置記載于DE102010014704A1中。在第一步中，連續進給的纖維層以預定方式成型為直角。所獲得的成型剖面隨后以預定方式在縱向方向上被彎曲。

2011年4月的文獻Reinhold，R.：“Preformfertigung-Automatisches?Handling?für?effiziente?Anlagen”，Maschinenmarkt，Composite?World，公開了一種復合操作系統，其利用預成型工具將干纖維織物成型為所期望的預型件形狀。

發明內容

本發明的目的在于提供用于制造具有彎曲的縱向剖面和變化的橫截面的干織物預型件的方法和裝置，本發明就預型件的形狀和尺寸而言，允許較高的生產能力和較強的適應性。

根據本發明的目的由具有權利要求1技術特征的方法以及具有權利要求9技術特征的裝置來實現。

根據本發明的第一方面，用于制造織物預型件的方法包括以下步驟：從軸架拉移紡織織物片；在一對第一輥子之間抓取織物片的第一側部，上述成對的第一輥子形成織物片的第一側部的第一緣邊，所述第一緣邊相對于織物片的延伸平面傾斜預定角度；在一對第二輥子之間抓取與第一側部相對的織物片的第二側部，上述成對的第二輥子形成織物片的第二側部的第二緣邊，所述第二緣邊相對于織物片的延伸平面傾斜預定角度；調節成對的第一輥子的輥速和成對的第二輥子的輥速之間的差值，以形成織物片的彎曲半徑，所述彎曲半徑取決于所調節的差值的程度；并且調節成對的第一輥子和成對的第二輥子之間垂直于織物片的移動方向的距離，以在第一緣邊和第二緣邊之間形成梁腹部分，梁腹部分高度取決于所調節的距離。

根據本發明的第二方面，用于制造織物預型件的裝置包括軸架，其包括卷繞在軸架上的紡織織物片；一對第一輥子，經配置以在第一輥子之間抓取織物片的第一例部，并形成從軸架拉移的織物片的第一側部的第一緣邊，所述第一緣邊相對于織物片的延伸平面傾斜預定角度；和一對第二輥子，經配置以在第二輥子之間抓取與第一側部相對的織物片的第二側部，并形成織物片的第二側部的第二緣邊，所述第二緣邊相對于織物片的延伸平面傾斜預定角度，其中，成對的第一輥子的輥速和成對的第二輥子的輥速經調節以形成織物片的彎曲半徑，所述彎曲半徑取決于成對的第一輥子和第二輥子的輥速之間所調節的差值的程度，并且其中，成對的第一輥子和/或成對的第二輥子沿著垂直于織物片的移動方向的距離矢量可移動，以在第一緣邊和第二緣邊之間形成梁腹部分，梁腹部分高度取決于成對的第一輥子和第二輥子之間的距離。

本發明的一個主要構思在于提供成對的輥子，其在一方面可以相對彼此移動以形成間隔不同距離的緣邊，從而形成預型件的不同梁腹高度的梁腹部分。另一方面，成對的輥子的轉速可以相互獨立地設定，以使預型件可被形成為彎曲的形狀，彎曲半徑位于織物片的延伸平面，并且根據各成對的輥子的轉速的差別而有所不同。

對于這種方法，干(即不含基體)紡織纖維織物可被用作纏繞在軸架上的織物片。預型件可以在連續工藝中形成，而無需預成型模具。這具有的優勢是最終預型件的幾何形狀、即它的彎曲形狀的彎曲半徑以及梁腹部分的高度可被個別地設定，而無需對所需的不同形狀提供不同的模具，極大地加速了生產過程。

此外，預型件制造方法可被有利地自動化，而具有較高的再現性和較高的生產能力。因為僅使用干纖維織物，而不使用預浸料坯，所以原材料更易于被處理。可以利用一個裝置來制造具有多個不同外部幾何形狀的預型件，而無需改造整個制造裝置。

根據本發明第一方面的實施例，第一緣邊相對于織物片的延伸平面以與第二緣邊相反的方向延伸。可替換地，第一緣邊相對于織物片的延伸平面以與第二緣邊相同的方向延伸。這樣，使用相同的制造方法可以形成Z形或C形的預型件。