径向截面上具有变化轮廓的旋转纤维预制件的成型装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种纤维预制件成型装置及方法，该装置包括从动辊(400)，该从动辊于其横截面上具有由至少一个第一斜面(410)和第二斜面(420)构成的轮廓，第一斜面(410)与从动辊的转轴(X400)形成角度，第二斜面(420)与从动辊的转轴形成不同于第一角度的第二角度。该装置进一步包括至少一个支撑辊(20)，其形状与第一斜面和第二斜面相对应。该装置包括用于保持每个支撑辊的保持装置(24,25)，以将所述支撑辊保持于距第一斜面和第二斜面的预设距离处，或者将支撑辊(20)的接触压力施加于第一斜面和第二斜面上。支撑辊包括至少一个对应于其横截面变化的凸起部(411)。

Forming Device and Method of Rotating Fiber Prefabrication with Variable Profile on Radial Section

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】径向截面上具有变化轮廓的旋转纤维预制件的成型装置及方法专利技术背景本专利技术涉及通过缠绕由三维(3D)或者多层编织所获得的纤维织构，成型用于复合材料部件的纤维加强结构的纤维预制件。本专利技术尤其涉及将要形成用于轴对称复合材料部件的加强的纤维预制件，该轴对称复合材料部件在其径向截面上具有变化的轮廓(形状或者厚度变化)，例如航空发动机的风扇罩。用于这种部件的纤维预制件通过编织纤维织构并通过在拉力下将织构缠绕于轴对称模具上而制成，该轴对称模具包括缠绕表面，缠绕表面的径向截面具有突起的轮廓，该轮廓对应于待制造的部件的轮廓。为了制造适于不同形状的注塑模具的纤维织构，采用形状编织、或者“轮廓”编织、或者“外形”编织，其包括：根据穿过以条带形式被编织的纤维织构的宽度的这些经纱的位置，卷取经纱的不同长度，以获取经纱长度(切线方向)之间的比率，该比率与限定待制造的最终部件的变化轮廓的半径之间的比率相似。采用该方式编织的纤维织构被储存于存储心轴上，以便随后在拉力下缠绕于轴对称注塑模具上，该轴对称注塑模具带有缠绕表面，该缠绕表面在径向截面上具有突起的轮廓，该轮廓对应于待制造的部件的轮廓。当纤维织构被缠绕于模具上时，该织构会被存储心轴，也称作“卷取”心轴拉紧，其中一个或多个从动辊设置于存储心轴和注塑模具之间。在它们的轴向宽度上，从动辊具有限定外表面的变化的半径，该外表面具有突起的轮廓，该轮廓用于保持纱线长度的比率，该比率在存储心轴和注塑模具之间编织的过程中被限定。因此，从动辊的表面具有一个或多个与从动辊的转轴成角度的斜面，该表面会与纤维织构接触。当纤维织构在拉力下经过从动辊的斜面部分时，织构可能会形成褶皱，尤其由于存在编织中的偏差、拉力下织构的变形、和/或织构在斜面上滑动。这些褶皱能够在织构中传送，直到传送至模具，当出现褶皱时，尤其在模具中出现褶皱时，需要将织构的有缺陷部分展开，然后人工拉动它使其再次变平，最后重新开始缠绕。通过缠绕使织构成型变得耗时，而且需要专业操作人员进行操作。在缠绕过程中拉动褶皱使其变平还会导致织构拉力被中断，并且这不满足制造规格的要求。专利技术目的及概述因此，希望能够制造3D或者多层纤维预制件，同时明显降低通过缠绕成型纤维织构时在纤维织构中出现褶皱的任何风险。为达到该目的，本专利技术提供一种成型轴对称纤维预制件的装置，该轴对称纤维预制件在径向截面上具有变化的轮廓，该装置包括用于以缠绕条带的形式存储纤维织构的存储心轴、一个或多个从动辊及轴对称模具，纤维织构将通过缠绕方式于该轴对称模具上成型，包括至少一个从动辊，该从动辊在轴向和径向限定的平面截面中具有轮廓，该轮廓至少包括与从动辊的转轴形成角度的第一斜面和与第一斜面相邻的部分，所述部分平行于从动辊的转轴或者对应于第二斜面，该第二斜面与从动辊的转轴形成不同于第一角度的第二角度，本装置的特征在于，它进一步包括至少一个支撑辊，其形状与第一斜面和所述第一斜面相邻的部分互补。本装置包括保持装置，该保持装置用于所述至少一个支撑辊的安装，其配置为以距第一斜面和距所述第一斜面相邻的部分的预设距离，保持所述支撑辊，或者配置为将来自于支撑辊的接触压力施加抵靠于第一斜面和所述第一斜面相邻的部分。因此，当支撑辊被保持于距从动辊的预设距离处时，该预设距离对应于纤维织构的厚度，支撑辊构成纤维织构经过从动辊时，纤维织构中的褶皱形成的物理障碍。具体地，在这种情况下，支撑辊使得纤维织构上没有可用空间产生褶皱。同样地，当支撑辊被保持于远离从动辊的预设距离处时，该预设距离小于纤维织构的厚度，或者当支撑辊将接触压力施加抵靠于从动辊时，支撑辊则会将接触压力施加于插入在从动辊和支撑辊之间的纤维织构上，从而防止纤维织构经过从动辊时纤维织构中的褶皱形成。这增大了织构和从动辊之间的摩擦力，因此可以避免织构中的褶皱形成，尤其通过在从动辊的斜面上滑动。根据本专利技术装置的第一特定特征，每个支撑辊具有粗糙表面，使得织构经过从动辊时，进一步增大其摩擦力。根据本专利技术装置的第二特定特征，至少一个支撑辊于其表面上具有至少一个突起的部分，该突起的部分对应于支撑辊的截面变化的部分。这样使得支撑辊能够适于在纤维织构中可能出现的任何厚度变化。根据本专利技术装置的第三特定特征，至少一个支撑辊包括至少两个辊子，该装置包括用于保持辊子的保持装置，配置该保持装置是为了将所述辊子分别保持于距第一斜面和距所述第一斜面相邻的部分的预设距离处，或者配置用于保持所述辊子的保持装置是为了将来自于辊子的接触压力分别施加抵靠于第一斜面和所述第一斜面相邻的部分。在这种情况下，支撑辊可以包含至少三个辊子，其中两个辊子平行设置并且在垂直于辊子转轴方向上相对彼此偏移。这样使得支撑辊能够适于在纤维织构中可能出现的任何厚度变化。本专利技术还提供一种从纤维织构成型轴对称纤维预制件的方法，该轴对称纤维预制件在径向截面上具有变化的轮廓，通过在与纬纱互连的多层经纱之间的三维或者多层编织获得该纤维织构，纤维织构在拉力下缠绕于轴对称模具上而被成型，纤维织构从存储心轴上被展开，纤维织构行进经过一个或多个位于存储心轴与轴对称模具之间的从动辊，至少一个从动辊，该从动辊在轴向和径向限定的平面截面中具有轮廓，该轮廓至少包括与从动辊的转轴形成角度的第一斜面和与第一斜面相邻的部分，所述部分平行于从动辊的转轴或者对应于第二斜面，该第二斜面与从动辊的转轴形成不同于第一角度的第二角度；本方法的特征在于，它进一步包括使用至少一个支撑辊，该支撑辊形状与第一斜面和所述第一斜面相邻的部分互补，每个支撑辊被保持于距第一斜面和距所述第一斜面相邻的部分的预设距离处，该预设距离小于或等于纤维织构的厚度，或者每个支撑辊将接触压力施加抵靠于第一斜面和所述第一斜面相邻的部分上的纤维织构。根据本专利技术方法的第一特定特征，每个支撑辊具有粗糙表面。根据本专利技术方法的第二特征，纤维织构在其宽度方向上具有至少一个厚度变化，其中至少一个支撑辊于其表面上具有至少一个突起的部分，该突起的部分与所述至少一个厚度变化相配合。根据本专利技术方法的第三特定特征，至少一个支撑辊包括至少两个辊子，辊子被分别保持于距第一斜面和所述第一斜面相邻的部分的预设距离处，该预设距离小于或等于纤维织构的厚度，或者所述辊子施加压力分别抵靠于第一斜面和所述第一斜面相邻的部分上的纤维织构。根据本专利技术方法的第四特定的特征，纤维织构在其宽度方向上具有至少一个厚度变化，支撑辊包括至少三个辊子，其中两个辊子平行设置并且在垂直于辊子转轴方向上相互彼此偏移，以配合所述至少一个厚度变化。附图说明本专利技术如下描述的特定实施方式显示了本专利技术的其他特征和优点，本专利技术的特定实施方式为参照附图的非限定性实施方式，其中：图1为根据本专利技术实施方式用于成型不同形状的纤维织构的装置的示意图；图2为表示将纤维织构缠绕于图1装置中的注塑模具上的透视示意图；图3A和3B分别为表示与图2装置有关的从动辊和支撑辊的透视示意图与截面示意图；图4为与由多个辊子构成的支撑辊有关的图2装置的从动辊的截面示意图；图5为与支持辊有关的图2装置的从动辊的截面示意图，该支撑辊在其表面中具有突起的部分；及图6为与支持辊有关的图2装置的从动辊的截面示意图，该从动辊包括多个棍子，其中两个辊子平行设置并且彼此相互偏移。具体实施方式本专利技术通常应用于制造轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成型轴对称纤维预制件的装置(10)，该纤维预制件在径向截面上具有变化的轮廓，该装置包括以缠绕条带的形式存储纤维织构(210)的存储心轴(300)、一个或多个从动辊(400,500)及轴对称模具(600)，纤维织构通过缠绕于轴对称模具上而成型，至少包括一个从动辊，该从动辊在轴向和径向限定的平面截面内具有轮廓，该轮廓至少包括第一斜面(410)和第一斜面的相邻部分，第一斜面(410)与从动辊的转轴(X400)形成角度(β410)，所述相邻部分平行于从动辊(400)的转轴(X400)或者对应于第二斜面(420)，第二斜面(420)与从动辊的转轴形成不同于第一角度的第二角度(β420)；及该装置进一步包括至少一个支撑辊(20)，其形状与第一斜面和所述第一斜面的相邻部分互补，该装置包括用于每个支撑辊的保持装置(24,25)，配置该保持装置是为了将所述支撑辊保持于距第一斜面(410)和所述第一斜面的相邻部分的预设距离处，或者配置该保持装置是为了将来自于支撑辊(20)的接触压力施加抵靠于第一斜面(410)和所述第一斜面的相邻部分；该装置的特征在于，至少一个支撑辊(40)于其表面上具有至少一个突起的部分(411)，该突起的部分对应于支撑辊截面的变化。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.07 FR 16583071.一种成型轴对称纤维预制件的装置(10)，该纤维预制件在径向截面上具有变化的轮廓，该装置包括以缠绕条带的形式存储纤维织构(210)的存储心轴(300)、一个或多个从动辊(400,500)及轴对称模具(600)，纤维织构通过缠绕于轴对称模具上而成型，至少包括一个从动辊，该从动辊在轴向和径向限定的平面截面内具有轮廓，该轮廓至少包括第一斜面(410)和第一斜面的相邻部分，第一斜面(410)与从动辊的转轴(X400)形成角度(β410)，所述相邻部分平行于从动辊(400)的转轴(X400)或者对应于第二斜面(420)，第二斜面(420)与从动辊的转轴形成不同于第一角度的第二角度(β420)；及该装置进一步包括至少一个支撑辊(20)，其形状与第一斜面和所述第一斜面的相邻部分互补，该装置包括用于每个支撑辊的保持装置(24,25)，配置该保持装置是为了将所述支撑辊保持于距第一斜面(410)和所述第一斜面的相邻部分的预设距离处，或者配置该保持装置是为了将来自于支撑辊(20)的接触压力施加抵靠于第一斜面(410)和所述第一斜面的相邻部分；该装置的特征在于，至少一个支撑辊(40)于其表面上具有至少一个突起的部分(411)，该突起的部分对应于支撑辊截面的变化。2.如权利要求1所述的装置，其中每个支撑辊(20)具有粗糙表面。3.如权利要求1或2所述的装置，其中至少一个支撑辊包括至少两个辊子(310,320)，该装置包括用于保持辊子的保持装置(311,321)，配置该保持装置是为了将所述辊子分别保持于距第一斜面(410)和距所述第一斜面的相邻部分的预设距离处，或者配置该保持装置是为了将来自于辊子的接触压力(311,321)分别施加抵靠于第一斜面(410)和所述第一斜面的相邻部分。4.如权利要求3所述的装置，其中所述至少一个支撑辊(50)包括至少三个辊子(510,520,530)，其中两个辊子(510,520)平行设置且在垂直于辊子(510,520)的转轴(X510,X520)的方向上彼此偏移。5.一种从纤维织构(210)成型轴对称...

【专利技术属性】
技术研发人员：休伯特·让·玛丽·法布尔，杰里米·海勒特，
申请(专利权)人：赛峰航空器发动机，
类型：发明
国别省市：法国,FR