[发明专利]石墨带材供给以及背纸卷取装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及在复合结构的制造中使用的工具，并且特别地涉及石 墨复合带材供给以及背纸卷取装置，其用来与高速、复合带材层压机器一起 使用，该复合带材层压机器能够使用更大的带材供给卷轴以及更宽的带材， 因此实现了在层压过程中更高的层压速率和更低的材料花费。

背景技术

对较大的、复杂的复合部件的需求，比如，举例来说，在复合机架中使 用的复合部件的需求正在快速增长。这些部件典型地通过将平行复合带材的 层片在成形工具上彼此紧密地邻近铺放在一起然后固化树脂进行生产，复合 带材例如为被注入未固化树脂的单向石墨纤维带材(“预浸渍体”)。供应商 典型地通过两种方法之一来满足增长的需求：1)购买各种各样的、现有技 术中的层压机器，或者2)开发能够以更高速率层压部件的机器。第二种选 择，开发高速层压机器，从长远来看能够真正减少刀具、装备以及设备成本。

现有的带材供给方案全都依赖于相对窄的带材，其被“水平盘绕”在长卷 筒上，即，类似于线盘绕在配备有可往复棘爪的钓竿绕线轮上的方式。为了 水平盘绕材料，带材宽被限制到0.5英寸。窄带材不能够被“单根盘绕”在对 应宽度的卷轴上，即，以电影胶卷的方式，因为卷轴的直径不得不在总体上 增加来在其上容纳所需要量的带材，因此，将会产生无法接受的高惯量。

“调节辊”，即被放置在靠近卷筒，并且在其上解开带材缠绕的辅助辊子， 通常用来通过加速卷筒来吸收施加到带材上的振动，当减速卷筒时，作用在 卷筒上的制动器用来吸收卷筒的惯量。现有方案中对施加到供给卷筒上的制 动力的进行主动控制以及对调节辊运动进行被动控制。因为现有方案中没有 对调节辊位置的主动控制，因此它们控制惯量不同的大型供给卷轴具有极大 的困难。

因此，现有方案的应用限于其上水平缠绕层压带材的卷筒，且层压带材 的最大宽度限于0.5英寸。当铺设带材刈幅(swath)时，层压机器能够处理 的带材层片的总量是有限的，从而使用窄的带材造成了相对小的总刈宽，因 此需要机器的层压头大量越过铺设工具，用来层压具有相对大面积的部件。 因此，如果能可靠地使用更宽带材层片的多条层片，就能实现更高的层压速 度。

因此，在工业中需要使得复合带材层压机器能够可靠铺设具有更大宽度 的复合带材，从而实现总体层压速度的提高。

发明内容

根据本发明，石墨复合带材供给以及背纸卷取装置用来与复合带材层压 机器相结合，能够使总体上更大的带材供给卷轴以及总体上更宽的带材在机 器上可靠地使用，因此在层压过程中实现更高的层压速度和更低的材料花 费。

在一个示例的实施例中，装置包括转动安装的供给卷轴，邻近供给卷轴 安装的可转动的卷取卷轴，安装成相对于供给和卷取卷轴侧向移动的调节 辊，适于在工件表面上进行滚轧运动的可转动的压紧辊，设置在调节辊与层 压头之间的可转动的剥离辊。带材包括彼此粘接到一起的第一和第二层片并 被盘绕在供给卷轴上。第一层片具有从供给卷轴沿伸出来的外端部，围绕调 节辊和剥离辊并位于压紧辊的下方。第二层片具有从供给卷轴沿伸出来的外 端部，围绕调节辊和剥离辊并连接到卷取卷轴的盘芯上。提供有一种机构， 用于主动控制供给以及卷取卷轴的旋转和调节辊的侧向运动，这样压紧辊在 工件表面上运动以及后续第一层片切割过程中，至少第一层片上的张力被保 持基本恒定。

在另一个示例的实施例中，方法包括提供旋转安装的供给卷轴，其上绕 制带材，所述的带材具有相互粘在一起的第一和第二层片；邻近供给卷轴安 装旋转安装的卷取卷轴；安装调节辊，以相对于供给和卷取卷轴侧向移动； 安装可旋转的压紧辊，用于在工件表面进行滚轧运动；在调节辊与压紧辊之 间安装可转动的剥离辊；从供给卷轴延伸出第一层片的外端部，围绕调节辊 和剥离辊并位于压紧辊的下方；从供给卷轴延伸出第二层片的外端部，围绕 调节辊和剥离辊并连接到卷取卷轴的盘芯上；在工件的表面上滚轧压紧辊， 以使第一层片的粘性侧粘到工件表面上；在压紧辊移动期间切割第二层片； 以及主动控制供给以及卷取卷轴的旋转和调节辊的侧向移动，以使压紧辊在 工件的表面上运动以及后续的第一层片切割过程中，至少第一层片的张力保 持基本恒定。

一种装置，包括：

供给卷轴；

设置为靠近供给卷轴的卷取卷轴；

安装成相对于供给以及卷取卷轴侧向移动的调节辊；

适于在工件的表面上进行滚轧运动的压紧辊；