(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維ストリップマルチアプリケーターヘッドであって、
該繊維ストリップマルチアプリケーターヘッドは、ローラーと繊維ストリップの移動のための引張り手段と選択切断システムとを有してなり、
該ローラーは各繊維ストリップ（１）のガイドとして機能し、該繊維ストリップは個々に添加領域（２）に導かれ、添加領域では繊維ストリップが圧力システムにより圧縮され、
選択切断システムは繊維ストリップ（１）の通過通路のための領域に関連して配列されて繊維ストリップを切断し、
該ローラーは、マスターローラー（４）、圧縮ローラー（１３）、及びドリーローラー（１１）を含み、該繊維ストリップマルチアプリケーターヘッドでの側部に配置されたユニットである側部ユニット中に分布されており、該繊維ストリップ（１）は側部ユニットから本体（３）の構造により画定される中空部を通って導かれ、
該繊維ストリップは該繊維ストリップマルチアプリケーターヘッドでの上部に位置するマスターローラー（４）により引っ張られ、該マスターローラーが機械的またはコンピューター同期システムにより各回転支持体（１５）中に配置されたブレード（１４）により構成される切断システム（５）と同期し、該繊維ストリップ（１）の添加領域（２）に関連して圧縮ローラー（１３）により構成される圧力システムが含まれており、該圧縮ローラーは該繊維ストリップを添着する表面に合った可撓性材料で形成されており、該マスターローラー（４）が周縁に凹部（１２）を具えたリング（４．１）により形成されており、ドリーローラー（１１）に対してマスターローラー（４）の周縁の所定領域が該繊維ストリップ（１）の引張りを駆動し、さらにマスターローラー（４）の前記周縁の領域が、該繊維ストリップ（１）が該添加領域（２）へ自由に通過する通過通路を有することを特徴とする繊維ストリップマルチアプリケーターヘッド。
【請求項２】
各側部ユニットの該切断システム（５）は各回転支持体（１５）内に配置されたブレード（１４）からなり、該異なる繊維ストリップ（１）の通過通路のための領域に対応して、該ブレード（１４）の支持体（１５）は同期方法により対応するマスターローラー（４）の該各リング（４．１）に個別に連結されており、これにより該繊維ストリップ（１）を切断するサイクルが該繊維ストリップの移動と組み合わせて行われることを特徴とする請求項１に記載の繊維ストリップマルチアプリケーターヘッド。
【請求項３】
該本体（３）がその間に中間デバイダー（６）を具えた平行なシートの構造により形成され、該構成するシートの間の該離れた空間が該添加領域（２）の方に該繊維ストリップ（１）を導く該中空部を画定し、該デバイダー（６）は孔を有しており、これにより潤滑空気の注入が可能となって導かれる該繊維ストリップ（１）間の摩擦が低減されることを特徴とする請求項１に記載の繊維ストリップマルチアプリケーターヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の繊維ストリップマルチアプリケーターヘッドにより該繊維ストリップを添加すべく、各繊維ストリップを切断/再スタートさせる各完全サイクルの以下の作業を行う方法であって、該繊維ストリップが該繊維ストリップマルチアプリケーターヘッドを通って前方に自由に該圧縮ローラーへと移動する位置からスタートして、該マスターローラーが該繊維ストリップの前方移動と同期する速度まで加速され（加速段階（Ａ））、その時該マスターローラーがその前記周縁の前記凹部でない領域を用いて該繊維ストリップを捕捉し（繊維ストリップ捕捉段階（Ｂ））、該繊維ストリップが該マスターローラーにより捕捉されるとともに該切断システムの同期移動が該繊維ストリップを切断し、爾後該マスターローラー中に捕捉された該繊維ストリップの部分の前方移動が停止されるまで減速が起き（減速段階（Ｃ））、捕捉された該繊維ストリップとともに該マスターローラーを該繊維ストリップマルチアプリケーターヘッドの前方移動の速度に達するまで加速することにより該繊維ストリップの再スタートが起き（加速段階（Ｄ））、該圧縮ローラーが該繊維ストリップの端部と接触するまで前記速度で該繊維ストリップを分与し（ローラーへの供給段階（Ｅ））、さらに安全距離は、該繊維ストリップが添着される表面への該繊維ストリップの端部の正しい接着を確実にし（挿入距離（Ｆ））、爾後該マスターローラーは、その前記周縁の領域のうちの前記凹部を用いて該繊維ストリップを解放して停止するまで減速し（減速段階（Ｇ））、該繊維ストリップマルチアプリケーターヘッドを通って該繊維ストリップを前方に自由に移動させることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は層部分の形成のための炭素繊維、ガラス繊維などのストリップの添加に関するものであり、該機能のためのヘッドが添加のための機能的挙動を最適化する手段を有しており、さらにこの発明は該添加を行う方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空、風力および船舶などの構造において、所謂複合材の層の重複により形成される層部分が通常用いられる。これは炭素またはガラス繊維ストリップから構成され、そのためのヘッドにより添加される。
【０００３】
Ｔｈｅ  Ｉｎｇｅｒｓｏｌ  Ｍｉｌｌｉｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ社のアメリカ特許第４６９６７０７号、およびＣｉｎｃｉｎｎａｔｉ  Ｍｉｌａｃｏｎ社のヨーロッパ特許第ＥＰ０３３３０１０号、およびこの発明と同じ出願人のスペイン特許第ＥＳ９３０２５０６号およびＥＳ９４０２１０２号はこのタイプのヘッドについて言及している。
【特許文献１】アメリカ特許第４６９６７０７号
【特許文献２】ヨーロッパ特許第ＥＰ０３３３０１０号
【特許文献３】スペイン特許第ＥＳ９３０２５０６号
【特許文献４】スペイン特許第ＥＳ９４０２１０２号
【０００４】
該ヘッドは対応する材料の繊維ストリップまたは織物（ｗｅｂ）の添加を行うもので、形成される表面の全幅がカバーされるまで側方進行で添加を連続反復する。添加される繊維ストリップまたはバンドは表面について広い。全表面を最小の作業量でカバーする目的のため、層部分の端部を成形するための切断において大量の材料を無駄にする必要があるという欠点がある。特に端部が傾斜または不規則の場合にそうである。
【０００５】
小幅の繊維ストリップを使うことにより、使用された繊維ストリップの長さの個々の調節により縁部については端部においてよりよく適合できるので廃棄材料は低減する。よって必要な成形切断は小さくなる。しかし他方この解決方法だと、全添加表面をカバーするのに必要な作業の数が大きくなり、作業時間が増え効率が低下する。
【０００６】
マルチアプリケーターのヘッドはこの問題を解決すべく例えばスペイン特許第ＥＳ２００２００５２４号などのように開発されてきた。小幅の一連の繊維ストリップが各作業において一緒に添加され、繊維ストリップは全体として大きな添加幅が決定される。該供給された繊維ストリップの貢献は個々に独立である。これにより各繊維ストリップの添加の初めと終り要求されるようになる。空間が内在するような該部分の端部の成形切断が可能となり、必要なときには該対応する繊維ストリップの中断により、該工程は材料の無駄が少なくなる。
【特許文献５】スペイン特許第ＥＳ９４０２１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多くの繊維ストリップを一緒に添加するというこの解決方法は切断システムとの組合せを必要とし、中断時に特定の繊維ストリップを選択個別切断することが可能となるが、この場合切断システムの駆動と該添加領域への繊維ストリップの円形移動との間の完全な同期性が必要となる。
【０００８】
この発明の目的は、多くの繊維ストリップを同時に添加するヘッドの機能を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のヘッドのリールホルダーには繊維ストリップを供給する多重スプールが組み込まれている。該繊維ストリップは個々に分離して添加領域に導かれ、結合バンドを間に置いて突出される。該領域では繊維ストリップに作用する圧力システムにより繊維ストリップが圧縮され、該添加領域の前には選択的繊維ストリップ切断システムが組み込まれている。
【００１０】
添加領域において繊維ストリップ上にある圧力システムはテープが添着される表面に適合する可撓性材料からなるローラーを有している。該ローラーは浮き圧力を働かせる２個のシリンダーにより駆動される。これにより好ましくは繊維ストリップの完全な均一添加が達成される。
【００１１】
ヘッドにおいては、繊維ストリップのガイドとして機能するローラーが各側部ユニット中に対で分布される。そこから対応する繊維ストリップはガイド体の側部を通過して各側部ユニットに行く。各側部ユニットはマスターローラーを有しており、これが繊維ストリップおよび繊維ストリップ切断システムに引きずって行く。
【００１２】
側部ユニットは独立に外方に移動し、保全・清掃作業を容易にする。また添加領域への対応するガイド通路を通っての繊維ストリップの通しを容易にする。
【００１３】
ヘッドの本体は中間デバイダーを具えた平行シート構造により形成される。これにより構成するシート間に空間が画定される。これを通って繊維ストリップが導かれ添加領域に供給される。シート間に含まれたデバイダーは孔を有しており、潤滑剤として機能する空気の注入が行われる。これによりガイド空間中の繊維ストリップの摩擦が低減される。
【００１４】
切断システムは側部ユニット中に積み重ねられ添加領域への異なる繊維ストリップの通路にそれぞれ対応している。これにより添加を中断する必要がある場合には、各繊維ストリップを選択的に切断することができる。
【００１５】
このために切断システムはブレードを有しており、切断作業中に対応する繊維ストリップの長手方向移動に随伴する。これらのブレードは１以上のブレードを有した回転支持体中に、異なる繊維ストリップの移動のためのそれぞれの領域に対応して、配置されている。ブレード運搬支持体は対応する繊維ストリップの移動に同期する回転移動を行う。これにより切断が正確に行われる。
【００１６】
側部ユニットのマスターローラーは一群のリングにより構成され、該リングはそれぞれの移動と回転とにより集められ、各リングはいずれかの繊維ストリップを引っ張ってドリーローラーに対して捕捉する。異なる繊維ストリップのための各切断システムはギアまたは他の機械的、水力的、電気的または他の方法によりそれぞれリングと同期して、上記の機能を果たすのである。
【００１７】
マスターローラーのリングは周縁に凹部を有しており、ドリーローラーに対面した繊維ストリップを離して自由にする。作業のコンピュータ制御により添加領域への正常な供給プロセス中繊維ストリップはマスターローラーの作用からは自由となり、切断が起きるとき、対応するマスターローラーのリングが駆動されて角回転をする。これにより切断される繊維ストリップの捕捉と引張りを同時に行い、対応する切断システムを回転させる。これにより繊維ストリップを固定しながら完全に正確な切断が行われる。またその必要な引張り移動が行われる。これによりプログラムされた速度を低減することなしに、同期した状態で繊維ストリップの切断と再スタートとが行われる。
【００１８】
この発明は上記のヘッドを用いて繊維ストリップの添加を行う方法にも関するものであって、テープがヘッドを通って圧縮ローラーの方に移動する位置から始まる。テープの前方移動と同期する速度に達するまでマスターローラーが加速される。このときマスターローラーがテープをこの領域における大直径部分で捕捉する。テープはかくしてマスターローラーに捕捉され、切断機構の同期移動がテープを切断する。ついでマスターローラーにより捕捉されたテープの部分の前方移動が停止するまで減速が起きる。
【００１９】
この状態になったら、添加表面上のヘッドの前方移動の速度に達するまで捕捉されたテープと一緒のマスターローラーを加速することにより、テープの再スタートが起きる。圧縮要素との接触、さらに添加表面へのテープ端部の正しい添着のための安全距離まで該速度でテープを分与する。爾後マスターローラーはこの段階の対応する領域において小径によりテープを解放し、停止まで減速する。これによりテープはヘッドを通って前方へ自由に移動する。
【実施例】
【００２０】
この発明においては、炭素繊維ストリップ、ガラス繊維ストリップなどにより層部分を形成するものであり、多重群形成添加バンドとして添加される機能を改良するものである。
【００２１】
ヘッド２３は１以上のリールホルダー２４と組み合わせて配置され、供給される繊維ストリップ１を供給するスプールが組み込まれている。該繊維ストリップは個別に添加領域２の方に導かれ、一緒に供給されて形成されるものの一部をなす表面上に添加ウエブを形成する。
【００２２】
実際の配置では、繊維ストリップ１を供給するリールは各側部ユニット内に対で配置される。繊維ストリップ１は各側部ユニットが組み込まれている添加ヘッドの本体３の側部により導かれる。該側部ユニットはマスターローラー４により形成されており、該マスターローラーは対応する繊維ストリップ１を添加領域２と切断システム５の方に引っ張る。切断システム５により繊維ストリップ１の個別選択切断が行われて、対応する部分において添加が中断される。
【００２３】
ヘッドの本体３は平行シートの構造により形成され、図２、３に示すように、シート間にはデバイダー６が介在する。本体３のシートの間には空間があり、添加領域２の方への通路においてこれを通って繊維ストリップ１が個別に導かれる。
【００２４】
デバイダー６は孔を具えており、該孔を通って潤滑剤として機能する空気の注入が行われ、該ガイド用空間を通る通路内での繊維ストリップの摩擦を低減する。
【００２５】
図４〜６に示すようにマスターローラー４は軸方向に集められた一連のマスターローラー４により構成されており、該リング４．１はボール７により個々に行き来するものである。異なるリング４．１がベアリングの部分のように独立に回転する。
【００２６】
各マスターローラー４を構成するリング４．１は各モーター８により独立して回転駆動される。それらは軸９に対してマスターローラー４の内側を延在している。ピニオン１０により個々の駆動のために対応するリング４．１を具えた歯車列を構成している。
【００２７】
かくしてマスターローラー４の各リング４．１は添加領域への繊維ストリップ１の通過領域に対応し、対応するドリーローラー１１とは対照的に各繊維ストリップ１を引っ張り、プロセスに必要とさせる速度を与える。
【００２８】
マスターローラーのリング４．１は周縁に凹部１２を有しており、ドリーローラー１１に対面する周縁領域において、対応する繊維ストリップ１は捕捉されるかまたはリング４．１およびドリーローラーに入らず、繊維ストリップ１が捕捉されたときに繊維ストリップの加速または減速を行い、捕捉が行われない場合には通路から離して自由にする。
【００２９】
繊維ストリップ１の供給プロセスにおいては、繊維ストリップ１は添加領域２に導かれ、そこで圧力システムによりテープを添着される表面に対して押圧される。第１の供給段階においては、マスターローラー４の対応するリング４．１により繊維ストリップ１は添加領域２の方に引っ張られ、これにより繊維ストリップ１に対して添加速度に必要な加速が行われる。爾後ヘッド自体の移動により引っ張られ、添加圧力によりリング４．１を自由にする。
【００３０】
添加領域２において繊維ストリップ１に作用している圧力システムは、繊維ストリップ１が添加される表面に適合することのできる可撓性材料からなるローラー１３を有している。該ローラーは浮き圧力を働かす２個のシリンダーにより駆動され、これにより繊維ストリップ１の完全な均一の添加が達成される。
【００３１】
各側部ユニットの切断システム５はブレード１４を有しており、このブレード１４が添加領域２への導きにおいて異なる繊維ストリップ１の通過のための領域に関連して作用する。図９〜１１に示すように、該ブレード１４は対応する回転支持体１５中に組み込まれており、各ブレード１４の回転支持体１５は回転カップリング１６により対応するマスターローラー４のリング４．１に連結されている。
【００３２】
各ブレード１４は各マスターローラー４の対応するリング４．１の駆動と同期関係にある。ブレード１４の支持体１５と対応するマスターローラー４のリング４．１との間の回転カップリング１６は同期できるものならいかなる機械的、水力的、電磁的タイプであってもよい。
【００３３】
ドリーローラー１７は対応する繊維ストリップ１の通過領域とは反対側のブレード１４と対面する位置に配置されており、これに対してブレード１４が作用して繊維ストリップ１を切断する。この切断の間、ブレード１４は切断される繊維ストリップ１の移動に随伴する。かくして強く引っ張ったり粗くしたりして切断が低下するのを防止する。
【００３４】
この構成により、繊維ストリップ１の通過のための異なる領域へ対応するブレード１４を運ぶ異なる支持体１５の回転により、各添加作業の終端または添加がされない中間位置で、繊維ストリップ１の添加が中断されなければならない場合には、各繊維ストリップ１の切断が駆動される。外郭線（ｏｕｔｌｉｎｅ）を具えかつ空間または窓を具えた部分の形成が連続プロセス中に材料の無駄を最少にして可能となる。作業速度を低減する必要もなく生産性が向上する。
【００３５】
このためには、マスターローラー４のリング４．１の凹部１２および切断システム５の各ブレード１４を適切な相対角位置に配置することが必要である。各繊維ストリップ１のスタート・切断・停止プロセスはリング４．１の回転駆動のプログラム制御により行われる。
【００３６】
カップリング１６によりブレード１４の回転支持体１５が対応するリング４．１に連結されているが故に、それらの間で完全な同期が存在する。各リング４．１は切断システム５の各ブレード１４を支持している支持体１５のサイズのｎ倍であると予測される。これによりスタート・切断・停止プロセスがリング４．１の完全な回転とともに起きることができる。
【００３７】
ブレード１４の支持体１５の展開は図１２に示した長さに等しく、領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは切断プロセスの異なる段階を示すものである。
【００３８】
支持体１５の展開の長さは切断される繊維ストリップ１の最少の長さに等しく、以下の段階の異なる領域に対応するものである。
【００３９】
領域Ａ：切断指令１８が受け取られると、リング４．１が繊維ストリップ１の移動速度に対応する回転速度で駆動される。
【００４０】
領域Ｂ：リング４．１の回転により、繊維ストリップ１が該リング４．１の周縁の非凹部領域と対応するドリーローラー１１間で捕捉され、ブレード１４の支持体１５の回転が同時に起き、該ブレードが繊維ストリップ１に達して対応するドリーローラー１７に対してこれを切断１９する。切断の間ブレード１４は繊維ストリップ１に随伴する。
【００４１】
領域Ｃ：いったん繊維ストリップ１が切断されると、リング４．１により繊維ストリップ１は停止するまで減速される。モーター８のギアが変わって、上記リング４．１を駆動する。一方、切断された繊維ストリップ１の前部がそれ自身の添加プロセスにより引っ張られ、添加表面上に置かれて圧縮される。
【００４２】
領域Ｄ：再スタート指令２０が受け取られると、リング４．１は再び駆動されて繊維ストリップ１を引っ張り、それを添加プロセスへの供給速度まで加速する。
【００４３】
領域Ｅ：いったん必要な速度に達すると、繊維ストリップ１は添加領域２に導かれる。
【００４４】
領域Ｆ：繊維ストリップ１は再び添加領域２に達し、テープを添着するプロセス自体により与えられた距離が保たれて、添加表面上での正確な圧縮２１が確実となる。
【００４５】
領域Ｇ：プロセスの初期状態に戻り、繊維ストリップ１の添加が続けられる。
【００４６】
マスターローラー４と切断システム５を支持している側部ユニットにおいては、スライド２２がガイド上を移動して、各側部ユニットは本体３の外に移動できる。これにより、実施しなくてはならない保守および／または清掃が容易となり、添加領域２への通過のための対応する空間への繊維ストリップ１の通しも容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
層部分の形成のための炭素繊維、ガラス繊維などのストリップの添加を行う産業において広く利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ヘッドの前面斜視図である。
【図２】ヘッドの詳細断面図である。
【図３】ヘッド本体の詳細斜視図である。
【図４】マスターローラーの断面図である。
【図５】マスターローラー駆動システムの拡大斜視図である。
【図６】マスターローラーユニットの断面斜視図である。
【図７】ヘッドの機能ユニットの模型図である。
【図８】上記機能ユニットの一部の拡大模型図である。
【図９】機能ユニットの一部の斜視図である。
【図１０】繊維ストリップ切断作業の模型図である。
【図１１】圧縮ローラーの斜視図である。
【図１２】この発明の一実施例を示す図である。
【図１３】この発明の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１      繊維ストリップ
２      添加領域
３      本体
４      マスターローラー
４．１  リング
１４      ブレード
１５      回転支持体
【図１】
0004790714.tif 000002
【図２】
0004790714.tif 000003
【図３】
0004790714.tif 000004
【図４】
0004790714.tif 000005
【図５】
0004790714.tif 000006
【図６】
0004790714.tif 000007
【図７】
0004790714.tif 000008
【図８】
0004790714.tif 000009
【図９】
0004790714.tif 000010
【図１０】
0004790714.tif 000011
【図１１】
0004790714.tif 000012
【図１２】
0004790714.tif 000013
【図１３】
0004790714.tif 000014