説明

円形ニードリング機械

【課題】繊維シートがニードリングテーブルに到達するときに、繊維シートが変形しているという欠点を軽減する。
【解決手段】本発明は、らせん状繊維シートから形成される織物構造をニードリングするための、らせん状繊維シートを供給するための供給テーブルの下に配置されるニードリングテーブルを具備する円形ニードリング機械に関する。供給テーブルは、らせん状繊維シートをその上に受け取るための円形ベルトコンベヤを具備し、コンベヤは、コンベヤに受け取られる繊維シートを継続的に巻戻すために、円形コンベヤの下に開口する半径方向スロットを有し、スロットは、コンベヤから巻戻されたシートを取り上げニードリングテーブルの上に当該シートを移動させるように、コンベヤとニードリングテーブルの支持トレイとの間に、鉛直方向に延びるほぼ直線のシュートに向かってコンベヤの下に開口する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ニードリングされた織物構造を作るための円形ニードリング機械の一般的な分野に関し、さらに具体的には、そのような機械に繊維シートを自動的に供給することに関する。
【背景技術】
【0002】
複合材料から作られる環状部品の、特に飛行機のブレーキのための炭素繊維強化炭素複合材料(carbon/carbon (C/C) composite material)から作られるディクスなどのブレーキディスクの、繊維補強材を構成するための環状織物構造を製作するための円形タイプのニードリング機械を作ることが知られている。
【0003】
そのようなニードリング機械において、ニードリング用のらせん状の繊維シートは、ニードリングテーブルの上に置かれ、通常は摩擦駆動手段である駆動手段によって回転駆動される。このタイプの機械のための供給は、ニードリング用の材料のシートであって、ニードリング機械の外部にある巻戻し装置によって供給されるシートからニードリングテーブル上において、平坦に行われることができる。
【0004】
特許文献1は、ニードリング用の繊維シートが自動的に供給されるニードリング機械を開示する。
その目的のために、ニードリング機械は、
ニードリングテーブルの上に置かれニードリング用の繊維シートを含む貯蔵バスケットと、
貯蔵バスケットからシートを継続して引き出すための円錐ローラの組と、
貯蔵バスケットから巻戻されたシートを取り上げかつ摩擦駆動手段を有するニードリングテーブルに巻戻されたシートを移動させるためのらせん状シュートと
を具備する。
それにもかかわらず、このニードリング機械では、繊維シートが巻戻されている間に、繊維シートを駆動するための円錐ローラにより繊維シートが滑ってしまい、それにより、繊維シートがニードリングテーブルに到達するときに、繊維シートを変形させるという欠点が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第02/088449号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、本発明の主な目的は、繊維シートが変形することなくニードリングテーブルに自動的に供給される円形ニードリング機械を提案することによって、そのような欠点を軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この目的は、
らせん状繊維シートから形成される織物構造をニードリングするための円形ニードリング機械であって、
当該機械が、ニードリング用のらせん状繊維シートを供給するための供給テーブルの下に配置されるニードリングテーブルを具備し、
ここで、本発明により、
供給テーブルが、ニードリング用のらせん状繊維シートをその上に受け取るための円形ベルトコンベヤを具備し、
コンベヤが、
鉛直軸線に中心合わせされ、
コンベヤに受け取られる繊維シートを継続的に巻戻すために、円形コンベヤの下に開口する半径方向スロットを有し、
スロットが、コンベヤから巻戻されたシートを取り上げニードリングテーブルの上に当該シートを移動させるように、コンベヤとコンベヤの鉛直軸線に中心合わせされたニードリングテーブルの支持トレイとの間に、鉛直方向に延びるほぼ直線のシュートに向かってコンベヤの下に開口し、
前記支持トレイが、鉛直軸線回りに繊維シートを回転駆動するための手段を有する、
円形ニードリング機械によって達せられる。
【0008】
円形コンベヤの存在は、張力を付与することなしに繊維シートを運ぶことを可能にし、次いで、当該シートは、シュートによりニードリングテーブルに向かって鉛直方向に案内される。したがって、繊維シートがニードリングされる前に、繊維シートが変形しない。加えて、ほぼ真っ直ぐなシュートの存在は、らせん状シュートと比較すると、機械の(繊維シートを係合し、繊維シートを自動的に切断するなどの)他の機能を配置するための空間を節約することを可能にする。
【0009】
有利な設備において、ニードリングテーブルはさらに、
案内トレイであって、
鉛直軸線に中心合わせされ、
案内トレイが前記支持トレイに載っている低い作用位置と、
案内トレイが前記支持トレイよりも上に位置決めされる上昇した非係合位置と
の間で、支持トレイに対して鉛直方向に移動可能である
案内トレイを含む。
【0010】
そのような状況下において、
シュートが、
供給テーブルに固定される一方の部分と、
ニードリングテーブルの案内トレイに固定される他方の部分と
を有し、
これらの部分は、案内トレイの鉛直方向への移動中に、一方を他方の内部に並進移動させるのに適する。
【0011】
繊維シートを回転駆動するための手段は、
互いから角度的に離間され、
ニードリングテーブルの上に移動される繊維シートと接触するように構成される、
2対の円錐ローラを具備することができる。
【0012】
円錐プレッサローラは、
ニードリングテーブルの案内トレイに固定されることができ、
シュートからの出口に置かれることができる。
【0013】
供給テーブルはさらに、
コンベヤから巻戻されたシートの自由端が、取り上げられかつシュートに向かって案内されることが可能になるように、
円形コンベヤの下に置かれ、かつ、
スロットとシュートの入口との間に角度的に狭装される、
ローラを含むことができる。
【0014】
ニードリングテーブルの支持体から織物構造を除去するための手段を設けてもよく、前記手段は、有利には、織物構造を保持し除去するための被蝶着指状体を設けるマニピュレータアームを具備することができる。繊維シートを切断するための切断手段がさらに設けられてもよい。
【0015】
好ましくは、
供給テーブルの円形コンベヤが2つの湾曲コンベヤ部分を有し、
各湾曲コンベヤ部分が、
半分のディスクの形をしており、
互いに他方に向いて配置され、
スロットが、2つのコンベヤ部分同士の間に残された間隔によって形成される。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の円形ニードリング機械の全体の斜視図。
【図2】図1のニードリング機械の供給テーブルの部分切取平面線図。
【図3】図2のIII−IIIでの断面図。
【図4】図1のニードリング機械のニードリングテーブルの平面線図。
【図5A】互いに異なる2つの位置のうちの一方の位置にある、図1のニードリング機械のニードリングテーブルを示す線図。
【図5B】互いに異なる2つの位置のうちの他方の位置にある、図1のニードリング機械のニードリングテーブルを示す線図。
【図6】図1のニードリング機械の除去テーブルの線図。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の他の特徴及び利点は、添付する図面を参照する以下の記載から現れ、図面は特徴を制限することなく実施形態を示す。
【0018】
図1は、本発明の円形ニードリング機械10の線図である。機械は、らせん繊維シート(又はストリップ)から作られた環状織物構造又はプリフォームをニードリングするためのものである。
【0019】
ニードリング機械10は、ニードリング用の繊維シートを供給するための供給テーブル100と、供給テーブルの下に置かれるニードリングテーブル200と、ニードリングテーブルからニードリングされた構造を除去するための除去テーブル300とを具備する。
【0020】
ニードリング用の繊維シートを供給するための供給テーブル100は、鉛直軸線104に中心合わせされた円形コンベヤ102を具備し、当該円形コンベヤ102は、ニードリング用の繊維シート106をその上に受け取る。繊維シートは、さらに正確には、鉛直軸線104に中心合わせされた中央円筒体108の周りに複数の層として巻かれ、円形コンベヤによって前記軸線回りに回転するように駆動される。
【0021】
図1〜図3に示されるように、さらに具体的には、供給テーブルの円形コンベヤ102は、それぞれが半分のディスクの形をした、2つの湾曲コンベヤ部分102a,102bを具備し、各湾曲コンベヤ部分は、他方の半分のディスクに向いて配置される(これらコンベヤ部分の直線縁部が互いに平行でありかつ向き合う。)。これらの湾曲コンベヤ部分の回転方向は、繊維シート106に鉛直軸線104の周りに完全な360°回転を形成させるように指向される。
【0022】
したがって、各湾曲コンベヤ部分102a,102bは、繊維シート106の180°半回転を行う働きをする。この目的のために、公知のやり方で、各湾曲コンベヤ部分は、輪状(又は継ぎ目なし)ベルト110a,110bを具備し、輪状ベルト110a,110bでは、各湾曲コンベヤ部分に半円軌道を進ませる水平方向軸の固定円筒バー112a,112bの周りに張力が付与される。前記輪状ベルトの湾曲縁部114a,114bは、半円軌道を進むのに適した輪状チェーン116a,116b(又は同等物)に固定される。この輪状チェーンには、円筒バー112a,112bと同じ軸線上に位置する2つのソケット車輪117a,117b同士の間で張力が付与され、これらソケット車輪のうちの1つが、モータ118a,118bのうちの1つによって回転される。モータ118a,118bの間では、湾曲コンベヤ部分の輪状ベルトの両方を同じ回転速度で移動させるように同期が取られる。
【0023】
湾曲コンベヤ部分102a,102bは、円形コンベヤに配置された繊維シート106が巻戻されることを可能にするための半径方向スロット120を湾曲コンベヤ部分102a,102b同士の間に残すように、互いから離間される。プレート122は、湾曲コンベヤ部分同士の間のこの間隙の約半分を覆う。
【0024】
半径方向スロット120は、供給テーブルの円形コンベヤ102の下方に、及び円形コンベヤとニードリングテーブル200との間で鉛直方向に延びるほぼ真っ直ぐなシュート400の中に、開口する。このシュートの機能は、コンベヤから巻戻されたシート106を取り上げ、ニードリングテーブル上に鉛直方向にシート106を案内することにある。
【0025】
この目的のために、図2に示されるように、シュート400への入口402は、スロット120に対して少し(円形コンベヤ102の回転方向に)角度的にオフセットしている。有利には、円錐ローラ124は、シュート400が接続される円形コンベヤ102に置かれ、スロット102とシュート400の入口402との間に角度的に狭装される。したがって、このローラにより、コンベヤから巻戻された繊維シート106の自由端が取り上げられかつシュートの入口に向かって案内されることが可能になる。
【0026】
真っ直ぐなシュート400は、その入口402から鉛直方向に延びるチューブ状の中空ダクトの形であり、入口402は、円形コンベヤ102の下方に、ニードリングテーブルの支持トレイ202の曲線をなす外形(図4参照)に適合する形状のシュート400の湾曲した出口404に通じている。このトレイは、鉛直軸線104に中心合わせされ、供給テーブルからシュートによって移動された繊維シートを受け取る。
【0027】
支持トレイ204上にこのようにして移動された繊維シートは、以下に説明されるように、ニードリングヘッドの下を通過するように円形コンベヤと同じ回転方向に鉛直軸線104回りに回転駆動される。この目的から、繊維シートのための回転駆動手段は、互いから角度的に離間された円錐ローラの2つの(又はそれ以上の)対を具備する。ローラ204の各対は、繊維シートと継続的に接触してプレッサローラを形成する円錐ローラ204aと、プレッサローラ204aに面する支持トレイにある開口内に置かれる円錐裏当てローラ204bとを具備し、それにより、繊維シートが円錐ローラ204aと円錐裏当てローラ204bとの間に挟まれる。さらに正確には、裏当てローラ204bがトレイ上に置かれた繊維シートに直接接触するように、支持トレイには孔が開けられる。
【0028】
プレッサローラ204aは回転駆動され、例えば、各プレッサローラ204aは、制御手段(図示されず)により制御されるそれぞれの独立した歯車モータユニット206によって、回転駆動される。裏当てローラ204bは、自由に回転することができ、又は選択任意には駆動されることができる。制御手段は特に、様々なローラの回転の速度の同期を取る働きをする。当然に、ローラのための他の従来の回転駆動手段及び同期化手段が想定され得る。
【0029】
ニードリングテーブルはさらに、鉛直軸線104に中心合わせされ、かつ支持トレイ202から鉛直方向に延びる、2つの環状壁210の形の案内トレイ208を有する。これらの鉛直方向の壁は、横方向補強体212によって共に接続され、当該壁は、繊維シートが鉛直軸線回りに回転する間に、繊維シートの横方向の案内を提供する働きをする。
【0030】
有利な構成において、案内トレイは、案内トレイが繊維シート106のための横方向の案内を提供するために支持トレイ202上に載っている、低い作用位置(図5A)と、案内トレイが前記支持トレイよりも上に位置決めされる、上昇した非係合位置(図5B)との間で、前記支持トレイ202に対して鉛直方向に移動可能である。案内トレイ208の上昇した位置にある際に、ニードリングされた繊維シートから形成される織物構造214を、以下にさらに詳細に説明される除去手段によって除去テーブル300上に容易に取り除くことができる。
【0031】
案内トレイ208の鉛直方向の移動は、例としてアクチュエータ216によって提供され、当該アクチュエータは、供給テーブル100に固定された当該アクチュエータの筒状体216aと案内トレイに留められた当該アクチュエータのロッド261bとを有する。アクチュエータは、制御手段(図示しない)によって作動される。案内トレイは、鉛直軸線104に中心合わせされかつ供給テーブルに留められたバー218の周りを並進移動で上昇させられる。
【0032】
さらに、シュート400には、供給テーブル100に固定された一方の部分400aと、ニードリングテーブルの案内トレイ208に固定された他方の部分400bとが存在し、案内トレイの移動中に、これら2つの部分400a,400bが一方を他方の内部に並進移動させるのに適しているという理由で、この鉛直方向への移動が可能になる(図5A及び図5Bの例においては、案内トレイに固定される部分400bが、案内トレイの移動中に供給テーブルに固定される部分400a内部に並進移動する。)。
【0033】
案内トレイ208がニードリングヘッド(以下に説明される)の形状に対応する角度切欠き219を有し、それにより、案内トレイが鉛直方向に移動するときに、案内トレイが通過することを可能にすることが、認識されるべきである。
【0034】
他の有利な構成において、案内トレイ208は、シュート400からの出口に置かれる円錐プレッサローラ220も有する。このプレッサローラは、繊維シートがシュートから離れるときに、繊維シートがニードリングヘッドの下を通過する前に正確に繊維シートを平坦にするように、繊維シートのすぐ上にさらに精密に位置決めされる。好ましくは、繊維シート及びプレッサローラ220に回転駆動を伝達するための2対のローラ204は、約120°だけ互いから角度的に離間される(図4)。さらに、プレッサローラは案内トレイに固定されるので、案内トレイと共に鉛直に移動するのに適する。
【0035】
いくつかの決められた数の返し付き針(barbed needle)又は鉤針を有し、シートに回転駆動を伝達するための2対の円錐ローラ204同士の間で支持トレイの上に鉛直に置かれるニードリングヘッド222によって、支持トレイ上に移動された繊維シートはニードリングされる。公知のやり方で、互いに重ね合わされた様々な繊維シートの層が互いにニードリングされることを可能にするために、ニードリングヘッドは、従来の駆動手段224による鉛直往復移動によって駆動される。加えて、ニードリングテーブルの支持トレイ202は、ニードリング作用が進行するときに、駆動手段226からの駆動により鉛直方向に移動可能である。
【0036】
事前に決められた最終的な厚さが織物構造について得られた後シートを切断するために、ニードリングヘッドから上流に置かれる切断手段がさらに提供される(図示されないセンサは、様々な層同士が互いに重ねられるときに、精密にこの厚さを監視する働きをする。)。図4に示されるように、これらの切断手段は、案内トレイ208により支持されるガントリ230に沿って半径方向に移動可能である円形ナイフ228を具備し、ガントリを、繊維シートの回転方向において、プレッサローラ220の角度的に後に置くことができる。当然に、他の切断手段が想定され得る。
【0037】
シートが切断され、構造がニードリングされると、図6に示される除去手段により、織物構造が、熱処理場などの生産ラインにおける他の場所に移送するための除去テーブル300上に移送されることが可能になる。この目的のために、除去手段は、半径方向に延びるマニピュレータアーム302であって、繊維構造214を保持し繊維構造214を除去テーブルのトレイ306に除去するための被蝶着指状体304が設けられるマニミュレータアーム302を具備する。この除去作用は、図5Bに示されるように、ニードリングテーブルの案内トレイがその上昇した位置にあることを必要とする。
【0038】
中央制御手段(図示されない)が、供給テーブルの湾曲コンベヤ部分のモータ118a,118bと、ニードリングテーブルの支持トレイ202の駆動手段226と、繊維シートを回転駆動するための円錐ローラ204の対の歯車モータユニット206と、ニードリングヘッド222を駆動するための駆動手段224と、繊維シートを切断するための切断手段228,230と、織物構造を除去するための除去手段302,304とに、接続されることが認識されるべきである。これらの中央制御手段は、継続的なニードリング工程を得るために必要とされる同期化及び制御を提供する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
らせん状繊維シートから形成される織物構造をニードリングするための円形ニードリング機械(10)であって、
当該機械が、ニードリング用のらせん状繊維シートを供給するための供給テーブル(100)の下に配置されるニードリングテーブル(200)を具備する、
機械において、
供給テーブルが、ニードリング用のらせん状繊維シート(106)をその上に受け取るための円形ベルトコンベヤ(102)を具備し、
コンベヤが、
鉛直軸線(104)に中心合わせされ、
コンベヤに受け取られる繊維シートを継続的に巻戻すために、円形コンベヤの下に開口する半径方向スロット(120)を有し、
スロットが、コンベヤから巻戻されたシートを取り上げニードリングテーブルの上に当該シートを移動させるように、コンベヤとコンベヤの鉛直軸線に中心合わせされたニードリングテーブルの支持トレイ(202)との間に、鉛直方向に延びるほぼ直線のシュート(400)に向かってコンベヤの下に開口し、
前記支持トレイが、鉛直軸線回りに繊維シートを回転駆動するための手段(204,206)を有する、
機械。
【請求項2】
さらに、ニードリングテーブル(200)が、
案内トレイ(208)であって、
鉛直軸線に中心合わせされ、
案内トレイが前記支持トレイに載っている低い作用位置と、
案内トレイが前記支持トレイよりも上に位置決めされる上昇した非係合位置と
の間で、支持トレイ(202)に対して鉛直方向に移動可能である
案内トレイを含む、
請求項1に記載の機械。
【請求項3】
シュート(400)が、
供給テーブル(100)に固定される一方の部分(400a)と、
ニードリングテーブルの案内トレイ(208)に固定される他方の部分(400b)と
を有し、
これらの部分は、案内トレイの鉛直方向への移動中に、一方を他方の内部に並進移動させるのに適する、
請求項2に記載の機械。
【請求項4】
繊維シートを回転駆動するための手段が、
互いから角度的に離間され、
ニードリングテーブルの上に移動される繊維シートと接触するように構成される、
2対の円錐ローラ(204)を具備する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の機械。
【請求項5】
ニードリングテーブルの案内トレイ(208)に固定され、
シュート(400)からの出口に置かれる、
円錐プレッサローラ(220)をさらに具備する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の機械。
【請求項6】
供給テーブル(100)がさらに、
コンベヤから巻戻されたシートの自由端が、取り上げられかつシュートに向かって案内されることが可能になるように、
円形コンベヤ(102)の下に置かれ、かつ、
スロット(120)とシュートの入口(402)との間に角度的に狭装される、
ローラ(124)を含む、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の機械。
【請求項7】
さらに、ニードリングテーブルの支持トレイ(202)から織物構造(214)を除去するための手段を含む、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の機械。
【請求項8】
織物構造を除去するための手段が、織物構造(214)を保持し除去するための被蝶着指状体(304)が設けられたマニピュレータアーム(302)を具備する、
請求項7に記載の機械。
【請求項9】
さらに、ニードリングテーブル(200)が繊維シートを切断するための切断手段(228,230)を具備する、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の機械。
【請求項10】
供給テーブル(100)の円形コンベヤが2つの湾曲コンベヤ部分(102a,102b)を有し、
各湾曲コンベヤ部分が、
半分のディスクの形をしており、
互いに他方に向いて配置され、
スロットが、2つのコンベヤ部分同士の間に残された間隔によって形成される、
請求項1〜9のいずれか1項に記載の機械。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5A】
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【図5B】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−132655(P2011−132655A)
【公開日】平成23年7月7日(2011.7.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−284640(P2010−284640)
【出願日】平成22年12月21日(2010.12.21)
【出願人】(591131361)メシエ−ブガッティ (64)
【氏名又は名称原語表記】MESSIER BUGATTI
【Fターム(参考)】