将玻璃纤维丝束材料制成预制品的方法和装置的制作方法

专利名称：将玻璃纤维丝束材料制成预制品的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将连续的玻璃纤维丝束材料制成预制品的方法和装置。通过本发明的装置和方法形成的预制品适于用作吸音材料如发动机排气消声器中的吸音材料。
通常在发动机排气消声器中设有吸音材料，以便抑制或衰减在发动机废气从发动机中经排气系统流入大气时由发动机废气产生的声音。
授予英格曼森等人的美国专利No.4,569,471描述了一种用于将连续的玻璃纤维丝束段送入消声器外壳中从而纤维丝束在消声器外壳中胀成棉绒状材料的方法和装置。美国专利No.4,569,471所披露的方法要求在给消声器外壳填充吸音材料的加工场所设置昂贵的设备。另外，某些类型的消声器具有复杂的形状，因此不易于给它们填充吸音材料，因而吸引音材料不均匀地充满了消声器外壳的整个内腔。
因此，需要一种为了降低设备成本而在至少一个可以在随后的装配工序中易于使消声器外壳和吸音材料组装起来的中心位置上制造吸音材料的方法和装置。还需要一种用于制造均匀地充满形状复杂的消声器外壳的吸音材料的方法和装置。
本发明的目标是一种用于将玻璃纤维丝束材料制成用作发动机排气消声器中的吸音材料的预制品的方法和装置。可以形成具有各种形状的预制品，以允许预制品被用于形状复杂的消声器外壳中。另外，将粘结剂加入丝束材料，由此预制品保持其形状，从而它可以在随后的装配工序中被装入消声器外壳。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于将连续的玻璃纤维丝束材料制成预制品的方法，它包括以下步骤将连续的玻璃纤维丝束材料送入一个穿孔模具，以便在模具中形成毛型制品；将粘结剂送入模具；使粘结剂固化，以便将形成密实的毛型制品的丝束材料部分粘在一起，从而形成了一个一般具有模具形状的预制品；打开模具；以及从模具中取出预制品。
此方法最好还包括在固化前压紧模具以便将毛型制品压实到理想密度的步骤。粘结剂可能包括粉末状的热固性材料。
根据本发明的第二方面，提供了一种制造用于发动机排气消声器的预制品的方法，它包括以下步骤将连续的玻璃纤维丝束材料段送入一个穿孔模具中，以便在模具中形成毛型制品；将粘结剂送入模具；将水送入模具；压紧模具以压实毛型制品，从而形成一个具有理想密度且一般具有至少一部分发动机排气消声器的形状的预制品；使热气循环穿过模具来固化粘结剂；打开模具；以及从模具中取出预制品。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于形成玻璃纤维预制品的装置，它包括一个穿孔的预成型模具；一个填充工站，在此工站处将粘结剂和连续的玻璃纤维丝束材料填入模具以便在模具中形成毛型制品；一个压缩工站，在该工站处将模具压紧，以将毛型制品压实到理想的密度；一个固化工站，在此工站处加热模具以使粘结剂凝固，从而将构成毛型制品的丝束材料部分粘在一起，由此形成了一个通常具有压紧的模具的形状的预制品；一个取料工站，在此工站处打开模具并从模具中取出预制品。填充、压缩和取料工站可以包括单个工站。
根据本发明的第四方面，提供了一种用于将玻璃纤维丝束材料制成预制品的方法，它包括以下步骤将玻璃纤维丝束材料送入一个模具，以便在该模具中形成毛型制品；将粘结剂送入模具；使粘结剂固化，以便将构成密实的毛型制品的丝束材料部分粘在一起，从而形成一个通常具有模具形状的预制品；打开模具；以及从模具中取出预制品。模具最好是穿孔的。但是，预计模具实际上可以是未经穿孔的。
因此，本发明的一个目的是提供用于将玻璃纤维丝束材料制成预制品的方法和装置。本发明的另一个目的是提供用于将连续的玻璃纤维丝束材料制成适用于发动机排气消声器中的吸音预制品的方法和装置。根据以下的具体描述、附图和后续权利要求书，本发明的这些目的和优点将变得一清二楚。


图1是本发明预制品局部的透视图。
图2是用于制造本发明预制品的穿孔模具的分开的阴模部分和阳模部分的透视图。
图3以部分剖视图示出了装填有本发明预制品的消声器局部。
图4是可用于制造本发明预制品的装置的平面图。
图5是本发明的模具座的透视图。
图6是本发明装置的冷却和填充工站的侧视图。
图7是冷却和填充工站的透视图。
图8是本发明装置的固化工站的侧视图。
图9是本发明的输送装置的透视图。
图10是图9所示输送装置的横截面视图。
本发明旨在提供用于将连续的玻璃纤维丝束材料和粘结材料制成预制品的方法和装置。该预制品适于被用作在发动机排气消声器、气动工具等中的吸音材料。
在图1中示出了根据本发明形成的预制品10。它包括一个圆形外部12和一个具有凹陷或凹槽16的内部14。参见图3，圆形外部12的形状适于与发动机排气消声器40的外壳42的内表面42a的一部分一致。在内部14的凹槽16中放有两个穿孔的消声器导管或管子50，它们将废气排入消声器40的外壳42。尽管所示实施例中的这两个凹槽16都包括两个用于容纳斜管50的倾斜定向段，但预计凹槽16也可能具有其它形状。另外，可以没有任何凹槽地形成预制品10或预制品可只有一个凹槽或有多于两个的凹槽16。
将图1所示的预制品10做成如此的形状，即它通常填满半个消声器外壳42。因此，使具有互补形状的第二预制品10a与预制品10结合，以填充消声器外壳42，参见图3。消声器外壳42包括第一半壳44和第二半壳46，这两个壳部是在将两个导管50和预制品10、10a放入其间后被焊接在一起的或被用其它方式固定在一起的。
最好，各预制品10、10a的重量约为100g～6000g。另外，可以如此地形成本发明预制品10的形状，即它可与消声器外壳42的任何部分配合。
如上所述，预制品10是由连续的丝束材料和粘结剂制成的。最好，还加入水或其它适当的润湿剂。连续的丝束材料可包括任何传统的增强玻璃纤维丝束。在此所用的“玻璃纤维丝束”一词是指由许多玻璃纤维制成的丝束。这样的丝束的一个例子是可在市场上买到的粗纱。玻璃纤维丝束优选地是玻璃纤维，它们能抵抗产生于发动机排气消声器内部的高温。丝束可以由连续的E-玻璃或S-玻璃纤维制成。还预计丝束材料可以由其它的最好是耐热的连续纤维构成。
如以下将明确描述的那样，预制品是通过将连续的玻璃纤维丝束材料送入一个穿孔模具而制成的。当将丝束材料送入模具时，构成丝束材料的玻璃纤维彼此独立而构成了毛型制品(即连续的毛制品)。加入粘结剂以便将毛型制品的玻璃纤维相互粘结起来，从而一旦从穿孔的模具中取出预制品10，纤维就保持其形状。
粘结剂可以是任何热塑性材料或热固性材料，可以呈粉末形状地制造粘结剂或将粘结剂制成粉末形式，如聚氯乙烯、CPVC、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、酚醛树脂或固态环氧树脂。另外，可以使用选自由液晶聚合物、聚醚醚酮和聚亚苯基硫醚构成的组中的高性能粘合剂。在预制品被设计用在低温使用场合如用作气动工具中的吸音材料时，预计可以采用热塑性粘结剂。当预制品被设计用于高温使用场合中时如被用作发动机排气集气管中的吸音材料时，最好使用热固性粘结剂如酚醛树脂粘结剂。有用的酚醛树脂粘结剂是一种可在市场上从法国的Perstorp Chemitec of Brebieres买到的产品名为PERACIT P182的粘结剂。
在所示实施例中，粘结剂被成颗粒状地分散。在一个优选实施例中，粘结剂颗粒的尺寸约为5微米～500微米，且优选地为50微米～300微米。粘结剂可以与玻璃纤维丝束材料结合，从而它在最终预制品中所占的比例按重量百分比计约为1％～30％。按重量百分比计，粘结剂最好占预制品的2％～10％，且更好地占预制品10的2.5％～3.5％。
如图2所示，设有一个可分为阳模部分22和阴模部分24的穿孔模具20以形成预制品10。这两个模具部分22、24最好是由金属材料如钢制成的。阴模部分24包括一个在所示实施例中横贯其大部分长度的开口30。连续的玻璃纤维丝束材料和粘结剂通过开口30被加入模具20中。开口30可以具有任何形状和长度，只要它有助于将玻璃纤维丝束材料和粘结剂送入模具20中就行。阳模部分22包括两个构成图1所示预制品10上的凹槽16的突起部分32。突起部分32的形状和数目是可以变化的。模具20的形状和尺寸可以变化，以便形成适应于各种消声器类型的不同形状和尺寸的预制品。
消声器外壳可以包括隔断(未示出)，它将消声器外壳的内腔分成几段。因此，模具的阳模部分或阴模部分可以设有至少一个隔断(未示出)，它们的位置对应于设置在消声器外壳中的隔断。
在图4中示出了根据本发明建成的用于制造预制品的装置100。装置100包括一个机架102、一个上轨架104、一个下轨架(未示出)、至少一个模具座110(在图4中用虚线示出了两个)、一个填充和冷却工站200、一个第一空闲工站250、一个固化工站300和一个第二空闲工站350。上轨架104和下轨架安装在机架102上。模具座110活动地安装在上轨架104上并与下轨架接合。冷却和填充工站200包括一个冷却及填充对接头202，固化工站300包括两个固化对接头302、304。
在装置100的工作过程中，每个模具座110承载至少一个模具200。两个模具20设置在图5所示的模具座110上。模具座110将模具20从给每个模具20填充以玻璃纤维丝束材料和粘结剂的填充和冷却工站200运送到第一空闲工站250处。第一空闲工站是一个储备工站。模具座110从第一空闲工站250移至粘结剂在此固化的固化工站300。在固化之后，模具座110在返回填充和冷却工站200之前移至第二空闲工站350。在填充和冷却工站200处，模具20受到冷却并从模具20中取出预制品10。可以设置一个独立的冷却和取料工站(未示出)来代替空闲工站350。模具座110通过传统的输送装置(未示出)如链式输送机、螺旋传送机、传送带、电磁输送器或其它类似的传送装置环绕上轨架104移动。还预想到了，每个模具座110可以具有自己的独立的驱动机构，从而每个模具座110可以彼此独立地运动。
现在参见图5，模具座110包括一个第一支架112和一个第二支架114。第一支架112通过吊杆116可滑动地安装在上轨架104上，从而模具座110可沿上轨架104运动。将两个直线轴承120固定连接在第一支架112的上部112a上。两个轴118固定连接在第二支架座121上并从第二支架114起伸向第一支架112，它们在第一支架处由轴承120支承，从而第二支架114可以相对于第一支架112来回移动。许多托架130固定地安装在第二支架114的侧部114a上。在图5中只示出了设置在第二支架114上的四个托架130中的两个。托架130是如此设置的，即第二支架114可以相对于第一支架112按照以下方式移动。
两个阳模部分22固定安装在第一模板122上，该第一模板可拆卸地安装在第一支架112上。与此相似的，两个阴模部分24可焊接地安装在一个机架124上，该机架可拆卸地安装在第二支架114上。
当第二支架114已经移到第一支架112附近时，它定位于一个模具填充位置上。在此位置上，阳模部分22和阴模部分24彼此接合，从而模具20位于其接收玻璃纤维丝束材料/粘结剂的位置上。当第二支架114已经移动到或几乎移动到与第一支架112接合的位置时，它定位于一个模具压合位置。当第二支架114已经离开第一支架112时，它位于一个模具松开位置上，见图5。
许多可摆动的夹紧臂126(在所示实施例中设置了四个)安装在第一支架112的侧部112b上。夹紧臂126锁定地接合固定连接在第二支架114的侧部114a上的夹紧部分128，以保持第一、第二支架112、114相互接合。夹紧臂126受到弹簧所施加的偏压，因此它们自动与夹紧部分128接合。以下将描述夹紧臂126脱离夹紧部分128的情况。
现在将参见图6和图7来描述冷却和填充工站200。冷却和填充工站200除了对接头202外还包括第一机架部分204、第二机架部分206和第三机架部分207。第三机架部分207固定在地面219上。第一机架部分204可移动地安装在第三机架部分207上并可以通过第一皮带驱动装置208相对于第三机架部分207移动。第二机架部分206可移动地安装在第一机架部分204上并可以通过第二皮带驱动装置210相对于第一机架部分204运动。对接头202固定连接在第一机架部分204上以便随第一机架部分204一起运动。
第一皮带驱动装置208包括第一驱动机构209a和第二驱动机构209b，它们分别安装在机壳232a、232b内。机壳232a、232b固定安装在第三机架部分207上。第一驱动机构209a包括环绕第一、第二齿型驱动带轮234a、236a延伸的的第一齿型带233a。第二驱动机构209b包括环绕第三、第四齿型驱动带轮234b、236b延伸的第二齿型带(未示出)。第一驱动装置208还具有马达238和第一、第二驱动轴240a、240b，这两个轴可转动地安装在第一、第三驱动带轮234a、234b上。马达238可转动地安装在驱动轴240a、240b上，从而马达238的转动造成第一、第二皮带233a的转动。第一、第二皮带233a通过传统的连接结构(未示出)固定安装在第一机架部分204上，从而第一、第二皮带233a的来回移动造成第一机架部分204相对于第三机架部分207来回移动。
第二皮带驱动装置210包括第一驱动机构211a和第二驱动机构211b，它们分别安装在机壳248a、248b内。机壳248a、248b固定安装在第一机架部分204上。第一驱动机构211a包括环绕第一、第二齿型驱动带轮244a、246a延伸的第一齿型带242a。第二驱动机构211b包括环绕第三、第四齿型驱动带轮244b、246b的第二齿型带242b。第二驱动装置210还具有一个马达250a，该马达有一个与第一驱动带轮244a可转动地相连的输出轴，而第一驱动带轮又通过一个在第一、第三驱动带轮242a、242b之间延伸的驱动轴(未示出)与第三驱动带轮244b可转动地连接。马达输出轴的转动造成第一、第二皮带242a、242b的转动。皮带242a、242b通过传统的连接结构(未示出)固定安装在底座212a、212b上，而底座又固定安装在第二机架部分206上。第一、第二皮带242a、242b的来回移动造成第二机架部分204相对于第一机架部分204来回移动。
一个伸缩软管或胀伸部216设置在对接头202和导管214之间。对接头202通过伸缩软管216和导管214与一个未示出的气流系统连通。伸缩软管216允许对接头202移向且离开导管214。气流系统可能包括一个传统的风扇(未示出)，该风扇可产生进入对接头202的正压气流或者将对接头202抽成真空。
两对推板200安装在第二机架部分206的端部206a上。当模具座110位于对接头202附近时，板220适于接合设置在模具座110的第二支架114上的托架130，从而使第二支架114离开第一支架112，移向其模具松开位置，见图5。第二皮带驱动装置210驱使第二机架部分206离开导管214，从而推板220接合第二支架14并驱使其离开第一支架112。
两对转动驱动装置222安装在第二机架部分206的端部206a上。臂部224从该装置222的驱动轴伸出。当模具座110定位在对接头202附近时，第二机架部分206已经相对模具座110的第二支架114准确定位并且已经通过驱动装置222驱动臂部224转动，从而臂部接合或几乎接合托架130的外部130a，可以启动第二皮带驱动装置210以使第二机架部分206移向导管214，从而使第二支架114移向第一支架112地移到其模具填充位置。
在对接头202的每一侧上，一对夹紧缸260安装在第二机架部分206上。如此定位夹紧缸260，即当夹紧臂126与夹紧部分128接合时，可以启动夹紧缸260以使夹紧臂126转动并脱离与夹紧部分128的接合。
接近传感器270安装在第二机架部分206上。传感器270适于探测模具座110的一边并给一个控制处理器(未示出)产生信号，所示处理器使第一驱动装置208不活动，以防止对接头202在移动成与模具座110接触时损坏模具座110。
如上所述，固化工站300包括第一、第二固化对接头302、304。第一对接头302安装在第一固化工站机架306上，第二对接头304安装在第二固化工站机架308上，见图8。第一机架306活动安装在本身固定在地面219上的第三机架309a上。第二机架308活动安装在本身固定在地面219上的第四机架309b上。设置了其一部分安装在机壳310上的第一固化工站驱动装置310a，以使第一机架306相对第三机架309a运动。设置了其一部分安装在机壳312上的第二固化工站驱动装置312a，以使第二机架308相对第四机架309b运动。第一固化工站驱动装置310a的结构与上述第一皮带驱动装置208的结构相似，它包括位于第一机架306的对置侧上的第一、第二驱动机构(在图8中只示出了第一驱动机构311a的一部分)。第二固化工站驱动装置312a的结构也与上述第一皮带驱动装置208的结构相似，它包括位于第二机架308的对置侧上的第三、第四驱动机构(在图8中只示出了第三驱动机构313a的一部分)。第一、第二固化工站驱动装置310a、312a的第一、第二、第三、第四驱动机构的结构基本上与上述的第一、第二驱动机构209a、209b的结构相似，因此，在此不再作进一步描述。
第一对接头302通过伸缩软管316a与第一导管314a相连通。伸缩软管316a允许第一对接头302相对于固定导管314a移动。相似的，第二对接头304通过伸缩软管318与第二导管314b相连通。伸缩软管318允许第二对接头304相对于固定导管314b移动。设有一个未示出的通风系统，以使空气流过导管314a、314b。设有一个未示出的加热器，以便加热流经导管314a、314b的空气。于是，当将带有填满玻璃纤维丝束材料和粘结剂的模具20的模具座110定位在第一、第二对接头302、304之间时，如图8所示，热气穿过导管314a、314b和模具座110，从而热气致使模具20中的粘结材料固化。可以使用任何类型的传统加热器如电加热器或气体加热器。
当模具座110的两个模具20要填满连续的玻璃纤维丝束材料和粘结剂时，使模具座110移向对接头202附近的填充和冷却工站200。最初，通过第一皮带驱动装置208使对接头202移动到与模具座110接合的位置。如果模具20中填满了预制品10，则通过导管214和进而通过模具座110和模具20抽真空以便冷却预制品10。在预制品10已被冷却后，启动夹紧缸260以使夹紧臂126离开夹紧部分128。于是，通过第二皮带驱动装置210使第二机架部分206离开导管214，从而推板220接合第二支架114并使其离开第一支架112。第二支架114离开第一支架112的运动导致模具20的打开。于是可以从模具20中取出预制品10。
如上所述，冷却和取料可以在一个位于空闲站350所在地的独立的冷却和取料工站(未示出)处进行。取料工站的建造方式基本上与工站200相同以便实现冷却以及使夹紧臂126脱开夹紧部分128并使第二支架114离开第一支架112。
为了闭合模具20，第二机架部分206先通过第二皮带驱动装置210定位，从而可以通过驱动装置222使臂部224旋转以与托架130的外部130a接合或几乎接合。一旦臂部224被驱动装置222带动转动而与托架部分130a接合或几乎接合，则启动第二皮带驱动装置210以使第二机架部分206移向导管214，从而第二支架114通过臂部224移向第一支架112地内移至其模具填充位置。
一台以后将要描述的输送装置500在室温下通过阴模部分24中的开口30将连续的玻璃纤维丝束材料送入模具20。送入各模具20的连续丝束材料段被吹分开并在模具20中缠绕成毛型制品。粉末粘结剂和水也被送入模具20。如上所述，粘结剂一旦凝固或固化，则将玻璃纤维粘结在一起，从而一旦从模具20中取出预制品10，则纤维保持其形状。加水来润湿粘结剂。水缩短了固化时间并减少了粉末灰尘，同时降低了粘结剂损失。另外，由于加入了水，粘结剂更好地粘结在玻璃纤维上。丝束材料、粘结剂和水最好同时被输送装置500送入模具20。
当正在经开口30将丝束材料、粘结剂和水送入模具20时，经过对接头220和进而通过模具20抽真空。凸、阴模部分22、24设有预穿孔26，从而通过对接头202将模具20抽成真空。将模具20抽真空有助于确保丝束材料可以均匀地散布在每个模具20中并均匀地装填在模具20中。如上所述，设有一个未示出的气流系统，它经过导管214和对接头202进行抽真空操作。
送入各模具20的玻璃纤维丝束材料的数量在所示实施例中是通过测量送入输送装置500的丝束材料的长度而进行测算的。可以通过喂送机构(未示出)从一个卷筒上将丝束材料供给输送装置500，这样的喂送机构例如在美国专利No.4,569,471中披露了，这篇文献的内容在此作为参考被引入。可以使一个计数器(未示出)与喂送机构相联，以便显示出供给输送装置500的丝束材料的长度。还可以设置一个如美国专利No.4,569,471所述的破碎辊(未示出)，以便破碎在含丝束材料的纤维之间的粘结层。
一旦模具20中填满所需数量的毛型材料，则接着压紧模具以便将毛型材料压实到所需密度。为了压实毛型材料，使模具座110的第二模具支架114移向第一模具支架112，这使得阴模部分24移向阳模部分22。第二支架114被与支架114上的托架130接合的臂部分224拉向第一支架112。启动第二皮带驱动装置210以使第二机架部分206移向导管214，从而通过臂部224使第二支架114内移至或几乎内移至与第一支架112接合的位置，从而压实了毛型材料。当第二支架114移动到其模具压紧位置时，由弹簧偏压的夹紧臂126自动接合夹紧部分128。一旦夹紧臂126与夹紧部分128接合，则第一、第二支架112、114可松开地锁定在一起。
在已经充满并压紧模具20之后且在模具座110移向固化工站300之前，通过第二皮带驱动装置210固定第二机架部分206的位置，从而臂部224可以由旋转驱动装置222转动而脱离模具座110。接着，通过第二皮带驱动装置210使第二机架部分206离开模具座110并移向导管214。另外，通过由第一皮带驱动装置208使第一机架部分204移向导管214而使对接头202回撤脱离模具座110。
从填充和冷却工站200起，通过输送装置(未示出)使模具座110环绕上轨道104地移向空闲站250并接着移向固化工站300。在固化工站300处，通过第一、第二固化工站驱动装置310a、312a使第一、第二对接头302、304与模具座110接合。接着，通过未示出的通风系统经导管314a、314b输入热气。于是，热气也经过模具座110和模具20并造成模具20中的粘结剂固化。所需的热气温度将尤其取决于所用粘结剂的类型、模具20中的纤维材料的密度和流过穿孔模具20的气流量。例如，经过模具20的热气温度可以约是100℃～400℃。当采用酚醛树脂类粘结剂且预制品的密度约为100g/l～140g/l时，固化温度约为300℃～400℃且固化时间约为45秒。
在实现固化后，使第一、第二对接头302、304撤离模具座110。模具座110接着在返回填充和冷却工站200前移向空闲站350。如上所述，模具座可被移向一个位于空闲站350所在地的独立的冷却和取料工站。在填充和冷却工站200处，使对接头202与模具座110接合。经过导管214且进而经过模具座110和模具20地抽真空，从而使预制品10冷却。在预制品10已经冷却之后，使夹紧臂脱离夹紧部分128，而在正将模具20抽真空时，使第二支架114离开第一支架112。这样一来，使阴模部分24脱离阳模部分22而不会夹住预制品10。一旦阴模部分24已离开阳模部分22，则经过导管214的气流将反向并流过模具座110和阳模部分22，由此造成预制品10脱离阳模部分22。预制品10最好被吹到一个未示出的输送装置上，它将预制品10移到一个未示出的包装工站。
以下将参见图9和图10来描述将丝束材料5送入模具20的输送装置500。输送装置500包括一个维维送料部分502、一个切刀部分504和一个粘结剂输送部分506。中心槽522经维维送料部分502、切刀部分504和粘结剂输送部分506地穿过输送装置500的中心。输送装置500还可包括一个在送入丝束材料的过程中帮助固定输送装置500的手柄520。丝束材料5被压缩空气拉入维维送料部分502，这在以下将进一步描述。一刀片550设置在切刀部分504中且被用来在所需数量的丝束材料5已被送入其中一个模具20时马上切断丝束材料5。
图10是本发明输送装置500的优选实施例的横截面视图，其中为了简化描述而示意地示出了该装置的某些结构。纤维送料部分502包括第一喷嘴部分524、一个内喷嘴部分526和一个外喷嘴部分528，外喷嘴部分可拆卸地安装在内喷嘴部分526上。在与供风管510连通的第一喷嘴部分524上开设了一个孔530。在与通风管520a连通的外喷嘴部分528上开设了一个孔532。
致使并控制丝束5流过中心槽522的压缩空气经通风管520a穿过外喷嘴部分528上的孔532。外喷嘴部分528和内喷嘴部分526构成一个压缩空气流入其中的环形腔534。腔534环绕中心槽522并经腔534的开口端540将气流引入中心槽522。从开口端540排出的压缩空气冲击丝束材料5并造成丝束材料5移向出口管501。
第一喷嘴部分524的薄膜536环绕中心槽522。流经孔530并进入环形腔534的气流使薄膜536胀大，从而将丝束材料5保持在一个基本固定的位置上，而此时切刀部分504中的刀片550正在切断丝束。
切刀部分504可拆卸地固定在维维送料部分502上。切刀部分504包括刀片550、活塞552、致动缸554、砧座556、缸盖558和缸座560。刀片550可拆卸地装在活塞552中并通过一定位螺钉固定在其中。活塞552垂直地往复运动于致动缸554中以便相似地驱动刀片550，见图10。砧座556安装在封住了致动缸554的一端的缸盖558上。致动缸554的另一端通过缸座560密封。通过经缸座560上的第一孔562和致动缸554中的第二孔564引入致动缸554的压缩空气使活塞552在致动缸554中往复运动。刀具支承板566也固定在致动缸554中。
粘结剂输送部分506可拆卸地连接在切刀部分504上。粘结剂输送部分506包括第一喷嘴部分580和第二喷嘴部分582。第一喷嘴部分580包括与粘结剂输送管516连通的粘结剂输送入口584。进入输送入口584的粘结剂被斜斜地送入中心槽522。第一喷嘴部分580和第二喷嘴部分582限定了一个环形腔586。第二喷嘴部分582包括一个与供水管518连通的孔588。进入孔588的水被送入环形腔586。如上所述，水经位于第一喷嘴部分580和第二喷嘴部分582之间的间隙590流出腔586并流入中心槽522以便润湿粘结剂。
按照以下方式经输送装置500送入丝束材料5。丝束材料5经维维送料部分502进入输送装置。经腔534的开口端540引入中心槽522的压缩空气沿中心槽522的初始段522a拉引丝束材料5。一旦丝束材料5与流出开口端540的气流接触，则它被上述气流吹过中心槽522的其它部分。当丝束材料5穿过粘结剂输送部分506时，它与粘结剂和水混合。如上所述，通过粘结剂输送入口584将粘结剂送入中心槽522并通过孔588将水送入中心槽522。送入中心槽522的水量最好约等于丝束材料5的总重的2％～4％，粘结剂和水流出出口管501并进入模具20。
在适当长度的丝束材料5已经被送入其中一个模具20之后，通过上述切刀部分504的操作切断丝束材料5。一旦适当长度的丝束材料5被送入一个模具20，就马上中断流入中心槽522的气流。为了将丝束材料5保持在输送装置500中，压缩空气经孔530进入腔534a以便胀大薄膜536。在薄膜536膨胀的情况下，丝束材料5被截留并静止地保持在中心槽522中。
当丝束材料5被静止地保持在中心槽522中时，启动切刀部分504来切断丝束材料5。使其上装有刀片550的活塞552在致动缸554内由经通风管512和孔562提供的气压向上移动。这个压力造成刀片550撞击砧座556，由此切断丝束材料5。通过重力和由通风管514经孔564送入致动缸554中的气压使活塞552返回其在刀具支承板566上的不工作位置。为了防止活塞在致动缸554中移动，空气也可以是经孔564送入致动缸554中的。
还可以预计到，丝束材料5可以是通过参考专利US4,569,471所披露的喷嘴送入模具20的。
本领域的技术人员也将认识到，本发明不局限于上述确定方法和装置，在不脱离附属权利要求书所限定的本发明范围的前提下可以对本发明的装置和方法作出修改。
权利要求
1. 一种用于将连续的玻璃纤维丝束材料制成预制品的方法，它包括以下步骤将连续的玻璃纤维丝束材料送入一个穿孔模具中以便在模具中形成毛型制品；将粘结剂送入模具；使粘结剂固化，以便将形成毛型制品的丝束材料部分粘在一起，从而形成一个通常具有模具形状的预制品；打开模具；以及从模具中取出预制品。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，玻璃纤维丝束材料和粘结剂与水一起被同时送入模具。
3. 如权利要求1所述的方法，它还包括将模具抽成真空以便将玻璃纤维丝束材料送入模具的步骤。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，玻璃纤维丝束材料包括选自由E-玻璃纤维和S-玻璃纤维构成的组中的玻璃纤维。
5. 如权利要求1所述的方法，它还包括在固化前压紧模具以便将毛型制品压实到理想密度的步骤。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，粘结剂是热固性材料。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述热固性材料是酚醛树脂粘结剂。
8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘结剂包括粉末状粘结剂。
9. 一种制造用于发动机排气消声器中的预制品的方法，它包括以下步骤将连续的玻璃纤维丝束材料段送入一个穿孔模具以便在模具中形成毛型制品；将粘结剂送入模具；将水送入模具；压紧模具以便压实毛型制品，从而形成一个具有理想密度且通常具有至少发动机排气消声器的局部形状的预制品；使热气循环穿过模具以便固化粘结剂；打开模具；以及从模具中取出预制品。
10. 如权利要求9所述的方法，它还包括将模具抽成真空以便将玻璃纤维丝束材料送入模具的步骤。
11. 如权利要求10所述的方法，它还包括第二次将模具抽成真空以便在粘结剂已固化后冷却模具的步骤。
12. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，玻璃纤维丝束材料、粘结剂和水是通过一单独的输送装置送入模具的。
13. 一种用于制成玻璃纤维预制品的装置，它包括一个穿孔的预制品模具；一个填充工站，在此工站处将粘结剂和连续的玻璃纤维丝束材料填入所述模具，以便在模具中形成毛型制品；一个压紧工站，在此工站处将模具压紧，以将毛型制品压实到理想密度；一个固化工站，在此工站处加热模具以使粘结剂固化，从而将构成毛型制品的丝束材料部分粘在一起，由此形成一个通常具有压紧模具的形状的预制品；以及一个取料工站，在此工站处打开模具并从模具中取出预制品。
14. 如权利要求13所述的装置，它还包括一个冷却工站，在此工站处，在加热模具以后冷却模具以使粘结剂固化，从而便于从模具中取出预制品。
15. 如权利要求14所述的装置，其特征在于，填充工站包括一个用于将模具抽成真空以便将纤维丝束材料送入模具的装置。
16. 如权利要求13所述的装置，它还包括一个在送入粘结剂和水的同时将纤维丝束材料送入模具的输送装置。
17. 一种用于将玻璃纤维丝束材料制成预制品的方法，它包括以下步骤将玻璃纤维丝束材料送入一个模具以便在该模具中形成毛型制品；将粘结剂送入模具；使粘结剂固化，以便将构成毛型制品的丝束材料部分粘在一起，从而形成一个通常具有模具形状的预制品；打开模具；以及从模具中取出预制品。
18. 如权利要求17所述的方法，它还包括压紧模具以便将毛型制品压实到理想密度的步骤。
19. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，粘结剂是热固性材料。
20. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，模具是经过穿孔的。
全文摘要
本发明涉及一种用于将玻璃纤维丝束材料制成预制品(10)的方法和装置(100)。预制品是这样形成的，即将连续的玻璃纤维丝束材料送入模具(20)，从而在模具中形成连续的毛型制品；将粘结剂送入模具；压紧模具以便将毛型制品压实到理想密度；以及加热模具以使粘结剂固化，从而形成一个通常具有压紧模具的形状的预制品。接着，打开模具并从模具中取出预制品。
文档编号D04H1/42GK1240019SQ97180309
公开日1999年12月29日 申请日期1997年11月27日 优先权日1996年12月3日
发明者戈兰·K·克努特森, 本格特·G·尼尔森, 伦纳特·塞文森 申请人:欧文斯－康宁玻璃纤维瑞典公司