提供一种用于从线轴(2)上退绕材料的方法，其中，在退绕的第一接触点(4)处的取出角(θ)始终在0±20°的范围内，且其中退绕的第一接触点(4)距所述线轴(2)的旋转轴(3)的距离不大于600mm。还提供一种用于从线轴(2)上退绕材料的设备，该设备包括线轴(2)可旋转地安装在其上的轴(3)以及位于距轴(3)中心的距离不大于600mm的退绕的材料的静态第一接触点(4)，其中在退绕的第一接触点(4)处的取出角(θ)始终在0±20°的范围内。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】材料的退绕本专利技术涉及从诸如线轴之类的芯上退绕材料。特别地，本专利技术涉及在退绕之后铺放的材料的退绕，特别是浸渍有树脂并铺放在模具中并在模具中固化的材料。尽管本专利技术可用于退绕任何线性材料，但是特别可用于退绕纤维、带材和复丝丝束，例如随后用于生产纤维增强的复合材料的碳或玻璃纤维的复丝丝束。通常将这样的复丝丝束缠绕在线轴上，使用时将其退绕，然后用树脂组合物(热固性树脂组合物或热塑性树脂组合物)浸渍，随后使其进行模塑和固化操作，以生产纤维增强的制品。可使用复丝丝束以形成复合制品。丝束可以用未固化或部分固化形式的热固性树脂组合物浸渍、或用热塑性组合物浸渍。以此方式浸渍的纤维层(例如复丝丝束层)称为预浸料。可以将通常作为多个预浸料层的预浸料铺放在模具中并在其中固化以形成复合制品。或者，可将复丝丝束铺放在容器(诸如袋)中的模具中，且可将液体热固性树脂注射到(可能在真空下)袋中，使得液体热固性树脂浸渍复丝丝束，然后可将树脂固化至生产成品复合制品。在这样的过程中，纤维或复丝丝束可方便地从它们先前已经缠绕在其上的线轴上提供。然后可将这些缠绕的纤维和丝束从线轴上退绕，这通常作为连续的浸渍、铺放和模塑过程的一部分，以生产复合制品。纤维，无论是复丝丝束还是单纤维，通常都缠绕在旋转的芯或线轴上以进行运输。它们通常从线轴的一端缠绕到另一端，以使纤维或复丝丝束沿线轴的长度均匀分布或基本上均匀分布，并且在纤维或复丝沿着线轴堆放而层层堆积时也在纤维或复丝的质量范围内。因此，退绕动作必须在整个线轴上往复进行以匹配缠绕方式。然而，这种传统的退绕导致跨越线轴的整个长度从线轴移除材料时的角度发生变化。例如，当从中心位置退绕时，从线轴进行移除的角度将为约90°，但是当在远离线轴中心处退绕材料时，线轴的末端处的角度将下降至显著小于90°。当材料沿线轴移动时移除材料的角度将变化，并且该角度将取决于线轴的长度和线轴表面与移除点的距离。因此，随着材料的退绕，角度及因此的材料中的张力会发生变化。这种移除角度的变化会产生下述力的变化，所述力为当从线轴上抽出纤维或复丝丝束时作用在纤维或复丝丝束上的力，从而产生在纤维或复丝丝束内的变化；具体而言，当丝束从中心移动至芯上的丝束要从其退绕的任一端时，张力将增加，其中在末端处的张力最大。当纤维丝束改变方向以朝着退绕芯的另一端移动时，由尖锐的退绕角度所产生的该张力在丝束上起作用，从而产生使得纤维丝束可翻身并在纤维丝束中产生加捻(有时也称为假捻)的环境。在采用复丝丝束的情况下，丝束内的单丝通常彼此平行，且丝束的一个重要特性是纤维在丝束内的分布使得可达到所期望的用树脂浸渍纤维的程度。然而，如上讨论的纤维或复丝丝束在退绕期间所经受的力的变化导致假捻，该假捻可扭曲一根或多根纤维的分布、和/或限制丝束的铺展性以使其不能像丝束群体一样均匀地铺展，导致树脂的浸渍和分布不均匀，最终导致预浸料中的空隙和由预浸料制成的复合产品中的缺陷。在另一种退绕方法中，退绕的材料的第一接触点沿着线轴向前和向后横向运动，使得材料在沿着线轴的长度的每一处均以基本上90°的角度退绕。但是，在横动的每一端都必须反转退绕发生的方向，这里再次在方向改变点，将不同的力施加到纤维或复丝丝束上，再次破坏纤维或纤维在丝束内的分布，导致相同的问题，例如产生假捻。已尝试通过减小纤维从线轴抽出的最大角度来减少这些问题，例如在可从McCoyMachineryCoInc.购得的退绕系统中，其中线轴相对于第一接触点机械地往复运动，且取出角(takeoffangle)基本上为0°。然而，为了实现这一点，必须增大线轴表面与退绕的第一接触点之间的距离；且已证明这是不切实际的，由于退绕设备需要的空间比现成空间或经济上可用的空间大。此外，该方法要求线轴的表面与第一接触点之间的距离较长，从而增加了线轴与第一接触点之间的纤维或丝束的损坏和/或断裂的风险。另外，这些技术需要提供动力驱动器来使线轴往复运动，这是复杂且昂贵的。此外，这种系统在克服连续纤维铺放操作中由复丝纤维引起的假捻方面的价值还未被认识到。本专利技术旨在解决这个问题和/或总体上提供改进。根据本专利技术，提供如所附权利要求中任一项所限定的方法和设备。本专利技术提供一种用于从线轴上退绕材料的方法，其中在退绕的第一接触点处的取出角(theangleoftakeoff)始终在0±20°的范围内，且其中退绕的第一接触点距所述线轴的旋转轴的距离不大于600mm。本专利技术还提供一种用于从线轴上退绕材料的设备，该设备包括线轴可旋转地安装在其上的轴和位于距轴中心不大于600mm的所述退绕的材料的静态第一接触点，其中在退绕的第一接触点处的取出角始终在0±20°的范围内。在本申请中，退绕的第一接触点是指下述位置，在该位置退绕的材料首次接触表面(例如静压辊或驱动辊、孔眼或梳)以提供退绕材料所需的位置和方向。当材料从线轴通过到达退绕的第一接触点使得材料以与线轴的轴成90°的角度从线轴上移除(即，使得开始退绕材料的位置与第一接触点之间的距离尽可能短)时，将在退绕的第一接触点处的取出角定义为0°。因此，在第一接触点处的取出角是退绕材料到达第一接触点处的角度，该角度相对于在第一接触点与从其退绕材料的线轴的轴之间的垂直线测得。该角度名义上在线轴的一端给出一个正值，在线轴的另一端给出一个负值。我们发现，只要退绕角度在0±20°的范围内，本专利技术的方法和设备就可以使纤维、带材和复丝丝束以高至50米/分钟的速度从线轴上退绕，并显著减少纤维、带材和丝束以及丝束内单丝的变形，包括减少或消除假捻。我们已经发现，若线轴相对于退绕的第一抽出点横向地前后运动，且在优选实施方式中第一抽出点是固定的，则这是特别地可实现的。因此，在本专利技术的方法和设备中，线轴优选地以其能够相对于退绕的第一接触点横向及往复运动的方式安装。线轴的横向往复运动可被机械地驱动，或者优选地，线轴的运动为自由运动；例如，横向往复运动是由于来自退绕材料的力而驱动的。这是特别有利的，因为当线轴的横向往复运动由从线轴上的退绕材料驱动时，线轴的运动会自动地进行调整，以考虑材料缠绕中的任何不规则情况。例如，若缠绕的材料在缠绕方向反转之前并不总是到达线轴的末端，则当缠绕方向改变时，线轴的横向运动将发生变化，而不是继续到达缠绕方向改变处的正常位置，因此线轴的横向运动始终与最初缠绕退绕的材料时的方向保持同步。线轴的横向往复运动可以按任何适合的方式完成。优选地，线轴的横向往复运动仅由材料的退绕驱动。在本专利技术的一些实施方式中，退绕的第一接触点距线轴的旋转轴的距离不大于400mm。出于实践原因，在大多数情况下，退绕的第一接触点与旋转轴之间的最小距离至少为100mm。在本专利技术的一些实施方式中，在退绕的第一接触点处的取出角始终在0±10°的范围内。在本专利技术的优选实施方式中，退绕的第一接触点相对于线轴的旋转轴不做横向运动，即，第一接触点不从一侧向另一侧移动。还优选的是，退绕的第一接触点不朝向或远离线轴的旋转轴运动。尽管在本专利技术的一些实施方式中，退绕的第一接触点可垂直运动，但是特别优选的是，退绕的第一接触点与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于从线轴上退绕材料的方法，其中在退绕的第一接触点处的取出角始终在0±20°的范围内，且其中退绕的第一接触点距所述线轴的旋转轴的距离不大于600mm。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171130 GB 1719981.1;20171023 US 62/575,5891.一种用于从线轴上退绕材料的方法，其中在退绕的第一接触点处的取出角始终在0±20°的范围内，且其中退绕的第一接触点距所述线轴的旋转轴的距离不大于600mm。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述材料选自纤维、带材和复丝丝束。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述材料以高至50米/分钟的速度退绕。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中退绕的第一接触点相对于所述线轴的旋转轴不做横向运动。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述线轴相对于退绕的第一接触点横向往复运动。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述线轴的横向往复运动为自由运动。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述线轴的横向往复运动由所述材料的退绕驱动。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中所述线轴位于吊床式支撑件内，其中所述吊床式支撑件可相对于退绕的第一接触点横向运动。
9.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中所述线轴可旋转地安装在由芯轴提供的轴上，使得所述线轴自由地沿所述芯轴向后和向前运动。
10.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中所述线轴固定地安装在芯轴上，且所述芯轴与所述线轴一起可相对于退绕的第一接触点横向及往复运动。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述线轴安装在芯轴上，所述芯轴可旋转地安装在内筒上，使得所述芯轴自由地沿所述内筒向后和向前运动。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述内筒设置有两个相交的螺旋槽，所述芯轴设置有位于所述螺旋槽内的键，以当所述线轴旋转时产生所述芯轴在所述内筒上的横向往复运动。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的方法，其中所述线轴的横向往复运动的速度、退绕过程中所述线轴的旋转速度和退绕的材料在退绕的第一接触点处的运动速度被同步化，以确保待退绕材料中存在适当的张力，以允许均匀退绕而不会损坏所述材料。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述同步化是计算机控制的。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述线轴的横向往复运动的速度、退绕过程中所述线轴的旋转速度和退绕的材料在退绕的第一接触点处的运动速度被同步化，且所述同步化由内筒上的螺旋键槽的螺距控制。
1...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·埃利斯，A·洛奇萨诺，
申请(专利权)人：赫克塞尔合成有限公司，赫克赛尔公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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