JPS61195826A - 輪郭をもつプレフオームを製造するための装置 - Google Patents

輪郭をもつプレフオームを製造するための装置

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JPS61195826A
JPS61195826A JP61039334A JP3933486A JPS61195826A JP S61195826 A JPS61195826 A JP S61195826A JP 61039334 A JP61039334 A JP 61039334A JP 3933486 A JP3933486 A JP 3933486A JP S61195826 A JPS61195826 A JP S61195826A
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diaphragm
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aperture
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    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
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    • B29C70/347—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation combined with compressing after the winding of lay-ups having a non-circular cross-section, e.g. flat spiral windings
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    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/82—Cores or mandrels
    • B29C53/821—Mandrels especially adapted for winding and joining
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/02—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of yarns or filaments
    • D04H3/07—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of yarns or filaments otherwise than in a plane, e.g. in a tubular way

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に強化されたプラスチック複合体に関し、
そして、さらに詳しくは、このような複合体の製作に有
用なプレフォームに関する。
輪郭をもつ形状および表面を有するプラスチック複合体
は、この分野において知られている０例えば、超高強度
のアラミド繊維が出現したので、結合材として樹脂で含
浸された織布を積層し、そしてこのラミネートを所望の
形状の型内で熱硬化することによって、保護用ヘルメッ
トが作られてきている。米国特許第４，１９９．３８８
号において、トレイシー（Ｔｒａｃｙ）らは布はくによ
り強化される複合体の費用を認識し、そして複数のプレ
フォームの製造を含む別の道筋を開示した。これらのプ
レフォームをネスチングし、そして所望の形状に成形し
た。各プレフォームはスクリーンを含み、その上に繊維
のストランドをエアガンから不規則に堆積する。このよ
うな輪郭をもつ複合体の欠点は、各プレフォームにおけ
る強化用繊維の堆積において精度に欠け、そして各プレ
フォームの間に均一性が存在しないことである。
ドイツ国特許第３，００３，６６６号において、弓形テ
ーブルの上に複合体のための強化材を配置する可能性が
開示されている。このようなテーブルおよびピンの配列
は第９図に示されている。この説明によると１強化用ス
トランドは対向するピンの間に整列されて列で巻取られ
るであろ本発明の目的は１輪郭をもつ（ｃｏｎｔｏｕｒ
ｅｄ）強化されたプラスチック複合体のためのプレフォ
ームを精確に、自動的に、急速にかつ規則的方法で巻く
ことができる装置を提供することである。この目的は、
連続ストランドを中空の型の上に巻くことができ、前記
中空の型が多数の開口が形成された同様に輪郭をもつ表
面を有する装置により達成される。前記型内に、膨張可
能なダイヤフラムが存在する。複数のピンはダイヤフラ
ムから開口の中に突出する。ダイヤフラムが膨張すると
き、ピンは前記型から突出しかつ床を形成し、前記床の
中にストランドを所望のパターンに従い堆積することが
できる。
ｍ＃ｉで強化されたプラスチックのヘルメットを製作す
る装置は、第１図に示されている。ロボット１０のアー
ムに、巻取りヘッド１２が存在し。
それを通して合成フィラメント状糸１４．１５．１６が
遠隔パッケージから引かれる。ロボット１０は自動マニ
プレータ−として機能し、そしてこのマニプレータ−は
スタンド１８上に位置する輪郭をもった型１７に関して
ヘッド１２を動かす、交差点で巻かれた糸を溶融するた
めの加熱取付具２０は、スタンド１８に旋回するように
取り付けられている。取付具２０は導管２１を経て知熱
空気源へ接続されている。溶融してプレフォームのため
の硬化プレスは２２に示されている。
第２図および第３図を参照すると、型１７は半球形シェ
ル２４により定められた凸形の外表面を有する。ボウル
形シェル２４の内部にかつそれから間隔を置いて内部の
型２６が存在し、それはまた凸形の外表面を有する。シ
ェル２４はリング２８に固定されており、これは順次に
ベースプレー１３０に固定されている０弾性ダイヤフラ
ム３２は、内部の型２６とシェル２４との間に位置し、
リング２８とシェル２４の底のフランジとの間にクラン
プされた円周のへりを有する。複数のピン３４は一端で
ダイヤフラム３２へ取り付けられており、そしてシェル
２４中の多数の開口３６の中に突出している。
内部の型２６はその外部とキャビティ４０との間に多数
の開口３８を有し、そしてこのキャビティ４０は圧力下
に弁４２および中空軸４４を経て空気源と連絡している
。軸４４はベースプレート３０へ固定されており、そし
てベルトおよびプーリーアセンブリー４６および歯車減
速機４８を介して、モーター５０により回転駆動される
。
圧力がキャビティへ加えられると、ダイヤフラム３２は
膨張し、そして、第３図に示されるように、ピン３４は
シェル２４中の開口３６から突出する。ピンは弾性ダイ
ヤフラム３２へ取り付けられておりかつ開口３６が比較
的大きいため、たわむことができる、型２６とシェル２
４との間の間隔は、ダイヤフラム３２が収縮したとき、
ピン３４の端がシェル２４の外表面より下に存在するが
、なお開口３６内に存在するようなものである（第２図
）。
第３図〜第６図を参照すると、ヘッド１２はローター５
２を含み、このローター５２はベルト５６を介してモー
ター５４により駆動される。
モーター５４は第６図において省略されている。
ヘッド１２は角度をもって配置されたエンドピース（ｅ
ｎｄ　　ｐｉｅｃｅ）５８を有する。第１ストランド案
内管６０はローター５２中に偏心的に位置し、そして第
２管６１はエンドピース５８を通過する。
第４図に示されるように、管６１は直線状の長さの部分
を有し、この部分はねじ付きハウジング６２を通して伸
び、そして湾曲した長さの部分またはホーン（ｈｏｒｎ
）６４において終ることが理解されるであろう、直線状
の長さの部分は、ハウジング６２中の隔置スリーブ軸受
６６内で自由に回転することができ、そしてカラー６８
により保持されている。ハウジング６２はエンドピース
５８中のねじ切り通路内に取り付けられている。
次いで６０は構造的に管６１と同一であり、そしてロー
ター５２を通るねじ切り通路中にそのハウジング６３を
有する（第６図）。
第３図および第５図を参照すると、ピン３４は型１７の
まわりにかつそれを横切って延びる列で配置されており
、そして密に詰まった床を形成することが理解されであ
ろう、ピンは糸１４．１５が加える力に関して本質的に
剛性であるが、管６０および６１のホーンのそれより大
きい力によってたわむことができる。ピンの充填は十分
に密であって、真の曲線からの偏りを最小にして、ピン
からピンに所望のパターンを巻つけることができる。操
作可能な実施態様において、開口３６は数が８５８であ
り、直径が０．６３９ｃｍ　（０。
２５０インチ）であり、そして直径２０．３２０ｍ（８
，０インチ）の半球の表面上に等間隔で存在する。
巻取りヘッド１２の旋回式取り付けは、第５図および第
６図に示されている。ヘッド１２は第１リンク７０へ取
り付けられており、次にこのリンり７０はピボットピン
７４により第２リンク７２へ連結されている。リンク７
２はピボットピン７８によりペデスタル７６へ連結され
ている。通常、リンク７０．７２の間の動きはばねによ
り片寄らされて戻り１トめ８０によって防＋ｈされる。
型１７を越える１方向のリンク７２の振れ連動は。
ストップ８２により防止される。リンク７２の自由端に
バランスウェイト８４が存在する。リンク７０の自由端
に、ローター１０のアームへ接続することができる延長
部８６が存在する。
この装置はリンク７０をスイ：／グさせて戻り１トめ８
０の拘束から自由にし、そしてヘッド１２をピン７４の
まりに小さい角度で上方に、糸１４゜１５．１６を管６
０．６１を通すことのできる位置へ動かすことによって
、運転できる状態になる。好ましくは、糸１４．１５の
一方は他方の糸へ熱的に結合することができ、かつ、熱
および圧力の下に、マトリックスを形成する材料から構
成されている。他方の糸および糸１６は「硬質（ｈａｒ
ｄ）Ｊ繊維であり、すなわち、融点が高くかつ分解せず
に成形することのできる繊維である。
例えば、ポリエステルおよびケブラー（Ｋｅｂｌａｒ）
アラミドのｒａｍのフィラメント状糸を使用することが
でき、後者はこの場合において「硬質Ｊ　ａｍである。
空気圧力を加えてダイヤフラム３２を膨張させてシェル
２４と接触させ、こうしてピン３４が型１７から突出す
るようにする。次いで、糸の各々をピン３４の床の中に
、摩擦により所定位置に保持されるために十分な長さで
横たえる。リンク７０をその正常位置に戻し、ここでロ
ーター５２の回転軸がシェル２４の半径に対して平行に
なるようにする。異なるように置き、ローター５２の軸
は型１７の隣接表面に対して垂直である。この位置にお
いて、ホーン６４の端はピン３４の先端より下に存在す
る。
ブロクラミングした制御装置に誘導のもとに。
モーター５０．５４およびロボット１０は活かされる。
ロボットｌＯのアームを延長部８６へ手動的に取り付け
るか、あるいはそれが自動的にピックアップされるよう
にプログラミングする。型１７およびローター５２が回
転するとき、糸１４゜１５．１６はそれらのパッケージ
から引取られる。管６０．６１のホーンの端はピン３４
の先端より下に存在する。型１７が回転するとき、管６
０およびローター５２に回転連動は単一化された系列の
ループ（第１図）を堆積させる。管６０のホーンは直線
の長さをたどり、先行するループと接触してそれを押下
げ、そしてそれが接触するピンに関するその位置に依存
して、ハウジング６３内のいずれかの方向に自由に回転
することができる。さらに、ホーンがピン３４の床を通
して動くとき、ピン３４はたわむことができる。ピン３
４の取り付けの弾力性のため、ピン３４はそれらの正常
位置にはね戻り、そして糸１４．１５を単一化されたル
ープで保持する。糸１４．１５はピンと摩擦かみ合いに
よりピンの床の中に定着され、そして型１７およびロー
ター５２の動きによりパッケージから引き出される。管
６０のホーンはピン３４のヒ部より下に糸１４．１５を
分配し、そしてまた先行するループとかみ合う、これは
ループをある位置に内方に動かし、この位置において、
ピン３４が型１７の凸形表面に向かって収束するため、
ループは緩むようになる傾向がある。糸１６はその管６
１から引き取られ、そして本質的に直線の円周線でかつ
前に堆積されたループよりＥに締め糸（ｃｉｎｃｈ）と
して作用するために十分な張力のもとに堆積される。
ループが型１７の上に蓄積するとき、重ねられた列のト
分な層が堆積されてしまうまで、ロボット１０はへラド
１２を型の１つの側を上下に動かす、ループの連続する
列は型のまわりに重なる螺線の方法で進行し、各列は糸
１６に締め付けられる。パターンの底のへりにおいて、
糸１４．１５によりコード（ｃｈｏｒｄ）により形成し
、ここで自由に回転回部な管６０はピンの床を出てまた
その中に再び入り、平滑なへり、すなわち、トリミング
を必要とするほぐれたへりは存在しない。
ループの層がピンの列の中に体積するとき、それらの層
は型１７へ押下げられ、そして締め糸１６により圧縮さ
れる。
強化材が十分な数の層にかつ所望の厚さに巻かれたとき
、モータは停止トされ、そしてヘッド１２は持上げられ
てホーン６４をピン３４から分離する。加熱取付具２０
は、ピン３４および締め糸１６により所定位置に保持さ
れた糸の巻き取られた構造体より上に配置される。糸１
６はこの構造物の嵩を小さくし、連続層を接触させて保
持する。
取付具２０を活かして低融点を硬質または高融点系に対
して交差点で溶融し、これにより構造体を一緒に粘着す
る。操作可能な実施態様において、取付具２０を導管２
１を通して加熱空気源へ接続する。
次に、取付具２０を溶融したプレフォームから離れる方
向にスイングし、ピン３４をダイヤフラム３２の収縮に
より後退させる。溶融した型は十分に一体的であって、
プレス２２へ動かすことができる。プレス２２は上のタ
イ７２を含み、このダイア２は最終構造体の外側を形成
するような輪郭をもつ型キャビティを有する上のダイア
２を含む、プレフォームのルーズのパターンは十分に移
動性であって、型内に熱的硬化の間の最終の造形および
固化が可能である。硬化した構造体は、ヘルメットまた
は他の輪郭をもった強化されたプラスチッ複合体である
ことができる。糸１６により提供された締め糸は輪郭を
もつ−たパターンの構造的一体性を維持することを促進
するばかりでなく、かつまた最終製品のフープ強度に寄
与する。
十分な低融点系が供給されると、熱硬化はその構成成分
を溶融してマトリックスを形成する。そうでなければ、
硬化性樹脂、例えば、エポキシまたはメチルメタクリレ
ートのポリマーを、例えば、吹付けにより、添加するこ
とができる。硬質繊維、すなわち、強化材の高融点糸の
みを使用する場合、それらを結合性樹脂で予備被覆した
後。
ピンの床の中に巻付けるか、あるいは結合性樹脂を溶融
工程前に吹付けることができる。いずれの場合において
も、成形工程前に、複合構造体のマトリックスを形成す
るために十分な結合性樹脂を添加しなくてはならない。
ここで使用する場合、「ストランド」という用語は連続
フィラメントの糸またはステーブル繊維から紡糸した糸
を意味する。それは、また、同一または異なる組成の他
の糸と組み合わせたこのような糸を意味する。後者の面
において、グチファイトまたはアラミドのフィラメント
またはＩｍ維は適当な「硬質」繊維の例であり、そして
ポリアミドまたはポリエステルは低融点の構成成分の例
である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、プラスチック複合体の製作に使用する本発明
の装置および関連する装置の略図である。 第２図は、ストランドが第１図において堆精されつつあ
る形態の断面図である。 第３図は、第２図に示す形態および第１図に示す巻取り
ヘッドの側面図である。 第４図は、第３図に示すストランド案内の１つを通る断
面図である。 第５図および第６図は１巻取りヘッドの形態、巻取りヘ
ッドおよびその旋回した量の、それぞれ、側面図および
平面図である。 １０　ロボット １２　巻取りヘッド １４　合成フィラメント状糸 １５　合成フィラメント状糸 １６　合成フィラメント状糸 １７　輪郭をもった型 １８　スタンド ２０　加熱取付具 ２１　　ｉ管 ２２　プレス ２４　半球形シェル ２６　内部の型 ２８　リング ３０　ベースプレート ３２　弾性ダイヤフラム ３４　ピン ３６　開口 ４０　キャビティ ４２弁 ４４　中空軸 ４６　ベルトおよびプーリーアセンブリー４８　歯車減
速機 ５０　モーター ５２　ローター ５４　モーター ５８　エンドピース ６０　第１ストランド案内管 ６１　第２管 ６２　ねじ付ホーン ６３　ハウジング ６６　スリーブ軸受 ６８　カラー ７０　第１リンク ７２　第２リンク、上のグイ ７４　ピボットピン ７６　ペデスタル ７８　ピボットピン ８０　戻り止め ８２　ストップ ８４　バランスウェイト ８６　延長部 外１名

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、多数の開口を備えた輪郭をもつ表面、中空の型内の
    膨張可能な弾性ダイヤフラムおよび前記ダイヤフラムか
    ら前記開口の中に突出する多数のピンを有し、前記ピン
    は前記ダイヤフラムが膨張したとき前記型から突出しか
    つ密に充填した床を提供し、前記床の中にストランドを
    所望のパターンに従って堆積することができ、前記開口
    は前記ピンより大きく、これにより前記ピンはたわむこ
    とができることを特徴とする中空の型。 ２、開口が形成された輪郭をもつ表面を有する内部の型
    を備え、前記内部の型中には前記開口を圧力下に流体源
    と連絡させる手段が設けられており、前記ダイヤフラム
    は前記型の間に配置されている特許請求の範囲第１項記
    載の型。 ３、連続ストランドから輪郭をもつ構造体を予備成形す
    る装置において、 多数の開口を備えた同様に輪郭をもつ表面を有する中空
    の型、 前記型内に存在する膨張することができる弾性ダイヤフ
    ラム、 前記ダイヤフラムから前記開口の中に突出する複数のピ
    ン、 からなり、前記ピンは前記ダイヤフラムが膨張したとき
    前記型から突出し、そして密に充填した床を提供し、前
    記床の中にストランドを所望のパターンに従って堆積す
    ることができ、前記ピンは前記床を通して実質的に等間
    隔で存在し、前記開口は前記ピンより大きく、これによ
    り前記ピンはたわむことができることを特徴とする連続
    ストランドから輪郭をもつ構造体を予備成形するための
    装置。 ４、ストランドが前記型へ進行するときそれを案内する
    手段を含む可動ヘッドをさらに含む特許請求の範囲第３
    項記載の装置。 ５、前記型はボウルの形状の表面を有し、そして前記ヘ
    ッドに関して回転するように取り付けられており、そし
    てストランドが堆積されるとき、前記型を連続的に回転
    する駆動装置が設けられている特許請求の範囲第４項記
    載の装置。 ６、開口が形成されたで凸状の表面を有する内部の型を
    備え、前記内部の型中には前記開口を圧力下に流体源と
    連絡させる手段が設けられており、前記ダイヤフラムは
    前記型の間に配置されている特許請求の範囲第５項記載
    の装置。 ７、１端がホーンにおいて終る自由に回転可能なストラ
    ンド案内管を有する可動ヘッドをさらに含み、前記ホー
    ンは前記床の中に突出し、そしてストランドが前記床中
    に堆積されるとき、それが接触するピンをたわませるこ
    とができ、そして前記型はボウルの形状であり、そして
    回転するように取り付けられており、そしてストランド
    が堆積されるとき、前記型を連続的に回転する駆動装置
    が設けられている特許請求の範囲第３項記載の装置。 ８、前記ヘッドはそれを貫通して延びる開口および前記
    開口の中に取り付けられた被動ローターを有し、前記ロ
    ーターはそれを貫通する偏心通路を有し、前記管は前記
    通路の中に回転可能に取り付けられている特許請求の範
    囲第７項記載の装置。 ９、前記パターンの上に締め糸を堆積するための該ヘッ
    ド上の第２のストランド案内管をさらに含む特許請求の
    範囲第８項記載の装置。
JP61039334A 1985-02-26 1986-02-26 輪郭をもつプレフオームを製造するための装置 Granted JPS61195826A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/705,912 US4594122A (en) 1985-02-26 1985-02-26 Apparatus for preparing a contoured preform
US705912 1985-02-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61195826A true JPS61195826A (ja) 1986-08-30
JPH0531455B2 JPH0531455B2 (ja) 1993-05-12

Family

ID=24835456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61039334A Granted JPS61195826A (ja) 1985-02-26 1986-02-26 輪郭をもつプレフオームを製造するための装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4594122A (ja)
EP (1) EP0193380B1 (ja)
JP (1) JPS61195826A (ja)
CA (1) CA1270616A (ja)
DE (1) DE3678313D1 (ja)
IL (1) IL77983A (ja)

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