专利名称：用热固性纤维增强制品生产中用来填充纤维的装置的制作方法
技术领域：
本发明指的是一种在生产热固性塑料制品中用来填充增强纤维的装置，该装置包括至少一个用于纤维束的储线轴，用来引导纤维束到纤维喂入头的引导装置，该喂入头上装有将纤维从储线轴经由引导装置喂入的喂料装置，以及能切割纤维束的切割装置。
纤维增强热固性塑料制品的生产很难自动化，因为产品的质量高度依赖于纤维的取向，这与制品将承受怎样的负荷有关。现代质量条件通常是指制品应具有适量的纤维，为达到最大强度它们是取向的，没有纤维伸出制品的外塑料层外面。
一种制备方法是指将纤维毯预成型为指定形状，并施加预成形热处理用来活化粘合剂以便将纤维聚集在一起。用这种方式生产的预制品的边缘通常用手工切割，以便在热固性塑料最终浇铸之前去除边缘的多余纤维。纤维毯的使用以及所需的手工去除多余纤维意味着这种制造方法是成本高的。进一步讲，纤维强度仅利用了很少一部分。因此，在该领域存在改进的可能性，所述的改进借助于制备工艺的自动化以提供能较好使用的材料，以使结构重复地制成较轻、想得到的材料，并且其技术更先进。因而，减少恶劣工作环境问题以及人力损耗的可能性得以实现。
本发明的目的是提供一种在生产热固性制品时填充增强纤维的装置，该装置使得向制品自动供给增强纤维成为可能，如，采用工业自动化装置，由排列在无端纱圈上的纤维状纤维束可重复生产预制品，切割规则取向的纤维，和切割不规则取向的纤维。
针对本发明目的，其特征在于喂料头的喂料装置包括喂料驱动辊，该喂料辊对纤维束至少形成一个夹持点，还包括纤维喷射装置，特征还在于切割装置独立驱动，并设在喂料辊和纤维喷射装置之间。
下面，结合实施例以及附图来描述本发明，其中
图1是本发明填充装置的侧视图；图2是构成填充装置拐角区的放大图；图3是相应于图2的比例，构成填充装置喂料头的侧面图；如示意图1的装置包括用于纤维束线轴11的储纱支架10，用于粉状粘合剂的贮料筒12，用于纤维束和粘合剂的喂料头13，以及控制中心14。
喂料头13优选固定在未标出的机械臂上，该机械臂在室内可自由移动并由微处理器控制，该微处理器是可编程的。
纤维束15经由喂料装置运行到喂料头13。喂料装置包括末端管接头16，直线管17以及弯头18。设置在最靠近纱线轴11处的末端管接头16连通压缩空气，压缩介质用来将末端的纤维束通过喂料装置输送到喂料头13，在这段时间内喂料头13设置在邻近喂料装置的喂料管16的放置位置上。当纱的末端到达喂料头13，纤维束借助喂料罗拉装置牵引通过喂料装置。喂料头13可从它的放置位置移动。
图2更详细描述一个拐角区18，它包括矩形块18，上面有相互成直角设置的孔18a，并预计将管1)导入中心舱室18b。舱18b一方向装有偏转壁18c，它能使压缩空气喂入的纤维端部从一个管到另一管偏转方向，另一方面，有拐角横梁，当纤维被牵引通过喂料装置时，该横梁对纤维束形成一个接触表面。拐角横梁18d如此设置与管17有关，纤维束不会在拐角18区域被管的内侧咬住。
喂料头13由图3详细给出而且它安置于箱体19中。在箱体19中设置有用于纤维束11的导向管20。导管20延伸到两个罗拉21、22之间的夹持点，借助压簧23使所述的罗拉21推向另一罗拉22的方向受到可移地支撑。通过未标出的驱动马达以可调节的速度V1驱动罗拉22。速度的调节借助脉冲计数器而得以实现，它与控制中心14相联。
罗拉21、22推动纤维束15通过管25，拐约90°的弯，并在切割罗拉26和支撑罗拉27之间的夹持点展开。切割罗拉26装备3把切割刀片26a，刀片沿罗拉周边均匀间隔排列。借助未标出的驱动马达以可调方式并以速度V2驱动罗拉26。速度调节可借助脉冲计数器28得以实现，它与控制中心14联接。支撑罗拉27可移地安在垂直导轨29上，并可借助气动活塞筒30操作。
喂料头13装有填充管31，其上装有用于压缩空气的集管32，压缩介质被用来填充切割后的纤维束15a。喂料管31还装有连接控制装置的集管33(见图1)以提供来自储料筒12的粉状粘合剂。管31与喂料头13其它部份电绝缘。通过选择适宜的材料，纤维束在它通过管道的行程中可以是带静电的。这种布置意味着，粉状粘合剂将粘附于纤维填充料之上。
偏转板34(见图1)，它可从一个操作位置枢轴转动到另一个位置，可借助气动活塞筒35进行操作。当偏转板34在静止位置，切割后的纤维15a将在表面沿纵向不规则取向地填充。高偏转板34在可操作位置，切割后的纤维15a在表面沿纵向规则取向填充。
如上描述的装置，纤维束可以作为连续的涂复粘合剂的纤维填充。机械臂能以这种方式控制喂料头13，使得不断送入的纤维以有利的方式取向，如，成为围绕能容纳螺栓的孔的线圈。纤维还可以精确指定的长度切割，这可以通过起动切割罗拉26并在与支撑罗拉27接触时以一定速度旋转，它给出了正比于纤维速度的适宜的割刀频率，纤维的速度由驱动罗拉22的速度控制。
在每个瞬间切割点，纤维束15以高于常规纱的输送速度被间歇地向前牵伸一个短距离。经研究表明在纱中没有急拉现象，该现象能引起纤维的破裂或增加驱动罗拉21、22的损伤，管25弯成弧形作为急拉补偿。通常驱动罗拉21、22压着纤维束15通过管25，因而纤维束在管内部外侧向前推进。当刀片相对支撑罗拉27啮合切断纤维束时，对喂料罗拉21、22与纤维喷射装置之间向前推进区域中的纤维束有一定的间隙，该间隙可由图2双箭头36描述，它表明所述的间隙在纤维束15和管25内部内侧之间。
储料筒12装备有用于适量粘合剂粉的喂料装管37。这些装置37与控制中心14连接。用于纤维束15的储料器10进一步地设计成电子计数，它也联接到控制中心14。这意味着纤维和粉末供应量可得到适宜的控制，因而，用来浇铸热固性塑料制品的预制品能以一个准确的纤维和粘合剂量塑造。
本发明还可用于一步法无预成形的玻璃纤维增强热塑性材料的生产。
上面描述的装置可在相同的盖19中重复用来喂入二组纤维束。在同样时间上易于装备具有2个这样的喂料头的机械臂，根据这一点机械臂能并行配备4个纤维束。
本发明不限于上面描述的实施例，但数种变化落在所附权利要求的范围之中。例如喂料头13可连接到用于加入液态粘合剂的导管上，或某些类似的塑料，如聚氨酯。喂料管31可用滑动板、管道或出料槽替代。
权利要求
1.一种在生产热固性塑料制品时填充增强纤维的装置，该装置至少包括一个用于纤维束(15)的储线轴，用来将纤维束引向纤维喂料头(13)的导向装置(17、18、19)，喂料头装有喂料装置(21、22、31、32)，用于将纤维束从储线轴经由导向装置喂料，以及切割装置(26、26a、27)，它能切割纤维束，其特征在于喂料头(13)的喂料装置包括喂料驱动罗拉(21、22)，它形成至少一个用于纤维束(15)的夹持点，还包括纤维喷射装置(31、32)，而且切割装置(26、26a、27)独立驱动，并设置在喂料罗拉(21、22)和纤维喷射装置(31、32)之间。
2.权利要求1的装置，其特征在于切割装置包括一个切割驱动罗拉(26)，装有向外伸出的刀片(26a)，以及支撑罗拉(27)，它可以调节到与切割罗拉接合或非接合位置。
3.权利要求1或2的装置，其特征在于包括连续称量从支架(10)开始喂入的纤维量的测量装置和用来引导喂料罗拉(21，22)按指定纤维量驱动的控制装置。
4.权利要求3的装置，其特征在于控制装置(14)包括用来控制支撑罗拉(27)和调节切割罗拉(26)传动的装置(30)。
5.权利要求3的装置，其特征在于纤维转板(34)驱轴状固定在纤维喷射装置(31、32)的下游，其方式是它可在工作和非工作位置之间转动。
6.权利要求1的装置，其特征在于纤维束(15)在喂料罗拉(21、22)和纤维喷射装置(31、32)之间弧线形运行。
7.权利要求6的装置，其特征在于纤维束(15)经过弯成弧形的管(25)，具有一直径，在喂料罗拉(21、22)和纤维喷射装置(31、32)之间的前部相对纤维束允许一定的间隙，该间隙能使纤维束末端以高于常规纤维束喂料的速度向前间歇移动一个短距离。
8.权利要求1的装置，其特征在于用来将纤维束(15)引导到喂料头(13)的导向装置包括直线管(17)和连接这些管的拐角区(18)，拐角区的拐角内侧有用于纤维束的支撑装置(18d)，相对纤维束具有小的接触表面。
9.权利要求1的装置，其特征在于纤维喷射装置(31、32)为气动，并包括用来赋予纤维束静电的装置。
10.权利要求9的装置，其特征在于纤维喷射装置(31、32)上装有用来控制粉状粘合剂供应量的连接管(33)。
11.权利要求10的装置，其特征在于控制装置(14)包括用来 调节粉状粘接剂供应量的装置(37)。
全文摘要
一种在生产热固性塑料制品时填充增强纤维的装置，该装置包括至少一个用于纤维束(15)的储线轴，以及用来将纤维束引向纤维喂料头(13)的导向装置(17、18、19)。喂料头装有喂料装置(21、22、31、32)，用来将纤维束从储线轴经由导向装置送到切割装置(26、26a、27)，它能够切割纤维束。喂料头(13)的喂料装置包括喂料驱动罗拉(21、22)，该对罗拉形成至少一个用于纤维束(15)的夹持点，还包括纤维喷射装置(31、32)。切割装置(26、26a、27)独立驱动并设置在喂料罗拉(21、22)和纤维喷射装置(31、32)之间。
文档编号B65H51/02GK1107414SQ9410864
公开日1995年8月30日 申请日期1994年7月6日 优先权日1993年7月6日
发明者科耶尔·桑德 申请人:阿普利卡特系统公司