专利名称：用于连续制造多轴向织物幅的方法
技术领域：
本发明涉及一种用以连续制造一多轴向织物幅的方法，其中将一 织物通过绕一平面的巻绕成形为一多轴向织物，和一种用以实施该方 法的装置。
背景技术：
长纤维增强的纤维复合构件是技术织物的一重要的应用领域。增
定以后的复合构件的特性。上述多轴向织物、同样MD或多向的织物 在此起着一特别的作用，因为与其他的织物相比其允许面状的结构， 其提供所应用的纤维的特有的特性的较高的利用，同时降低制造成本 并从而降低构件成本。
为了制造多轴向织物使用不同的技术。 一接近的技术是采纳一类 似于织造的方法，其中将一绵纱与织物幅的延伸方向成一角度敷设。 但该方法是緩慢的并且在细纤维时允许不大的制造速度。以下一种方 法已证明可显著更快地制造，在该方法中将上述单轴向织物、同样UD 或单向的织物通过绕一平面的巻绕成形成为一多轴向织物。
在公开文本DE 10 2005 000 115A1中公开一种用于制造一多向的 织物幅的方法，其中在该方法中围绕一纤维沿织物幅的延伸方向定向 的织物以相对于延伸方向成一角度巻绕两其他的料幅，同时形成一多 轴向织物。该多轴向织物因此具有至少三层。它们是成一角度巻绕的 织物的两对置的层和所谓零度料幅，后者具有沿织物幅的延伸方向的 纤维。 一这样的织物具有关于抗拉强度的有利的特性。日本专利申请JP2003221771A公开关于一种用于制造一多轴向织 物幅的方法，其中只有绕两大致手宽的丝带巻绕多个成一角度巻绕的 织物幅，它们保留于织物中。通过该方法形成一多轴向织物，其具有 各增强的边缘。各增强的边缘一方面具有如下优点借此织物特别在 各边缘上具有一高的韧性或一高的稳定性，在另一方面该织物具有如 下缺点由于在各边缘上增大的材料厚度，材料不可能稳定地巻绕到 一辊子上而另一方面因此不可能构成一纤维增强的塑料的均匀的层厚 度，因为各侧面的带不必要地增大了织物的厚度。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种用于制造多轴向织物的方法，其 克服现有技术中的缺点。
通过釆用多各张紧元件作为平面的界限达到本发明的目的，单向 的织物绕该平面巻绕，其中在这样制造的织物幅的巻绕以后可移除或 分离各张紧元件。由诸从属权利要求得出本发明的其他的有利的实施 形式。
与JP 2003 221771A中公开的方法相比，按照本发明采用一对抗 拉的张紧元件，它们用作倾斜于织物的延伸方向设置的各织物幅的巻 绕平面。借此形成一多轴向织物幅，它们首先只疏松地相互粘附，并 且在通过两轧光辊筒的巻绕以后被延伸。在各轧光辊筒中制出多个相 应的凹槽，各张紧元件在其中运行，从而可以独立于各张紧元件的尺 寸选择各轧光辊筒的间距。轧光辊筒牢固地接合各织物幅，使其在必 要时通过粘合剂或胶粘剂的应用构成一牢固的多轴向织物。此外有可 能使织物与张紧元件一起或无张紧元件经受一浸渍粘合方法或定型方 法，借此为了继续加工可巻绕织物并且是很容易操作的。在轧光或浸 渍以后立即可以通过一边缘的切割将多轴向织物幅与各张紧元件分 离。在该切割步骤将去掉的各张紧元件或巻绕在另一滚筒上，此时各 张紧元件可选择地在巻绕之前还可以摆脱在各张紧元件上粘附的纤 维。但同样有可能，各张紧元件代替巻绕重新返回过程中，从而各张 紧元件在一连续环线中引导。此外有可能，巻绕各张紧元件并且在制成由多轴向织物的各织物幅退绕以后，可以将巻绕的各张紧元件重新
返回过程，通过在一退绕辊子上将其重新供给生产过程。此外有可能，
代替分离在继续加工时从织物中拉出各张紧元件，只要确保不发生织物在各张紧元件上的粘附。
将单向的织物横向于延伸方向供给巻绕平面，其中例如在延伸方
向与供给方向之间可以夹成45。的角度。但按照要求也可以夹成其他的在0。与90。之间的角度。还可以符合目的的是，供给一单轴向织物的第三料幅，其例如定位在各横向供给的单轴向织物之间。因此产生的三层的多轴向织物特别适用于承受沿多轴向织物的纵向延伸的拉应力，其例如由于多轴向织物从巻绕平面中的拉出而可能产生。该附加的第三层可以由与倾斜供给的单轴向织物相同的材料或由另 一适合的材料构成。因此可以例如作为第三层供给一胶粘格网或粘附格网，借其单轴向织物的各相互贴紧的层可相互胶合。
此外有利的是，使在轧光辊筒的外表面中的各凹槽这样地构成，使沿纵向方向在多轴向织物中产生的拉力只发生在各凹槽的区域内，亦即发生在设置在多轴向织物中的各张紧元件的区域内，并且其余的在中间在各张紧元件之间设置的多轴向织物的部分基本上保持无应力的。该实施形式能够按简单的方式和方法制造一高质量的多轴向织物。
此外建议，多轴向织物在轧光以后借助于一针辊或一针杆处理，亦即设有多个网眼，其设置用于在多轴向织物可能出现的以后的树脂化时在此所采用的树脂可以很好地进入多轴向织物中，以便提供均勻品质的尽可能优质的材料。在此在多轴向织物中制出的网眼可以按照要求按极不同的式样制入多轴向织物中。
为了实施该方法原则上具有两不同的可能性。在一第 一可能性中在方法中采用两个辊子，在其上预置纤维材料的单向的织物。这两辊子处在一刚性的轴上。在此相对设置各辊子，由其提取单向的织物并在各辊子之间构成一装置，在其中退绕两个张紧元件，所述张紧元件用作一用于单向的织物的巻绕平面的界限并且通过两轧光辊筒引导。在此可以在轧光之前去掉各张紧元件，其中各轧光辊筒给予织物必要的机械张力。或者可以在轧光以后去掉各张紧元件。接着使两张紧元件绕一在中心并平行于两张紧元件的轴旋转并且这样由各辊子退绕单轴向织物，各辊子提供单轴向织物，并绕由两张紧元件构成的平面巻绕。随着与两张紧元件一起旋转的平面， 一对轧光辊筒和处在各轧光辊筒附近也一起旋转的各装置也旋转，各装置在轧光之前或以后例如通过切割从多轴向织物的边缘上去掉各张紧元件。在此各张紧元件平行于多轴向织物巻绕或重新返回过程。 一可选的步骤是清除切下的张紧元件上留下的奸维和粘合剂残余物。由于通过切割在多轴向织物中形成在侧面开放的纤维，已证明有利的是，通过一相应的装置缝合多轴向织物的各侧边缘，从而织物可能不易于在各侧边散边，由此不利于加工多轴向织物。
在本发明的方法的第二实施形式中也有可能，固定地保持退绕和重新巻绕各张紧元件的整个装置、轧光辊筒对和切割和缝合装置，而将两个带有单向的织物的辊子绕各张紧元件的平面巻绕。
在两实施方案中存在由各张紧元件构成的平面相对具有单轴向织物的材料的相对运动，该材料预置在各辊子上并巻绕到平面上。
为了稳定巻绕过程，在本发明的方法的一优选的实施形式中设定将各张紧元件拉毛或各张紧元件设有一粘合剂或胶粘剂。各张紧元件的拉毛或各张紧元件的粘合剂或胶粘剂涂层产生的结果是，各张紧元件更可靠地抓住织物，由其制成多轴向织物，这产生的结果是，均匀地成形这样形成的织物并且退绕的单向的织物不易于仍在轧光过程和紧接着的分离过程期间滑落。在此在本发明的方法的另 一实施形式中也可以采用 一具有很少的粘合剂的织物，从而各交错巻绕的单轴向织物相互粘附并形成一更牢固的织物幅。在此也有可能，作为原材料使用一所谓预浸胶体，其中各纤维设有一仍未变硬的粘合剂或一未聚合的胶粘剂，其在一任选的以后的过程中可以任选硬化。此外也有可能采用一粘附纤维格网用以稳定各织物幅，将其在各张紧元件之间退绕或引导并且相互连接各料幅。
一这样制成的多轴向织物幅可以由不同的纤维材料制成。有可能
8采用粘合的织物作为多轴向织物幅的原材料，可以采用纺织品、针织物，但也可以采用非织造织物或单向或多向设置的单纤维、玻璃丝条、纱线或纤维层。
构成纤维的材料可以是玻璃、碳或芳族聚酰胺纤维，或者可以采用天然纤维，如亚麻、黄麻或剑麻。也有可能采用塑料纤维，如聚丙
烯、PBO、聚酯或聚乙烯。
所应用的张紧元件可由金属丝或丝带构成，其必要时由金属制造。或者有可能采用塑料，此时优选也用于织物材料，从而还有可能将完
成的织物与各张紧元件一起供给继续的生产过程。在这种情况下当然不需要将各张紧元件与织物分离。
为了实施该方法设置一装置，其设有至少一个用于纤维材料的巻绕辊、 一轧光装置和必要时分离装置以及多个用于各张紧元件的巻绕和退绕的各辊，其中各张紧元件平行张紧地从各辊上退绕并因此保持在一平面内，它们构成该平面以便绕其巻绕织物。此外可以将装置与一分离装置相连接，从而已在巻绕过程以后短时内就可以去掉各张紧元件。或者有可能通过一浸渍装置引导织物连同各张紧元件，从而在完成硬化以后制成一柔性的但本身稳定的织物。最迟在浸渍装置以后可以去掉各张紧元件或对于其本身由织物材料构成的情况保留于织物中。
本发明还涉及一种用以制造一多轴向优选由碳纤维材料构成的织物的方法，其中将至少一个储存装置的单轴向织物绕一巻绕平面巻绕，
此时巻绕平面和所述至少一个储存装置相互旋转，以便绕巻绕平面巻绕单轴向织物，以及一用以实施本发明方法的相应的装置。
为了制造纤维增强的塑料采用由纤维制成的织物，其用一塑料包封。塑料和纤维的复合在此给予纤维增强的塑料一高的相对拉应力的稳定性，其中拉应力稳定性取决于在织物中存在的纤维的定向。纤维增强的塑料特别用于要求一高的承载能力与微小的重量相结合的场合，例如在飞机制造或造船中。为了配备具有一尽可能小的重量的纤维增强的塑料必需的是，涂覆到纤维上的塑料量保持尽可能地少，其中塑料应该完全包围纤维。在釆用纺织的纤维时与纤维的直径相比涂覆较厚的纤维层并由此具有一提高的塑料要求，其导致一具有大层厚度的纤维增强的塑料构件并因此导致大的重量。因此在实践中人们转向采用由纤维材料构成的织物，在其中均匀地设置各个纤维并且相互不交叉，以便借此保持尽可能小的层厚度的增大并从而保持尽可能少的纤维材料的塑料要求。由于已知，塑料只沿纤维方向具有一高的抗
拉强度，釆用多轴向织物，其中在多个平面内敷设纤维，其中在每一平面内纤维具有一优选方向并且按可能性并不相互交叉。极简单地这
样制成的多轴向织物是一织物，在其中交叉重叠地敷设一纤维排列的两料幅。这种织物如此制造，在其中要么一织物幅的各部分分别与料幅相互成一角度敷设，其中首先一下面的层和接着一上面的层由各个部分合并。在这时将各个由平行四边形组成的组件合并成长的料幅。但该方法不适用于经济地制造较大的数量，如其在工业的制造过程中需要的。
因此在另一方法中人们转向成一角度绕一板巻绕一个或两个料幅并从板中拉出这样形成的纱巻。该过程可以连续地实施，此时从板中拉出纱巻并紧接着压实成一织物。 一这样的方法在实践中已证明是难以可控制的，特别是如在碳纤维的情况下，纤维具有一差不多流动的性能。这意味着，各纤维由于其微小的重量和其在表面上的微小摩擦容易叠合并因此阻碍一均匀成形的织物幅的构成。 一织物的性能的流动性越大，在此一均匀成形的多轴向织物的制造越困难。在绕板巻绕时需要的是，位于板最下面的织物在从板中连续地拉出时不易于使各个纤维从板中退绕并因此具有一捻转，其在拉出织物以后导致各纤维斜绕或交叉。交叉使织物在质量上与一均匀成形的无交叉的多轴向织物相比较是不好的直到是不能用的。如果织物较强地张紧在巻绕板上巻绕，则尤其出现纤维的退绕。相反如果织物松动地绕板敷设，则各个纤维有可能在从板上滑落时相互交叉或构成环线。这也导致在质量
上不好的或不能用的结果。
本发明的目的是，提供一种装置和方法，其中将一单轴向织物通过绕板的巻绕成形为多轴向织物，其中在从板上拉出纱巻时按可能性拟避免摩擦，以便得到一均匀成形的多轴向织物。
通过在巻绕平面的相对置的侧面上的应用至少一个带传动达到本发明的目的，由诸从属权利要求得出本发明的其他的有利的实施形式。
绕其巻绕一单轴向织物的巻绕平面具有如此大的厚度，而使得在用作为巻绕平面的板内可以设置一带传动装置。虽然由此显著增大巻绕平面的厚度，从而纱巻在从巻绕平面中拉出时形成一圆筒状织物，其在另一步骤中必须成形为一织物，但带传动在巻绕平面的对置的侧面上的外尺寸能够设置一机械，其允许完全无摩擦地从巻绕平面中拉出纱巻。纤维不在一表面上滑动并且也不从其上退绕，而带传动连续地向前输送纱巻并同时在巻绕平面的末端释放纱巻。不同于一巻绕平面的低摩擦的实施形式，例如通过利用一表面的涂层，其具有一微小的摩擦阻力，在这里设定，通过优选至少一个带传动装置构成巻绕平面。
在本发明的有利的实施形式中设定，在方法中和在相应的装置中为此设置一传动带的交叉导向，其中在巻绕平面的对置的侧面上自由地引导传动带。通过传动带的交叉导向实现在巻绕平面的对置的侧面上的前进运动是完全均匀的。因此可以省弃两个前进运动的同步装置，这导致一按照本发明的机械的简化的结构。由于在巻绕平面的对置的侧面上的前进运动时很重要的是，巻绕平面在任何时刻具有一相同的速度，借此通过两侧面的同步运动避免各个纤维的捻转。通过一传动带或一宽的带的交叉导向达到，传动带在中心在两外边缘或巻绕面之间设置，其中在传动带的两外边缘上的行程在交叉导向时是等长度的。通过传动带的交叉导向确保，传动带既不必伸长又不必收缩，因此可以采用一沿前进运动方向刚性的传动带。可以高度地张紧一这样的传动带并且允许本发明的装置的刚性的实施形式。
为了敏感的纤维在向一多轴向织物重叠时不与各运动的部分发生接触，设定传动带存在一越过巻绕板的各角上的传动辊或导向辊的微小的超出量。在本发明的方法和本发明的装置中在用作为巻绕平面的
11板的各角中设置四个垂直设置的传动辊和/或导向辊。它们大致在中心借助于一轴在一轴承中镶边。传动带越过传动辊和/或导向辊的宽度的超出量导致越过镶边和轴承输送经由传动带张紧的纤维，而不发生纤维与这些运动的部分的接触。在此必须将超出量的大小选择成使一可能存在的机械为了嵌接传动辊和/或导向辊设置在超出量的大小内。通过传动带的交叉导向达到，传动带在巻绕板的中心相对于在各侧面上的外尺寸需要在高度上较小地扭转，但为此需要在宽度上较大的扭转。减小高度在这里对于很敏感的纤维的导向是重要的前提，以便其不与各运动的部分或不与其速度不同于前进速度的各部分发生接触。
在本发明的一有利的实施形式中设定，使用一成型传动带，其具有至少一个向成型传动带的传动侧面的凸起。通过所述至少一个在一成型传动带的传动侧面上的成型凸起达到，使得可以绕传动辊和/或导向辊引导传动带，其中通过扭转必要时可以在各辊上产生力，其引起传动带从传动辊和/或导向辊上滑动。如果各成型辊不绝对相互平行和分别成对在一平面内定向，则可以产生这些力。成型传动带因此补偿传动辊和/或导向辊的微小的定向误差。
在本发明的特别有利的实施形式中，成型传动带具有多个指向驱动侧面的成型凸起，从而可以强力地张紧传动带，而在此不因为大的张力在各成型凸起上留下如此高的侧面的剪切力，以致发生传动带的过早的磨损。传动辊和/或导向辊在采用成型传动带的情况下具有一对应于成型传动带的凹进的形状，从而传动辊和/或导向辊可靠地容纳传动带的纵向成型并因此引导传动带。
在本发明的另一有利的实施形式中，成型传动带具有一附加的齿部，从而通过齿部可以可靠而无滑地驱动传动带。
为了巻绕平面和用于单轴向织物的储存装置可以相互旋转，此外在本发明的一有利的实施形式设定，传动带在外面上具有一成型部，包括横向于传动带的运转方向延伸的许多成型凹部，这些凹部具有一与一纤维的宽度的数量级相应的宽度。由此确保在巻绕板上巻绕的纤
维处于传动带的外面上的精细的成型凹部中并且不因传动带和储存装置的微小的异步运动易于相互交叉或捻转，因为精细的成型凹部保持纤维在预定的位置。
在本发明的方法中设定，采用多个张紧辊，其垂直于传动辊和/或导向辊定向并且其横向于传动带的定向设置。这些张紧辊优选处在巻绕平面的中心或接近其中心，在那里各传动带部分相互平面地交叉。通过各张紧辊阻止各传动带部分必要时因振动可能相互陷入并且由此导致一过早的磨损和磨坏。在此设定，各张紧辊不仅影响传动带在巻绕平面的容量的内部的行程，而且也设定，各张紧辊应该张紧传动带，以便传动带在巻绕时不易于紧腰，其中纤维在绕巻绕平面巻绕时具有比为两传动辊和/或导向辊的表层巻绕需要的较小的直径并因此在从巻绕平面中拉出时可能撕裂。
为了传动带的提高的可张紧性设定，传动带具有一钢带，其将传动带构成沿前进运动方向特别刚性的。借此可以强力地张紧传动带，从而传动带在以碳纤维巻绕时不易于一紧腰，如果纤维的张力不如此之高，以致钢带的弹性在两个传动辊和/或导向辊之间产生传动带的紧腰的话。在此不绝对必需的是，传动带必须具有一钢带，而也有可能采用一用一织物增强的传动带，其中除配置天然纤维外也可以采用碳
纤维或Kevlar⑧纤维。
在本发明的方法的另一实施形式中在卷绕平面的上面和下面上设置一拱形的表面，其将传动带覆盖在巻绕平面的内部。由也有可能放弃传动带的一交叉导向。也有可能在各侧面上设置拱形的表面而在巻绕平面的上面和下面上配备运动的传动带，从而较大的表面无摩擦地并且各侧面以微小的摩擦输送多轴向织物。
本发明还涉及一种用于制造由纤维、特别是由碳纤维构成的一多轴向织物的方法，其中将一单向的织物幅成一角度绕一板巻绕成一纱巻，其中板设有 一用以补偿摩擦的装置并且从板中拉出纱巻。
该发明的目的是，提供一种方法，其能够从一板中拉出由纤维构成的纱巻，从而由两平面形成一均匀成形的多轴向织物。
通过应用一级联导向装置达到本发明的目的，该级联导向装置设置在板的末端并且具有一侧面伸出的楔。由诸从属权利要求得出本发 明的其他的有利的实施形式。
本发明的级联导向装置作为主要构件在板的末端上具有一楔，其 将圆筒形的纱巻在板的末端转化为一平坦的折叠的由两平面构成的料 幅，其中绕板分别巻绕一单轴向织物。楔在此具有一特别的几何形状，
扭曲。楔的底面在此具有一相同于板的横截面的几何形状并且直接设 置在板上。但按照一用于减小在板上的摩擦的装置的存在设置一间距， 以便必要时在楔的下面导引通过各运动的部分。板的两彼此背离的主 面，亦即板的上面和下面通过楔被成梯形地扩大。相反，板的各侧面 以一最后的厚度通过楔成三角形连接，三角形的底面具有如板的厚度 相同的宽度并且三角形将织物在侧面伸出板的宽度。设置在板的上面 和下面的梯形具有一底面，其符合织物的宽度，其中底切织物的宽度 的微小的尺寸，以便不受机械应力在楔上引导织物。
在本发明的级联导向装置的一特别的实施形式中，楔在末端具有 一凸起部，亦即在两梯形的位置与其底面会合，凸起部的优点是，均 匀地从楔上拉出差不多堆叠成一平的料幅的纱巻。
在本发明的另一有利的实施形式中，楔在侧面的顶端具有一小的 凸起，楔在凸起部的各边缘上无缝地转为一凸起，以便减小纤维在凸 起部的侧边缘上的摩擦阻力。
地宽巻绕板的厚度。在这方面也设置一微小的尺寸公i下限，以便使 绕巻可以不受应力地从楔上滑落。
在本发明的具体的实施形式中，楔在级联导向装置中具有一相同 于板的横截面的底面并且设置由在板的平面内在侧面突出于板的各边 缘的四面体形的末端。借此通过楔的相互前伸的各梯形延长板的两平 面并且两梯形的底面的宽度相对于板的宽度增大板的厚度。楔的长度 匹配于纱巻的流动性能。纱巻可流动性越大，则楔必须选择越长，以 便在纱巻成形为一平面的织物时阻止各个纤维在巻绕板的各边缘上出现的微小的偏移并由此以尽可能微小的后果保证这样制造的多轴向织 物幅的均勻性。
在本发明的另一实施形式中级联导向装置除楔外还具有多个辊， 绕其在楔上引导纱巻。因此本发明的方法的实施形式的特征在于在级 联导向装置中应用各个辊，其以织物的速度驱动，从而各辊既不制动 又不驱动织物而将织物压到楔上。各辊以有利的方式借助于传感器来 控制，从而各辊并不制动织物并因此在从板中拉出纱巻时仍压缩纱巻 通过前进运动相互拉开。由于各个织物不像一纺织物那样而沿多个方 向相对于各个料幅的扭曲是稳定的，重要的是，各压紧辊在理想情况 下刚好无力地关于前进运动和制动将织物压到楔上，以便避免在从板 中拉出纱巻时在纱巻向 一织物的成形过程中形成扭曲。
在本发明的有利的实施形式中，釆用至少两个辊装置，其分别具 有在一共同的轴上设置的多个辊，其中不同的辊装置具有不同的匹配 于拉出的纱巻的速度的速度。在纱巻向一均匀的织物的成形过程中在 料幅内存在微小的不同的运动方向，其关于织物的前进运动方向在侧 面具有从料幅中指出的方向分量。这些方向分量在不同的位置可能形 成不同大小的。因此已证明有利的是，在级联导向装置不采用直通的 辊，而已证明有利的是，釆用各个分别匹配于料幅的局部速度的辊， 它们设置在一轴装置上。借此避免，形成由于辊速度对纱巻的一平均 的前进运动速度的匹配出现的不均匀性，其可以导致在多轴向织物幅 中的扭曲。以有利的方式采用至少两个辊装置，其接连设置并且按照 楔的长度将其加上，从而将纱巻沿楔的整个表面均匀地压到楔上。
在本发明的另一有利的实施形式中在级联导向装置中采用至少两 个辊装置，其分别具有在一共同的轴上设置的多个辊，其中不同的辊 装置具有不同的匹配于拉出的纱巻的流动方向的轴定向。将纱巻压向 楔的各辊不仅在纱巻向一多轴向织物幅的成形过程中遭受纱巻的不同 的速度，而且还要通过不同的流动方向。在板的中心，流动方向与料 幅方向相同地设置。在楔的各侧面上，在那里巻绕板的各垂直的侧面 延伸成三角形并且围绕侧面伸出的楔的边缘导向，纱巻的组分具有一
15微小不同的流动方向。通过本发明的该实施形式达到，各辊根据流动 方向匹配，其由于变形产生的。借此避免，在纱巻成形为织物幅的成 形过程中在多轴向织物幅中可能形成扭曲。
已证明有利的是，在楔的末端上沿凸起部牵引织物，其设置在楔 的末端上并且具有一大致矩形的壁厚很小的形状。借此提供织物定向 在凸起部上的可能性，而在此不需要将一支撑的支架形成扭曲。
为了减小在凸起部的边缘上的摩擦设定，各边缘配备一微小构成 的凸起，将凸起构成使纤维可以围绕凸起敷设，而不被撕裂。在此凸 起的外形大大地取决于在织物中采用的纤维的弯曲性能。为了有助于 纱巻在成形时的流动而设定，楔在各边缘上是略微倒圆的，并且为从 楔向流动地过渡到凸起部，楔的各尖端终止于一小的凸起，其无缝地 转为凸起部的凸起。
在此已证明有利的是，凸起向凸起部的末端微小地逐渐缩小。通 过逐渐缩小的凸起在拉出时逐渐减小围绕凸起部的机械的巻绕应力。 可选择或增加地，凸起部的几何形状也可以是略微的梯形的，从而凸 起部向从凸起部上取出成形的纱巻的末端相对于楔的宽度逐渐缩小。 通过该缩小部也实现降低在拉出纱巻时的机械应力。
在本发明的特别的实施形式中，级联导向装置的各零件设有一减 小摩擦的表面。在这方面已证明特别有利的是由一聚氟的聚合物构成 的表面并且已证明更特别有利的是由金刚石类的碳材料构成的表面， 其比碳纤维具有一更特别小的摩擦。由此避免形成摩擦力，其导致不 均匀的成形并因此在成形的纱巻中产生不均匀性。
本发明还涉及一种用以制造一优选由碳纤维材料构成的多轴向织 物的方法，其中将至少一个储存装置的单轴向织物绕一巻绕平面巻绕， 此时巻绕平面和所述至少一个储存装置相互旋转，以便纱巻绕平面巻 绕单轴向织物，以及一用以实施本发明的方法的相应的装置。
此外本发明的目的是，提供一种用于制造多轴向织物的方法和一 种与其相应的装置，其克服现有技术中的缺点。
按照本发明通过应用一振动驱动装置达到该目的，其使巻绕平面处于机械振动中。由诸从属权利要求中得出本发明的其他的有利的实 施形式。
在用于制造一多轴向织物的方法中，从一优选以一辊形式的储存 装置上退绕一单轴向织物并且成一角度绕一巻绕平面巻绕。为此巻绕 平面和所述至少一个储存装置相互旋转，从而将储存装置的单轴向织 物绕巻绕平面巻绕。为了可以从巻绕平面中拉出巻绕的织物，按照本 发明设定，采用一振动驱动装置，其使巻绕平面处于机械振动中。振 动在此具有微小的振幅和较高的频率。在此在一优选的实施形式中设 定，通过振动产生的平行于各侧边缘的方向的振动跟随在位置时间曲 线图中的一确定的曲线，借此沿一优选方向输送各个纤维。也有可能 沿关于巻绕平面的侧边缘的其他的方向实施振动。如果无优选方向施 加机械振动，则绕巻绕平面敷设的纤维在大部分时间内不与巻绕平面 处于直接接触，因为其因机械振动被从巻绕平面中推开。在该短的时 间内有可能以微小的摩擦阻力从板中拉出织物。在此并非全部纤维在 同一时间内从巻绕平面中取走是不重要的，因此通过振动显著地减小 平均的摩擦。如果相反实施平行于巻绕平面的各侧面的振动，则通过 一确定的振动导向的方式有可能以一优选方向输送织物幅的各个纤 维。如果使巻绕台以高的频率、小的振幅和无确定的优选方向处于振 动，则可以以微小的阻力从板中拉出织物。相反如果将频率匹配于织 物在巻绕平面上的摩擦，则通过沿拉出方向的緩慢的运动通过摩擦阻 力输送纤维并且通过一快速的后退运动将粘附摩擦的摩擦阻力转为一 滑动摩擦，此时纤维的惯性阻止纤维快速地滑回巻绕平面上，接着沿 优选方向输送织物。通过才几械振动沿拉出方向和沿后退方向的两不同 的速度达到纤维的输送。在沿拉出方向振动时巻绕平面緩慢地向前运 动。在该緩慢的运动过程中纤维以粘附摩擦处在巻绕平面的表面上并 因此通过板向前移动。在巻绕平面的快速的后退运动时纤维从一粘附 摩擦状态转到滑动摩擦状态，此时巻绕平面在纤维下面向后移动，而 纤维没有跟随该后退运动。按这种方式均匀地向前输送整个的织物。 对振动驱动装置有利的是，虽然织物不可避免地在巻绕平面上的摩擦，但经由巻绕平面输送织物，而在此各个纤维不易于交叉并且按这种方 式可以制造一均匀的织物。
因此有可能，通过一不定向的振动产生织物在巻绕平面上的一低 摩擦的状态并且有可能通过一具有沿不同的振动方向的不同的速度的 定向振动产生一定向的振动，其导致沿优选方向输送纤维。定向的振 动适用于这样的用于制造一多轴向织物的方法和装置，其中从巻绕平 面中拉出多轴向织物。相反定向的振动适用于这样的方法和装置，其 中不通过另 一装置从巻绕平面中拉出多轴向织物或不通过重力从巻绕 平面中导出，而通过振动使织物前进运动。
以本发明的方法的有利的方式釆用一振动驱动装置，其产生具有 关于位置时间曲线图基本上锯齿状特性的机械振动。在此振动运动在 位置时间曲线图中较陡的齿面逆着织物的拉出方向的方向定向而振动 运动在位置时间曲线图中不太陡的齿面向织物的拉出方向的方向定 向。通过该关于位置时间曲线图的锯齿状特性以有利的方式达到纤维 在巻绕平面上的输送，从而可避免另一用于拉出织物的装置。
为了调节纤维在巻绕平面上的摩擦阻力，有可能使巻绕平面经受 一精细组织化。通过精细组织化可以达到纤维在织物上的一确定的摩 擦阻力，从而借此可以调节振幅和振动频率，例如借此有可能调节具 有较小的频率和较小的振幅的振动，其对于各个纤维的均勻的向前运 动是必需的。通过较小的振幅和较小的频率，具有一显著较低磨损的 结构的、用以实施本发明的方法的装置是可能的并且为了使巻绕平面 处于振动，装置需要少量的能量。此外有可能将巻绕平面的重量和弹 性选择成使巻绕平面的谐振频率精确地相应于用于在巻绕平面的输送 纤维所需的频率。本领域的技术人员在这一点上可自由地通过实验调 节用于显微组织化、重量、弹性、振动的频率和振幅的重要的参数。
在本发明的有利的实施形式中，织物的纤维在巻绕平面上的前进 运动速度通过振动驱动装置与储存装置围绕巻绕平面的相对转速同 步。在此在储存装置围绕巻绕平面的相对回转半圏的期间使织物前进
运动巻绕角oc的正切乘以巻绕平面的宽度的乘积，其中a在巻绕平面的侧边缘的定向与单轴向织物的纤维的定向之间测量。通过前进运动速 度与储存装置围绕巻绕平面的相对回转的同步实现进行连续的巻绕过 程，在巻绕过程中织物幅构成多轴向织物而不形成一巻绕线缝。
由于巻绕平面具有一最后的厚度，在这种情况下变成必要的是， 通过振动驱动装置在巻绕过程中改变前进运动速度。在巻绕过程中通 过两个不同的边缘型式相对于回转张紧单轴向纤维。 一次单轴向纤维 在一相对回转四分之一圏的过程中通过一边缘张紧，以便单轴向织物 的纤维敷设在巻绕平面的一上面和一下面上，而一次在单轴向织物的 的相对回转四分之一圏的过程中通过一边缘张紧纤维，以便单轴向织 物的纤维敷设在巻绕平面的窄的侧边缘上。借此前进运动始终是同步 的并且不形成巻绕线缝，因此必要的是，使前进运动通过振动驱动装 置与单轴向织物的纤维的不同的张紧状态同步。在此在向上面或下面
因此通过振动驱动装置在所述至少一个储存装置绕巻绕平面的相对回 转一 圏的过程中改变前进运动速度。当单轴向织物的纤维通过巻绕平 面的侧边缘张紧并巻绕到巻绕平面的表面上时，巻绕平面每四分之一 转的前进运动速度匹配于巻绕角OC的正切和巻绕平面的宽度的乘积，
其中a在巻绕平面的侧边缘的定向与单轴向织物的纤维的定向之间测 量。相反当单轴向织物的纤维通过巻绕平面的一侧边缘张紧并向巻绕 平面的一侧边缘上巻绕时，巻绕平面每四分之一转的前进运动速度匹
配于巻绕角的正切和巻绕平面的厚度的乘积，其中巻绕角在巻绕平面 的侧边缘的定向与单轴向织物的纤维的定向之间测量。
在本发明的方法的有利方式中，将振动频率选择为lHz至500Hz、 优选2Hz至100Hz、特别优选3Hz至50Hz，并JU艮优选5Hz至50Hz。
同时有利地将振幅选择为O.OOlcm至10cm、优选O.Olcm至5cm、 特别优选O.lcm至lcm并且更特别优选0.2cm至0.5cm。
本发明还涉及一种用以制造一优选由碳纤维材料构成的多轴向织 物的方法，其中将至少一个储存装置的单轴向织物绕一巻绕平面巻绕， 其中巻绕平面和所述至少一个储存装置相互旋转，以便绕巻绕平面巻
19绕单轴向织物，以及一种用以实施本发明的方法的装置。
此外本发明的目的是，提供一种方法和装置，所述方法或装置能 够从一板中拉出由纤维组成的纱巻，从而形成一均匀成形的由两平面 构成的多轴向织物，其中拉出应不导致单轴向织物的各个纤维的扭曲 或掄转。
按照本发明通过巻绕平面的纵轴线相对于重力方向的倾斜位置达 到该目的。用于实施本发明的方法的相应的装置的特征在于，巻绕平 面相对于重力方向倾斜地定向。由诸从属权利要求得出方法发明和装 置发明的其他的有利的实施形式。
通过巻绕平面的纵轴线相对于重力方向的倾斜位置达到，具有一 流动性能和在巻绕平面上微小摩擦的纤维通过重力从巻绕平面中滑 落。在现有技术中至今已知，从一处于水平的巻绕平面中拉出纱巻， 使巻绕平面绕一水平延伸的纵轴线旋转并且通过一第三单轴向织物提 供巻绕平面，该第三单轴向织物具有沿待制造的多轴向织物的纵向方 向的纤维定向，其中将该织物以垂直的纵轴线定向，亦即沿重力方向 用于制造多轴向织物的装置中。
与上述的方法相比，本发明的方法的优点是，倾斜位置可以匹配 于重量和纤维在巻绕平面上的实际的摩擦力。按照摩擦力的大小，巻 绕平面相对于重力成一角度调节，从而在理想情况下在纤维与巻绕平 面之间形成一均匀的滑动摩擦，其导致单轴向织物从巻绕平面中均匀 的滑落。
在本发明的方法的实施形式中，在用于实施方法的相应的装置中 设定，固定地保持巻绕平面。在这种情况下可以将固定地保持的巻绕 平面设置成使巻绕平面的纵轴线相对于重力成一角度定向，其中巻绕 平面的上面和下面可以垂直或也可水平定向。在巻绕平面的上面和下 面的垂直定向中重力这样起作用，使得主要通过一上面的和倾斜于重 力方向延伸的边缘支承单轴向织物。在此以有利的方式将巻绕平面的 角度调节成使巻绕的纤维竖直地指向重力的方向。由此确保，纤维自 动正确地定向并且在待制造的单轴向织物中始终具有一正确的和符合要求的角度。
在巻绕平面的定向中，其导致各侧边缘的定向，其平面垂直于在 所有方向水平定向的平面，导致一巻绕平面，其上面和下面向重力成
一角度定向。在这种情况下将单轴向织物巻绕在倾斜的平面上并且从 该倾斜的平面上均匀地滑落。在这一点上也有可能，通过调节表面的 精细组织化和通过巻绕平面的在纵轴线上相对于重力方向测量角度使 摩擦力和巻绕平面的定位角相互匹配，以便单轴向织物从巻绕平面中 均匀地滑落。
在本发明的方法和与其相应的实施方法的装置的另一实施形式中 设定，不固定地保持板，而绕其自身的纵轴线旋转。绕巻绕平面的纵 轴线的旋转，其中巻绕平面倾斜于重力方向定向并在纵轴线上测量该 倾斜地定向，该纵轴线相对于重力方向形成一角度，有可能将织物从 固定保持的储存装置上退绕，从而绕旋转的巻绕平面巻绕单轴向织物。 在此设定，将巻绕平面的角度选择成使在这一点上单轴向织物在巻绕 平面上的摩擦力和定位角也相互适应，以便单轴向织物从巻绕平面中 均匀地滑落。在巻绕平面的末端设置一装置，其从巻绕平面中取出和 巻取多轴向织物。
在本发明的有利的实施形式中设置一巻绕平面，其旋转并且具有 巻绕平面的纵轴线相对于重力的倾斜位置，其中倾斜位置在一旋转时 期内从一最小角度改变直到一最大角度。借此补偿一不同的摩擦力， 其这样形成，即单轴向织物一次面状地加在巻绕平面上，并且一次面 状地加到巻绕平面的侧边缘上并且在它们的中间不仅加到巻绕平面的 上面和下面上而且同时加到侧边缘上。在单轴向织物在巻绕平面上的 不同的定向中因此必需的是，使定位角通过巻绕平面的不同的位置匹 配于分别不同的摩擦力。此外通过摇晃的巻绕平面达到，使得退绕过 程更容易并且通过巻绕平面的边缘张紧和再放松单轴向织物。按这种 方法可达到单轴向织物在巻绕平面上的特别均匀的敷设。
以有利的方式选择相对于重力方向5°至85。的倾斜位置、优选20。 至70。的倾斜位置并且更特别优选30。至50。的角度。令人惊喜地已表明，在这些角度间隔中只通过重力使织物从巻绕平面中滑落并同时构
成一高度均质的和均匀的多轴向织物。
借助以下附图更详细地说明本发明。其中
图1 为实施本发明的方法的各主要的元件的示意图2 —本发明的巻绕平面的俯视图3 —本发明的巻绕平面的前视图4 图2中的带传动装置的俯视图5 —成型带与所属的多个传动辊和/或导向辊的一部分；
图6 —张紧辊对；
图7带轮廓；
图8 本发明的巻绕平面的另一实施形式的前视图； 图9 本发明的巻绕平面的另一实施形式的透视图； 图10 —现有技术的巻绕板的端部；
图11 按图IO的巻绕板的端部包括叠加绘出的按本发明的楔； 图12 本发明的级联导向装置的楔； 图13本发明的级联导向装置的具有凹部的楔； 图14 一包括在其上形成楔的巻绕板的端部和经由该装置透明 地绘出的成形的角度；
图15 图14中的包括绘出的多个辊的装置；
图16 图15中的包括绘出的纱巻的装置；
图17 —用于实施本发明的方法的装置的示意图18 —振动的一位置时间曲线图和一速度曲线图19 一包括绘出的振动的速度矢量的部分巻绕的巻绕平面；以
及
图20 用于说明本发明的方法和实施本发明的方法的装置的示 意图。
具体实施例方式
图1中描绘一巻绕装置1,其可用于连续制造一多轴向织物幅的方法。在巻绕装置1中具有两个巻绕辊2和3，由其退绕纤维材料4 并且成形为多轴向织物5。在此巻绕辊2和3固定地设置，这意味着， 它们在空间中并不运动，除此之外它们绕自身的轴旋转，以便可以退 绕纤维材料4。平行于多轴向织物5的延伸在巻绕装置1中张紧两个 张紧元件6和7,它们从辊8和9上退绕并且用作为一平面的界限， 该平面通过两张紧元件6和7构成。通过辊8、 9、 一轧光和分离装置 10和巻绕装置11的同步旋转张紧元件6和7绕一轴旋转，该轴平行 于两张紧元件6和7并在中心延伸。
在该图中张紧元件6从后面嵌接从巻绕辊2上退绕的织物，而张 紧元件7从前面嵌接从巻绕辊3上退绕的织物。因此织物绕通过张紧 元件6和7构成的平面巻绕。同时纤维材料4成形为多轴向织物5。 在多轴向织物5进入轧光和分离装置IO之前不久，多轴向织物仍未固 结。在通过轧光和分离装置10以后多轴向织物5固结，其中轧光和分 离装置10具有两个轧辊12和13,多轴向织物5被拉过这两轧辊。在 轧辊12和13中具有径向凹槽14、 15、 16和17，它们容纳张紧元件6 和7。如在该实例中可以直接在轧光以后在两轧辊12和13的输出端 后面设置切刀，其在多轴向织物5从轧光和分离装置10中排出以后通 过在各侧边缘上的切割解除张紧元件6和7。但也有可能，在轧光之 前去掉各张紧元件并且将织物无张紧元件地导入轧光机。
在该示例的巻绕装置1中，然后将张紧元件6和7巻绕到辊18 和19上，并且在该图中不在过程中返回张紧元件6。但也有可能在过 程中连续返回张紧元件6和7。多轴向织物5在轧光以后变成多轴向 织物20，其然后巻绕在一辊21上。不仅辊8和9、轧光和分离装置 10和辊18、 19和21同步旋转，但也有可能辊子8、 9、轧光和分离装 置10及辊18、 19和21固定地支承并且纱巻绕2和3绕巻绕装置1 的轴旋转。同时纤维材料4从巻绕辊2和3上成形为多轴向织物5， 其中通过辊21的力和轧辊12和13的力连续地向下牵引多轴向织物5 并从巻绕辊2和3上拉出纤维材料4。
图2中示出，为了制造一多轴向织物101，如何将一单轴向织物102和103的料幅绕一巻绕平面104巻绕，其中巻绕平面104基本上 由带传动装置105构成。在本发明的方法中绕一张紧的传动带108的 侧边缘106和107巻绕单轴向织物102和103。传动带108，其更详细 地示于图5中，在此成交叉设置地在巻绕平面104内绕四个传动辊和/ 或导向辊117至120张紧。同时传动带108在传动辊和/或导向辊117 至120上形成超出量111至116。这些超过导向辊117至120的超出量 111至116导致单轴向织物102和103在绕巻绕平面104的侧边缘106 和107巻绕时不与各运动的部分发生接触。传动带108开始在左上角， 亦即在辊120上存在超出量115的地方，以垂直于纸面定向的导向一 直向前向下延伸，亦即延伸到在辊118上存在超出量111的地方。辊 118支承垂直定向的传动带108，但传动带108绕在右上角的辊119转 180°导向。在从辊118向辊119过渡时，传动带108实施一反时针方 向定向的半转。这意味着，将在辊118与120之间的位于纸面上面的 带边缘109在从辊118向辊119的距离上向纸面的下方导向，在那里 其首先将上面的带边缘109导向一下面的带边缘109，所述下面的带 边缘位于纸面的下面。同时在从辊118向辊119过渡时沿纸面在辊119 上引导在辊118上位于纸面下面的边缘110。在从辊119向辊117的距 离上，该带边缘IIO在纸面的上面以垂直于纸面定向的传动带延伸。
在辊117上在向辊120的距离上沿相反的方向、亦即沿顺时针方 向重复所述扭转，从而将在辊119与辊117之间位于纸面的上面的带 边缘110在从轴117向辊120的间距上导向纸面的下面并且将在辊117 上位于纸面的下面的带边缘109在从辊117向辊120的间距上向纸面 的上面导向。
以前视图在图3中示出带传动装置105及其交叉导向的传动带 108。在图3中可明显看出，传动带108在图3中可见的辊117与118 之间如何设置在巻绕平面104内，从而张紧的碳纤维通过超出量111 至114不与各运动的部分发生接触。此外图3中可看出，将带边缘109 (其在图2中在图的左边处在纸面的上面)如何通过交叉导向在图的 右边部分中向纸面的下面导向并且相反将带边缘110从在图2和3的
24右边部分中从纸面的下面在辊117与位于纸面的后面的辊120之间的 距离上向纸面的上面导向。传动带108构成为圆柱形传动带并且没有 自身扭转。
图4中更详细地示出图2中的图，其中没有绘出纤维，以便显示 张紧辊125和127,它们从那里防止传动带108的彼此交叉的部分相 互摩擦，其中张紧辊125和127设置在传动带108的交叉点之间，并 且在那里在彼此旁边地引导传动带108的从旁边通过的部分。
图5.1和5.2中示出一成型传动带121的实例，其在传动侧面123 上具有多个成型凸起122,其嵌入传动辊和/或导向辊117至120的相 应的环形槽129中。在成型传动带121的外面124上在本发明的一有 利的实施形式中设定，存在在图5中未绘出的并且横向于成型传动带 121的前进运动方向设置的多个沟槽，其宽度匹配于一纤维宽度的数 量级。由此形成一极细的横沟样式，其导致绕成型传动带121巻绕的 单轴向织物102的各个纤维通过这些沟槽固定。
图6中示出一对张紧辊，其不仅在传动侧而且在外侧嵌接并因此 张紧图5中的成型传动带121。在图2和3中只在传动侧绘出张紧辊 125和127，但也有可能代替两个只在传动侧采用的张紧辊125和127 也还釆用在外侧设置的张紧辊130,其外形具有一相应于传动带121 的外面124的形状。
图7中绘出不同的传动带轮廓131至135，其可用于在本发明的 方法中应用。在此涉及一由两不同尺寸的半圆部分构成的轮廓131、 椭圆形横截面的轮廓132、 一矩形横截面的轮廓133、 一梯形横截面的 轮廓134和一梯形横截面的轮廓135，其具有一向传动侧面的三角形 凸起136。
图8中以一前视图示出，如何绕一巻绕平面137巻绕一多轴向织 物138，该巻绕平面137在巻绕平面137的上面和下面上具有拱形的 表面24。借此多轴向织物138绕各辊由传动带或带传动装置139和140 引导，而使多轴向织物138不与传动带和带传动装置进入直接接触。 虽然因此忍受多轴向织物与拱形的表面处于摩擦连接，但因此可以使用两简单的传动带或带传动装置，其不需要传动带在巻绕平面的内部
的交叉导向。因此简化巻绕平面137的结构，由此更简单地实施或制 造本发明的方法和装置。在按图8的巻绕平面中因此必需的是，采用 两个传动带或带传动装置，以便向巻绕平面的各侧面或表面同样地定 向前进运动。
按照是否要用传动带或带传动装置配备巻绕平面的各侧边缘或巻 绕平面的上面和下面，选择特别是传动带的宽度的尺寸。如果选择巻 绕平面的各侧面，则一用于覆盖巻绕平面的各侧边缘的带传动装置是 足够的。如果用传动带或带传动装置配备上面和下面，则必需的是， 使用一宽的传动带，以便覆盖巻绕平面的宽的表面。
图9中示出按图8的巻绕平面137，其中将尺寸选择成用一带传 动装置配备巻绕平面的上面和下面。通过在各侧边缘上具有拱形的表 面24的巻绕平面137可以制成一多轴向织物138，其中在巻绕平面的 上面和下面的大的表面上引导织物的纤维。如同图8中通过带传动装 置139和140输送多轴向织物138的各纤维。在该实施形式中，有可 能在带传动装置139与140之间导过一第三单轴向织物，以便由此制 造一种三层的多轴向织物。
图10中示出一板201的端部，绕其巻绕一单轴向织物，以便成形 一多轴向织物。板201在此具有侧面202和204，它们与板201的上 面206和下面208 —起构成一长方形体，以^f更巻绕单轴向织物。在理 想情况下板201应该具有一无限小的板厚度，但这在实际情况下是不 可能的。因此板201具有一横截面224，其具有不仅水平的而且垂直 的延伸。板201具有一侧面的边缘203和205，在其上构成一绕板201 巻绕的纱巻的纱巻边缘，其导致，构成圆筒状的纱巻包括一大致与橫 截面224相应的横截面。
图11中绘出作为虛线长方体的板201，其通过侧面202和204和 上面206和下面208构成。在该长方体中绘出一楔210,其与虛线的 相当于板201的长方体形成交线214和215。与板201的宽度相比， 楔210具有侧面的四面体形尖端211和212，其分别由一个三角形表面220构成，其通过侧边216和217以及底面218构成。图11中为了 更好地说明在楔210与板201的端部件之间的几何关系相互嵌入地示 出楔210。
图12中单独示出楔210，其通过梯形207和209、与板201的横 截面224相同的底面225、和各三角形表面220限定。梯形207和209 具有一底面218和对置于底面219的侧面221和222。侧面221和222 同时具有一与板201的宽度一样的大小。
图13中示出具有一凹部226的楔213，其内表面223相对于图12 中侧面221和222缩短。凹部226在此可以容纳巻绕台端部上的各可 机械运动的部分并且侧面的楔227和228周围嵌接巻绕台的端部上的 各才几械运动的部分。
图14中示出楔210与板201的连接作为相关联的物体，沿其敷设 一透明示出的纱巻245。在图14中从左向右从板201中拉出纱巻245 并且通过楔210成形为织物243。同时纱巻的前进运动方向229在楔 上向流动方向230变化并且转入织物243的流动方向231。织物243 的全宽度同时加宽板201的厚度233。在纱巻245向织物243成形时 在织物243的各侧面上分别形成两个折叠的宽度为232的末端，其与 板201的一半厚度233相应。
图15中再次示出图14中的装置，但其中绘出级联导向装置234， 其包括楔210和辊装置235和236。除了附加绘出的辊装置235和236 外还绘出一凸起部245与一凸起246，经由其引导织物243,辊装置 235和236具有不同的轴线237、 238和239,其中在轴线237、 238 和239上设置各个辊体240、 241和242。图15中在辊装置235的轴 线237上的各辊体240全部具有一共同的轴定向。在此任选分别驱动 各个辊体240，从而它们既不制动又不驱动织物243，而关于一前进运 动方向将织物243无力地压向凸起部246。在辊装置236中绘出两不 同的轴线238和239，其中在轴238上的辊体242可以具有与在轴239 上的各个辊体241相比不仅一略微不同的方向而且略孩吏不同的速度。
图16中示出一可与图15相比的装置，其中附加示出各个纤维244,其构成纱巻245和织物243。图16中的级联导向装置的功能方 式完全相同于图15中的级联导向装置的功能方式，其中在这里明显示 出织物并且可看出，如何将纱巻245通过楔210成形为织物243。
图17中示出一装置的示意图，其中由两个单轴向织物302和303 产生一多轴向织物301，从两个在这里为辊形式的储存装置304或305 中将单轴向织物302和303绕一巻绕平面306成一角度a巻绕，其中 该角度a通过巻绕平面的侧边缘307和308和单轴向织物302和303 的纤维的定向构成。在本发明的方法中，两储存装置304和305围绕 巻绕平面306旋转，而不改变两个储存装置304和305的位置。在巻 绕过程中从巻绕平面306中沿拉出方向310拉出多轴向织物301，从 而在一连续的过程中由两单轴向织物302和303构成多轴向织物301。 如果使巻绕平面306处于机械振动中，则织物在巻绕平面306上具有 一很微小的阻力并且如果振动具有一优选方向，则通过具有优选方向 的振动沿拉出方向310输送织物，从而不需要通过另一装置拉出多轴 向织物。
图18中示出 一具有优选方向的振动的一位置时间曲线图312和一 与其相应的速度曲线图313。位置时间曲线图312描述在一振动时位 置与时间的相互关系。在此位置沿时间的分布具有一短的齿面309和 一长的齿面311。短的齿面309与一快速的后退运动是意义相同的； 相反不太陡的齿面311代表用于一緩慢的向前运动。两运动描述于相 应于位置时间曲线图312的速度曲线图313中。在陡的齿面309的位 置，在速度曲线图中示出一负的速度而在不太陡的齿面311的位置， 在速度曲线图中示出一微小的但正的速度。位置时间曲线图在此具有 一锯齿状特性，在其中齿面309和311通过其不同的斜度构成锯齿形 状。
图19中示出包括部分巻绕的单轴向纤维302的巻绕平面306，其 中图19中示出的巻绕平面306实施平行于侧边缘307和308的振动。 图19中表示通过较长的箭头相反于拉出方向向左振动而通过较短的 箭头沿拉出方向向右振动。在此较长的箭头代表一较高的速度而较短的箭头代表一较低的速度。通过较高的速度向左和较低的速度向右的
顺序，单轴向织物302的纤维在粘附摩擦与滑动摩擦之间变换，此时 纤维通过在较低的速度时的粘附摩擦保留在巻绕平面306并因此被向 右输送而在较高速度时相反于拉出方向310向左转入滑动摩擦并因此 巻绕板并不跟随一返回运动。按这种方式緩慢地沿拉出方向310输送 单轴向织物302的各个纤维。
图20中示出一示意图，用以说明制造一多轴向织物401的方法， 其中将至少一个储存装置404和405的一单轴向织物402和403绕一 巻绕平面406巻绕。巻绕平面406和两储存装置404和405相互旋转。 按照本发明设定，储存装置404和405围绕巻绕平面406旋转。但也 有可能，固定地支承储存装置404和405而巻绕平面406绕自身的纵 轴线407旋转。此外也有可能，设置巻绕平面406和两储存装置404 和405的组合的运动。在储存装置404和405和巻绕平面406的相对 牙走转时，单轴向织物402和403加到巻绕平面406的各一个侧面上， 其中单轴向织物402和403通过纵轴线407相对于重力方向的倾斜位 置从巻绕平面406中均匀地滑落并由此可以从巻绕平面406中拉出多 轴向织物401，而没有单轴向织物402和403的纤维由于粘附摩擦楔 在巻绕平面406上并因此不可能拉出一均匀的多轴向织物401。
上述各实施例用作说明并且并不是限制性的。
29附图标记清单
1 巻绕装置30107侧边缘
2 巻绕辊108传动带
3 巻绕辊109带边缘
4 纤维材料110带边缘
5 织物111超出量
6 张紧元件35112超出量
7 张紧元件113超出量
8 辊114超出量
9 辊115超出量
10轧光和分离装置116超出量
11 巻绕装置40117传动辊和/或导向辊
12 轧辊118传动辊和/或导向辊
13 轧辊119传动辊和/或导向辊
14 凹槽120传动辊和/或导向辊
15 凹槽121成型传动带
16 凹槽45122成型凸起
17 凹槽123传动侧面
18 辊124夕卜面
19 辊125张紧辊
20 织物126张紧辊
21 辊50127张紧辊
101多轴向织物128张紧辊
102单轴向织物129环形槽
103单轴向织物130张紧辊
104巻绕平面131传动带轮廓
105带传动装置55132传动带轮廓
106侧边缘134传动带轮廓135传动带轮廓30223表面
136凸起224横截面
137巻绕平面225底面
138多轴向织物226凹部
139带传动装置227楔
140带传动装置35228楔
141拱形的表面229前进方向
201板230流动方向
202侧表面231流动方向
203边缘232宽度
204侧表面40233厚度
205边缘234级联导向装置
206上面235辊装置
207梯形236辊装置
208下面237轴
209梯形45238轴
210楔239轴
211尖端240辊体
212尖端241辊体
213楔242辊体
214交线50243织物
215交线244纤维
216侧边245纱巻
217侧边246凸起部
218底面(三角形)247凸起
219底面(梯形)55301多轴向织物
220三角形表面302单轴向织物
221侧面303单轴向织物
222侧面304储存装置305储存装置10401织物
306巻绕平面402单轴向织物
307侧边缘403单轴向织物
308侧边缘404储存装置
309短的齿面405储存装置
310拉出方向15406巻绕平面
311长的齿面407纵轴线
312位置时间曲线图408重力方向
313速度曲线图
权利要求
1. 用于制造一优选由碳纤维材料构成的多轴向织物(301)的方法，其中绕一卷绕平面(306)卷绕至少一个储存装置(304、305)的一单轴向织物(302、303)，其中卷绕平面(306)和所述至少一个储存装置(304，305)相互旋转，以便绕卷绕平面(306)卷绕单轴向织物(302、303)；其特征在于，采用一振动驱动装置，其使卷绕平面(306)处于机械振动中。
2. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，采用一振动驱动装 置，其产生具有关于位置时间曲线图基本上锯齿状特性的机械振动， 其中振动运动的较陡的齿面(309)逆着织物(301)的拉出方向(310) 的方向定向，而振动运动的不太陡的齿面(311)朝织物(301)的拉 出方向(310)的方向定向。
3. 按照权利要求1和2之一项所述的方法，其特征在于，设有一 在巻绕平面(306)上的表面，其与待巻绕的单轴向织物(302、 303) 的纤维相结合通过精细组织化产生织物(301、 302、 303)的纤维在巻 绕平面(306)上的一确定的摩擦阻力。
4. 按照权利要求1至3之一项所述的方法，其特征在于，织物 (301)的纤维在巻绕平面(306)上的一前进运动速度通过振动驱动装置产生，振动驱动装置与储存装置(304、 305)绕巻绕平面(306) 的相对的回转速度同步，其中在储存装置(304、 305)相对于巻绕平 面(306)的回转半圏的期间使织物(301)前进运动巻绕角(a)的 正切乘以巻绕平面(306)的宽度的乘积，其中巻绕角(a)在巻绕平 面(306)的侧边缘(307、 308)的定向与单轴向织物(302、 303)的 纤维的定向之间测量。
5. 按照权利要求4所述的方法，其特征在于，通过振动驱动装置 在所述至少一个储存装置(304、 305)绕巻绕平面(306)的一相对回 转的过程中改变前进运动速度，其中当单轴向织物(302、 303)的纤 维通过巻绕平面(306)的侧边缘(307、 308)张紧并巻绕到巻绕平面(306)的表面上时，巻绕平面(306)每四分之一转的前进运动速度 匹配于巻绕角(a)的正切乘以巻绕平面(306)的宽度的乘积，其中 巻绕角(a)在巻绕平面(306)的侧边缘(307、 308)的定向与单轴 向织物(302、 303)的纤维定向之间测量；而当单轴向织物(302、 303) 的纤维通过巻绕平面(306)的侧边缘(307、 308)张紧并巻绕到巻绕 平面(306)的侧边缘上时，巻绕平面(306)每四分之一转的前进运 动速度匹配于巻绕角(a)的正切乘以巻绕平面(306)的厚度的乘积， 其中巻绕角(a)在巻绕平面(306)的侧边缘(307、 308)的定向与 单轴向织物(302、 303)的纤维的定向之间测量。
6. 按照权利要求1至5之一项所述的方法，其特征在于，振动的 频率为1Hz至500Hz、优选2Hz至100Hz、特别优选3Hz至50Hz、 更特别优选5Hz至50Hz。
7. 按照权利要求1至6之一项所述的方法，其特征在于，振幅为 O.OOlcm至10cm、优选O.Olcm至5cm、特别优选O.lcm至lcm、更 特别优选0.2cm至0.5cm。
8. 用于实施按照权利要求1至7之一项所述的方法的装置，用于 制造一优选由碳纤维构成的多轴向织物(301)，包括至少一个用于单 轴向织物(302、 303)的储存装置(304、 305)和一巻绕平面(306)， 其中所述至少一个储存装置(304、 305)和所述巻绕平面(306)相互 旋转并同时绕巻绕平面(306)巻绕所述至少一个储存装置(304、 305) 的单轴向织物(302、 303);其特征在于， 一振动驱动装置使巻绕平面(306)平行于侧边缘(307、 308)的方向处于机械振动中。
9. 按照权利要求8所述的装置，其特征在于，振动驱动装置产生 具有关于位置时间曲线图基本上锯齿状特性的机械振动，其中振动运 动的较陡的齿面(309)逆着织物(301)的拉出方向的方向定向而振 动运动的不太陡的齿面(311)朝织物(301)的拉出方向(310)的方 向定向。
10. 按照权利要求8和9之一项所述的装置，其特征在于，巻绕 平面(306)上的表面与单轴向织物(302、 303)的待巻绕的纤维相结合通过精细组织化产生纤维在巻绕平面(306 )上的一确定的摩擦阻力。
11. 按照权利要求8至10之一项所述的装置，其特征在于，纤维 的前进运动速度通过振动驱动装置与储存装置(304、 305)绕巻绕平 面(306)的相对的回转速度同步，其中将前进运动速度选择成，使得 在储存装置(304、 305)相对于巻绕平面(306)的回转半圏的期间， 织物(301)向前运动巻绕角(oc)的正切乘以巻绕平面(306)的宽 度的乘积，其中巻绕角(oc)在巻绕平面(306)的侧边缘(307、 308) 的定向与单轴向织物(302、 303)的纤维的定向之间测量。
12. 按照权利要求ll所述的装置，其特征在于，设定在所述至少 一个储存装置(304、 305)绕巻绕平面(306)的相对回转的过程中改 变前进运动速度，其中当单轴向织物(302、 303)的纤维通过巻绕平 面(306)的侧边缘(307、 308)张紧并巻绕到巻绕平面(306)的一 表面上时，巻绕平面(306)每四分之一转的前进运动速度匹配于巻绕 角(ot)的正切乘以巻绕平面(306)的宽度的乘积，其中巻绕角(a) 在巻绕平面(306)的侧边缘(307、 308)的定向与单轴向织物(302、 303)的纤维的定向之间测量，而当单轴向织物(302、 303)的纤维通 过巻绕平面(306)的一侧边缘(307、 308)张紧并向巻绕平面(306) 的一侧边缘(307、 308)巻绕时，巻绕平面(306)每四分之一转的前 进运动速度匹配于巻绕角(a)的正切乘以巻绕平面(306)的厚度的 乘积，其中巻绕角(a)在巻绕平面(306)的侧边缘(307、 308)的 定向与单轴向织物(302、 303)的纤维的定向之间测量。
13. 按照权利要求8至12之一项所述的装置，其特征在于，振动 频率为1Hz至500Hz、优选2Hz至100Hz、特别优选3Hz至50Hz、 更特别优选5Hz至50Hz。
14. 按照权利要求8至13之一项所述的装置，其特征在于，振幅 为O.OOlcm至10cm、优选O.Olcm至5cm、特别优选O.lcm至lcm、 更特别优选0.2cm至0.5cm。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造一优选由碳纤维材料构成的多轴向织物(301)的方法，其中绕一卷绕平面(306)卷绕至少一个储存装置(304、305)的一单轴向织物(302、303)，其中卷绕平面(306)和所述至少一个储存装置(304，305)相互旋转，以便绕卷绕平面(306)卷绕单轴向织物(302、303)；其中，采用一振动驱动装置，其使卷绕平面(306)处于机械振动中。此外，本发明还涉及一种用于实施本发明方法的装置。
文档编号D04H3/04GK101531073SQ20091013510
公开日2009年9月16日 申请日期2007年8月3日 优先权日2006年8月4日
发明者F·朔尔滕, K·祖卡特 申请人:Md光纤技术公司