专利名称：一种切割并施加增强纤维的装置的制作方法
技术领域：
本发明属于包含增强纤维切割层的产品制造的装置的技术领域，和尤其是其中至少一层包含这种纤维作为增强材料的夹层结构型产品。因此，本发明在例如车身修整这样的夹层型产品的制造过程中尤其有用，例如，汽车的车顶修整，门的内盖板的面板和汽车的其他内部区域，座，仪表板，隔音和/或隔热板及通常的板。
背景技术：
切割纤维，例如，玻璃纤维，现在用在许多物品上作为增强材料。由多个层构成的物品就属于上述物品，多个层中至少有一层包含切割增强纤维。
西班牙专利申请ES-A-2157725描述了一种汽车和/或建筑工业用的部件制造的方法和装置。该部件为夹层式并至少包含应用于硬质泡沫聚氨酯板的两个面的增强纤维层，具有粘合剂的表面，将板应用到具有粘合剂的相应表面和切割玻璃纤维。
西班牙专利申请ES-A-2157725中描述的制造装置包括，在其他部件中，一个具有以不同的速度切割所述纤维和为了控制切割增强纤维比例的不同长度的游动刀具。
西班牙专利申请ES-A-2157725中使用的游动刀具是这种类型，其包含三个筒，一小机车，一刀夹筒和一传送筒，其与从一排口中出来的切割玻璃纤维绳一起设置，纤维在这些口中切割。切割玻璃纤维穿出该口以便展开，最终被气动压力机推进，穿过出口。这种刀具的不便之处是它仅能允许玻璃纤维在整个工作宽度上均匀施加，不能快速和简单地适用于其他的工作宽度，不能通过堆积不同数量的纤维产生一个特定的局部增强区域，假定西班牙专利申请中所述装置切割速度的改变能力是有限的，至多允许速度的渐进改变，并且仅允许切割纤维的数量轻微改变，只是在夹层结构的供给方向。
欧洲专利申请EP-A-0437787描述了在汽车的底盘和顶部修整中很有用的层状产品，其基本以与西班牙专利申请ES-A-2157725中公开的产品相似的方式生产，其不同点是没有用刀具来施加，而更象一切割非织造玻璃纤维板。
除了不容易操作外，这些玻璃纤维板还有不便之处就是它们有一些预成型的尺寸和形状，因此，为了能够制造不同尺寸的产品，就必须有不同类型的原料，或者从玻璃纤维板上切去多余的材料。
本发明的目的就是克服以上所引用的现有技术的不便。所以，本发明的目的就是获得一个自动的增强纤维切割装置，对层状产品的不同形式都有效，这避免了增强纤维的浪费，以便允许对应用于被增强的产品的不同区域的切割纤维数量的控制。
本发明的另一个目的是制造一个简单的，经济的切割和施加增强纤维的装置，一个容易调节以适用于不同形式夹层产品的装置。
本发明的其他目的能够从本发明的描述中被推断。
发明内容
本发明寻求通过一种切割和施加增强纤维的装置来取得上述目的，其包括传送装置、切割和施加所述增强纤维的装置，该装置有至少一个切割组件和优选的有多个切割组件，每一个至少供给一根增强纤维绳，并为了在相对于一个加工面的一个顶部平面运动而设置，此处每一个切割组件包括一增强纤维的至少一根非切割绳的入口和一切割增强纤维的出口，该增强纤维的非切割绳通过设置在一个工作台的上部结构的导向部件，从一个远端线轴优选地朝切割组件导向，在本发明的一个优选实施例中，为至少部分环状导向部件。
两个切割组件中的至少每一个被一独立马达驱动。
用于纤维切割驱动的每一个马达被一控制装置可选地控制，并且切割组件中的至少两个被设置在在切割过程中支撑它们的共用框架上。
优选的每个切割组件包括一从增强纤维入口拉伸绳子的传递筒(conveyingcylinder)和一个与充当小机车(dolly)的线轴一起的刀夹筒(cutter holdercylinder)。切割组件中的至少一个优选的能包括一增强纤维的分布均化装置，出来的切割纤维在向加工面降落时碰到所述均化装置，因而便于其在加工面上的散开和分布。该均化装置可以由位于所述切割纤维出口下面连接于切割组件的杆组成。
为了将切割纤维的堆积导向一与可被加强的部件的尺寸一致的特定区域，框架也可以设置侧向偏转器。
在本发明的一个实施例中，该装置还可以包括一个在加工面上的横向和纵向之间的至少一个方向上移动框架的运动系统。在这个实施例中，运动系统可以被一控制系统调节，该控制系统以可控的方式设置和移动所述框架的位置。
在本发明的另一个实施例中，切割组件中的至少一个可以按如下方式设置在框架上或者是单独地沿着框架移动，或者是与其它两个或更多的切割组件组成一个或多个组沿着框架移动。
优选的，该框架也包括装置，例如，为了施加添加剂的冲洗或喷雾或喷粉装置，添加剂例如催化剂，粘合剂，润湿剂，具有防火特性的产品等，它们自身是普通的，其类型如西班牙专利申请2157725和欧洲专利申请EP-A0437787中所描述地。施加添加剂的装置设置在框架上。在本发明的一不同形式中，所述施加添加剂的装置以一种可沿着框架移动的方式设置。
为了切割组件和/或施加添加剂的装置沿着框架依次运动，该装置也可设置一驱动马达和一机械运动传递系统。所述马达和机械运动传递系统可被一控制系统调节，该控制系统可沿着框架设置每一个切割组件和/或施加添加剂装置的位置。
可选的或作为补充的，为了切割组件和/或施加添加剂的装置沿着框架依次运动，该装置可以设置一气动或液动推力或传递系统，该系统可被一控制系统调节，该控制系统可沿着框架设置每一个切割组件和/或施加组件装置的位置。
通过不同的独立切割组件的排列，在每个组件中的切割增强纤维的数量可被单独地实时调节，以这样一种方式，可以调节堆积到产品的每个区域的纤维的数量，甚至可以停止与不应堆积切割纤维的区域相应的那些组件的切割。后者允许改变堆积的宽度，并且也忽略了不应该堆积切割纤维的产品的区域上的堆积(例如，就顶部修整来说，具有开天窗所在的空洞中心区域)，这样避免了纤维的浪费。
另一方面，若切割组件可以单独地、或者成组地(如果可能)相对于应当堆积切割纤维的基片纵向和/或横向移动，则能够精确调节在每一区域所需的切割纤维的总量，这些区域旨在产生局部增强区域。
鉴于本发明所具有的下述事实，从以上可以推断出，本发明特别有利
—横向和/或纵向以及不论基片的形状和尺寸独立施加的局部切割增强纤维；—结合多种形式，换句话说，仅仅通过驱动控制部件就能适应多种形式；和—由于每次仅仅是在需要施加增强纤维的时候和地方才那样做，这样所施加的增强纤维的浪费被降至最少，这不仅意味着材料的极大节省，而且提高了清洁度，这可以防止对工人的伤害和对生产装置的损害。
本发明的一些实施例将以附图为基础进行描述，其中图1为根据本发明第一个实施例的装置的前部升起(front raised)的示意图，图2为图1中所示的实施例的俯视示意图，图3为根据第二个实施例中的装置的俯视示意图，图4为根据图3中所示的线C-C’的侧面剖视示意图，图5为根据第三个实施例的装置的俯视示意图，图6为图3中所示装置的第二个俯视示意图，图7为根据图6中所示的线G-G’侧面剖视示意图，图8为控制、驱动和致动部件相互关系的一实施例的示意图；和图9为物体加工过程中所述装置的动作的示意图。
在这些图中出现的数字标号标识下列部件1切割组件2受到切割增强纤维3加工面4纤维绳5未受切割增强纤维绳入口6受到切割增强纤维出口7切割组件的独立马达8马达控制装置9共用切割组件框架10具有一出口喷嘴10A和一进料管10B的施加添加剂装置11移动框架的运动系统
11A滑车11B滑车梁12允许框架以受控方式设定位置并移动的控制系统13使组件运动的驱动马达14马达的机械运动传递系统15增强纤维绳的远端线轴16控制系统17纤维绳导向部件18工作台的上部结构，具有一增强纤维绳导向上部结构18A19导向环20分布受到切割增强纤维的均化装置21引导受到切割纤维降落的侧向偏转器22组件框架的液压推力及传输系统23液压系统的控制系统24组件框架的气动推力及传输系统25气动系统的控制系统26上部结构上的导向滑车27框架轴28框架轴端上的轮子29将要被设置受到切割玻璃纤维的物体具体实施方式
如图1和图2中所示，其所示实施例包括一加工面(3)，其上一桥梁型的上部结构(18)被升起。一扁平物体(29)，例如一将堆积纤维的层板，设置在加工面(3)上。在所示实施例中，例如，所述加工面(3)可以是一个在桥梁(18)下输送板(29)的传送带。
上面连接有切割组件(1)(也可以称为“切割器”)的一框架(9)安装在桥梁(18)上。每一个切割组件都设置有一个用于至少一根未受切割纤维(4)的入口(5)、一个受到切割纤维的出口(6)以及一均化装置(23)，加强受到切割增强纤维从出口(6)中出来降落在板(29)表面上的均匀和受控的分布。为了引导板(29)上的受到切割纤维，框架(9)设置有连接到侧边的相应侧向偏转器(21)，从而形成受到切割纤维于其间降落的侧向限制壁。
纤维绳(4)穿过设置在上部结构(18)上的环(19)导向切割组件(1)的入口(5)，而纤维绳(4)另一端以如图3，6和7中所示的相似方式卷绕在线轴上。
另一方面，切割组件(1)以如下方式连接到框架(9)上，即每一个切割组件通过一驱动马达和一机械运动传递系统(见图8)，沿着框架的纵向方向运动，换句话说，相对于被加强的物体(29)的主轴横向地运动，以便依据不同区域的尺寸在所述框架(9)上占据一个预定的位置来增强所述的物体(29)。
在图3，4，6和7所示的实施例中，通过一包含一推动或输送框架(9)的液压缸的液压系统(22)的作用，框架(9)可按照与被增强的物体(29)的主轴平行的方向、也即该装置的纵向移动，切割组件(1)以与图1和2中所示相似的方式设置在框架(9)上。可以看到，未受切割纤维绳(4)和那些来自线轴(16)、供给到组件(1)的一起导向，例如，切割组件(1)。来自线轴(16)的绳(4)通过导引部件(17)导引，导引部件(17)例如开口型面(open profiles)，管子，环，有孔的部件等。这些导向部件(17)设置在一桥型导向上部结构(18A)上，该导向上部结构在上部结构(18)的顶部水平面的上方升起。
比较图3和6，可以看到，它们中的第一个示出具有切割组件(1)的框架(9)在一与施加增强纤维的起始点相应的初始位置，它位于可被增强的物体(29)的一个末端，而在第二个中所述框架(9)和所述组件(1)，它们在上部结构(18)的相对侧。在框架(9)从初始位置向相对位置运动期间，被切割组件(1)切割的纤维以一受控均匀的方式散开地降落在物体(29)上。
特别在图4中，可以看到，框架(9)在相应轮子(28)的上部结构(18)的纵向横梁的内侧的导轨(26)上被导向，相应轮子(28)设置在从框架(9)侧向伸出的轴(27)的末端上。还可以看到，每一个切割组件被一独立的可调速马达驱动。
框架(9)也包括具有一出口喷嘴(10A)和一进料管(10B)的施加添加剂的常规装置(10)，设置在靠近每个切割组件(1)、相对于受到切割纤维出口(6)的后面的位置。尽管在图4所示的情况中，系统(10)被设置用来施加液体添加剂，但它也可以是一个施加固体添加剂的系统，例如颗粒，粉末形式等。施加的添加剂，例如催化剂，粘合剂，其可以是常规的。
图5说明了根据本发明的装置的另一实施例，在其中可以看到，具有切割组件(1)的框架(9)设置在一运动系统(11)中，该运动系统包括支撑框架(9)的滑车(11A)和一滑车桥梁(11B)。滑车(11A)以一种通过常规的驱动方式就可以沿所述桥梁(11B)运动的方式安装在可移动的桥梁(11B)上。回过来，桥梁(11B)以一种可移动的方式安装在框架(18)上，通过常规驱动机构的作用，可相对于滑车(11A)运动的方向横向地运动。
图8中可以看到本发明的装置的不同驱动部件、控制和被控制部件的相互关系的一实施例，以这种方式，所述图显示了一用于控制该装置的系统。
可以看到，该装置受控于由一台计算机组成的总控制系统(17)，其连接于—控制切割组件(1)的马达(7)的速度的控制装置(8)；和—控制用于移动框架(9)的移动系统(11)的控制系统(12，23，25)，其系统可以为，例如，一包括一电动机，一框架(9)的液压系统(22)或一气动推进和传递系统(24)，—和切割组件的运动的控制系统(致动13)，该系统控制每一个驱动系统(14)，通过这种方法一个或多个切割组件(1)可以沿着框架(9)横向运动。
将受到切割增强纤维堆积到目标上是利用计算机(17)通过控制不同的传送和切割部件来实现的。
特定物体(29)所需要的增强纤维的数量和分布是根据它的尺寸、几何形状和机械特性来决定。
因此，例如汽车车顶的修整，有些增强区域需要较大量的增强纤维(2)而有些区域，例如开天窗的空洞，那里不需要堆积增强纤维。
另一方面，所使用的增强纤维(4)的类型的特性和它被切割前的尺寸、所需纤维(2)的长度、切割组件(1)的效率(yield)、切割组件(1)和物体(29)间的运动速度，为了能够根据其上要堆积纤维的物体(29)的特性计算堆积增强纤维的需要量，全部参数必须知道，要堆积纤维的物体(29)的特性也必须知道。因此，给控制系统(17)编程，以便定位和驱动不同部件，自动地堆积纤维。
图9示意性地说明了一个在制造一特定物体(29)的过程中该装置的不同部件如何配合的例子，该物体是一具有增强纤维包覆层的扁平物体，该包覆层以不同的方式绕不同的区域分布。因此，该扁平体(29)有具有每表面区域中等重量的相应的侧面区域(29A，29F)；具有一被一前面区域(29B’)和一后面区域(29B)界定的具有一中间凹口(29C)的中间区域，这些区域具有每表面区域较轻重量。
图9也说明了区域(29A，29B，29B’，29C，29F)中的任何一个相应于切割纤维降落区(图9中每一个用三角符号标出)所在的区域，该受到切割纤维从组件(1a-1e)中的至少一个突出。因此，—侧面区域(29A，29F)分别与切割组件(1a和1e)的降落区域相对应；—中间区域(29B，29C和29B’)与切割组件(1b，1c和1d)的联合降落区域相对应；在该区域中，为了堆积所需要的切割增强纤维(2)，该装置按下面的方式操作基于将被堆积的切割纤维的分配特性，控制系统启动马达(13)，以便利用运动控制系统(14)，将相应的切割组件或组件(1)定位在与其一致的包含物体(29)的区域的带状区域上。
在图9的情况下，切割组件(1a，1b和1d，1e)通过被马达(13)驱动的移动装置(14)，以如下方式分别朝框架(9)的中间移动—切割组件(1a-1e)的下落区域定位在相关区域；—下落区域的总宽度要与物体(29)的宽度相适应。
依照纤维的需要量，控制系统(17)确定切割速度和载有切割组件(1)的框架的运动速度。因此，在不同的区域，为了堆积需要数量的切割纤维到物体(29)上，控制系统(17)依照每个马达(7)的预定旋转速度执行一致动程序，这样就使每一个组件(1)产生一特定的切割速度，反过来，这允许被每一个切割组件堆积到物体(29)上的纤维数量不同，这些纤维的数量与切割速度成比例。
就图9中示例的物体(29)来说，控制系统(17)确定组件(1a)和(1d)的切割速度要高于组件(1b，1c和1d)的切割速度，原因是侧面区域(29A和29F)需要堆积纤维的数量比中间区域(29B和29B’)更多。
控制系统(17)也懂得在平板体(29)的中间区域的凹口(29C)处，不需要堆积切割纤维。因此，当它们向前运动的时候，切割组件(1b，1c和1d)在凹口(29C)的上方通过，马达停机(7a，7c，7d)以致组件(1)停止发放切割纤维。
当切割组件(1b，1c和1d)到达后面区域(29B’)的时候，它们重新启动并堆积切割纤维到所述后面区域。
明显地，根据本发明的装置允许多种调节(甚至是动态调节)，调节是基于切割组件(1)的定位、所述组件(1)的切割速度和从框架(9)或从物体(29)通过的速度。这些调节可以根据控制系统中执行的程序来操作。这意味着通过本发明，纤维可以适合于每一个规格的需要顺利、准确和可靠地堆积，因此避免了增强纤维的浪费并彻底减少了设备周围纤维的飞溅。
权利要求
1.一种用来切割并施加增强纤维的装置，其包括传送、切割和施加所述增强纤维的装置，其特征在于它有供给至少一根切割纤维绳(4)的至少一个切割组件(1)，并被安装在相对于一个加工面(3)的顶部平面上以运动，每一个切割组件(1)包括至少一根未切割增强纤维绳(4)的一个入口(5)和一个切割增强纤维的出口(6)，切割组件(1)中的至少两个被驱动，它们中的每一个被一个独立马达(7)驱动，每一个驱动纤维(4)切割的独立马达(7)被控制系统(8)选择性地控制，切割组件(1)中的至少两个设置在一个在切割过程中支撑它们的共用框架(9)上。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于该框架包括施加添加剂的装置(10)。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于其包括一个在加工面(3)上在一个横向和一个纵向方向之间的至少一个方向上移动框架(9)的运动系统(11)。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于所述运动系统(11)被一个允许设置所述框架(9)的位置并以一种控制方式来移动它的控制系统(12，17)调节。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于切割组件(1)中的至少一个可以按如下方式设置在框架(9)上或者是单独地沿着框架(9)移动，或者是与其它两个或更多的切割组件(1)组成一个或多个组沿着框架(9)移动。
6.如权利要求2所述的装置，其特征在于该施加添加剂的装置(10)以一种沿框架(9)可移动的方式设置在框架(9)上。
7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于同切割组件(1)和/或施加添加剂的装置(10)沿框架(9)的运动是通过至少一个驱动马达(13)和一个机械运动传递系统(14)来实现的。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于至少一个驱动马达(13)和所述机械运动传递系统(14)被一个控制系统(12，17)调节，所述控制系统允许每一个切割组件(1)和/或施加添加剂的装置沿框架(9)设置位置。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于通过设置在一加工台的上部结构(18，18A)上的导向部件(17，19)，增强纤维绳(4)从一远端线轴(16)导向切割组件(1)。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于该导向部件(17)至少一部分是圆环。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于每一个切割组件包括一个从所述增强纤维入口(5)传递纤维绳(4)的传递筒和一个与操作类似小机车的圆筒一起协作的刀夹筒。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于切割组件(1)中的至少一个包括一切割增强纤维(2)的分布均化装置(23)，从而伸出的切割纤维(2)在向加工面(3)降落时碰到所述装置(23)，因而便于其在加工面(3)上的散开和分布。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于该均化装置(23)由连接到切割组件(1)的杆组成，其组成方式使其自由端部分横在所述切割纤维出口(6)的下面。
14.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述框架(9)包括导向切割纤维(2)朝一个特定的区域下落的侧向偏转器(21)，该特定区域与切割纤维(2)堆积在物体(29)上的尺寸一致。
15.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于切割组件(1)和/或施加(10)添加剂的装置沿框架(9)的运动通过液压推力和传递系统(22)来实现。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于液压系统(22)通过一个控制系统(23，17)来调节，该控制系统允许每一个切割组件(1)和/或施加(10)添加剂的装置沿框架(9)设置位置。
17.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于切割组件(1)和/或施加(10)添加剂的装置沿框架的运动通过一个气动推力和传递系统(24)来实现。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于该气动系统(24)通过一个控制系统(25)调节，该控制系统允许每一个切割组件(1)和/或施加(10)添加剂的装置沿框架(9)设置位置。
全文摘要
一种切割并施加增强纤维(2)的装置，具有至少两个切割组件(1)，每一个切割组件供给至少一根增强纤维(4)，并按能在相对一加工面(3)的一上部平面上运动而设置，此处切割组件(1)的至少两个中的每一个被一个独立马达(7)驱动，每一个驱动纤维切割的独立马达(7)被一控制装置(8)可选择性地控制；并且至少两个切割组件(1)设置在切割过程中支撑它们的共用框架(9)上。
文档编号B29C70/38GK1593900SQ20041008518
公开日2005年3月16日 申请日期2004年9月9日 优先权日2003年9月10日
发明者M·A·格兰德, A·阿里兹纳瓦雷塔 申请人:格鲁普安托林工程股份公司