[发明专利]敷设单向纤维层的方法和装置以及生产相关织物的方法和织机

说明书

技术领域

本发明涉及一种向移动支架敷设带状的、条状的或幅状的单向纤维层的方法，所述支架在生成的纤维层上纵向移动，所述方法具有在权利要求1的a至c中记载的特征。本发明还涉及一种符合权利要求7前序部分的装置。 

背景技术

此类方法和装置属于现有技术。其在通常情况下用于制作多轴向布，其中一定数量的单向纤维层以不同的纤维方向依次逐段相叠放置。在权利要求1和7中提及的支架是用于最初放置的纤维层的一种循环输送装置，所述输送装置在所形成的纤维层的纵向，还由此在之后构成多轴向布的纵向上移动。所述输送装置一般主要是指两个相互平行间隔伸展的输送链，所述输送链具有针对放置的纤维束的保持装置。那些铺设在输送链之间的单向纤维束的段通过所述保持装置不仅被保持，还可能被拉紧，使其不会松弛。已经存在的单向纤维层为随后放置的纤维层构成所谓的底垫；而所述底垫同样被固定在所述传输链的保持装置上。 

在权利要求1和7中所提及的这些单条纤维可表示为粗绳、纱线或是粗纱。它们由很多单条细丝组成，并且可呈圆形端面或是能够被加宽，以便使其具有平整的粗绳形状。多轴向布被用于强化纤维复合元件。因根据此技术生产越来越复杂的元件，故所述多轴向布必须具备很好的变形性，也就是说能够使其打褶。因此所述单向纤维层需要由细纤维组成。但是细纤维非常的昂贵；尤其是碳纤维。为此人们逐渐改用相对较厚的纤维作为原材料，并让其“展开”，确切地说是加宽，按这种方式生产的纤维束是由有平行伸展的加宽的纤维组成的，且其仅有很小的单位面积重量。目前碳纤维是由12000根以及更多的细纤维(纤维的热导率K值大于12)通过轧辊被加宽并被加工成薄的且完全平坦的纤维带。在专业铺设的条件下能够极好地将所述纤维带打褶成复杂结构。 

现在也建议在多轴向编织机上展开那些构成原材料的相对较厚的纤维。此做法在行业术语中叫做“在线展开”。使用多轴向编织机的企业到市场上购买纱筒作为原材料，将纱筒安置在多轴向编织机一旁的纱架上并退绕。退绕后的单条纤维被汇聚在一起，穿过展开元件被输送，在此汇聚后的单条纤维在平行引导时保持了无限长的细带形状并被输送给铺设装置。 

现有技术在权利要求1的a至c点和权利要求7的前序部分都有提及。通过比如US 6 599 610B2、EP 1 695 934A2和DE 103 12 534B3记载了此类现有技术。 

US 6 599 610B2论述的是在两个输送链之间铺设单向纤维层的装置。其中，作为无限长材料的纤维被引导着横贯于输送链。所述展开设备位于铺设位置的正前方，并且必须实际上用导纱器构成结构单元。所述结构单元必须既要垂直于输送链方向又要在折转位置沿着输送链方向、但要在与其运输方向相反的方向上与所述导纱器一起移动。纤维在其上被退绕的纱架虽然在文中被提及，但是并没有被描述。因此US 6 599 610B2最多可被认为是包含了在敷设多轴向纤维层的过程中纤维展开或加宽内容的基础提议。实际有用的提议，例如如何实现此结构，就不能从US 6 599 610B2中获悉。在持续移动的所述导纱器的范围内，纤维的加宽会导致铺开的纤维层无法保持原有的良好特性。所述加宽要另外通过静止的或是旋转的轧辊在其纵轴方向上振动来实现。 

对于依据EP 1 695 934A2所述的装置来说，已具有水平横断面的纤维带从纱架的纱筒上被抽取。此外由三个辊子充当了供应装置，在纤维带延伸的过程中所述供应装置被安置在远离铺设装置的位置。所述铺设装置和供应装置的工作是间歇且同步的；当铺设装置不需要纤维带时，所述供应装置停止不动。在停止阶段从纤维带储存装置抽取纤维带，在纤维带延伸的过程中所述纤维带储存装置是安置在纱架和供应装置之间的。所述纤维带储存装置主要是由一个运动的转向导辊构成的，所述转向导辊通过驱动装置向纤维带延伸轨迹的侧面伸展，并且短暂地接收不急需的纤维带。所述纤维带储存装置的运动和所述供应装置的传动是通过机械控制相互调整的。这个中间连接的纤维带储存装置应使纤维带以始终持续稳定的速度均匀地从纱架的纱筒上被抽取。从而使纤维带中达到均匀的张力状态，这是均匀铺设的先决条件。