本发明涉及由复合材料制造燃气涡轮壳体的一般领域，且更具体地涉及制造用于航空发动机中的燃气涡轮风扇的保持壳体。
背景技术：
在燃气涡轮航空发动机中，风扇壳体执行若干功能。该风扇壳体限定进入发动机的空气入口通道，该风扇壳体支承面向风扇的叶片的梢端的耐磨材料，支承发动机的入口处用于声学处理的可选声波吸收器结构，并且包含或支承可选的保持护罩。该护罩构成用于保持诸如所摄取物体或受损叶片的碎片之类的离心投射碎屑的捕获件，以防止碎屑通过壳体并到达飞行器的其它部分。
已提出由复合材料制造风扇保持壳体。借助示例，可参照文献EP 1 961923，该文献描述了通过将纤维增强件形成为纤维织物的叠置层并且通过利用基质致密该纤维增强件来制造变化厚度的复合材料壳体。在本发明中，该纤维织物通过三维织造来制造以具有变化厚度，并且该纤维织物在浸渍心轴的中心环形壁上卷绕成多个叠置层，该浸渍心轴所具有的轮廓与待制造壳体的轮廓相对应。以此方式获得的纤维预制件保持在浸渍心轴上，并且在聚合树脂之前，该纤维预制件用树脂浸渍。例如在文献中所描述的那样将变化厚度的织造织物卷绕到心轴上能够直接地获得管状预制件，该管状预制件具有带有可变厚度的期望轮廓。
实践中，执行该方法会产生这样的问题：在纤维预制件卷绕在浸渍心轴上的同时保持该纤维预制件，且更具体地说，在垂直位置中保持纤维织物的边缘部分，这些边缘部分会形成壳体的预期凸缘。
在张力下执行卷绕，以使得织物预制件在其中心位置保持紧凑。该张力将正卷绕的纤维织物层压抵于已卷绕到浸渍心轴上的纤维织物层。在卷绕期间，凸缘、即纤维织物的边缘部分通过直接地或间接地搁抵于浸渍心轴的颊板(cheekplate)而从卷取心轴上的水平位置运动至浸渍心轴上的垂直位置。
在凸缘从水平位置过渡至垂直位置的同时，这些凸缘趋于向内掉落到卷绕在浸渍心轴的中心环形壁上的纤维织物上。在凸缘已向内掉落之后，并且当进行新的匝圈时，已向内掉落的凸缘可能变得在纤维织物的新匝圈下方位于该纤维织物的空气通道部分中，即位于中心环形壁上的堆叠中，而非处于凸缘部分中。如此卷绕在浸渍心轴上的预制件则由于与预期凸缘中厚度损失相关联的局部额外厚度而具有缺陷。
目前存在的仅有方案在于，在卷绕期间视觉地监控凸缘的定位，以及在凸缘交迭区域上游人工地保持该纤维织物。
执行卷绕的操作者因疏忽或训练不良引起的错误会导致有缺陷的部件。
技术实现要素：
本发明试图通过提出一种用于正卷绕凸缘的引导件来缓解此种缺点，该引导件使得纤维织物凸缘抵靠于浸渍心轴的颊板的位置能在接纳附加匝圈之前立即得以控制。
该目的通过一种引导装置来实现，该引导装置用于在卷绕机的浸渍心轴上引导纤维织物，且该装置包括第一径向间隔件、第二径向间隔件以及横向构件，该第一径向间隔件用于放置成面向浸渍心轴的第一颊板，该第二径向间隔件用于放置成面向浸渍心轴的第二颊板，而该横向构件适合于支承第一和第二间隔件，该横向构件包括调节装置，该调节装置用于调节第一和第二间隔件的位置并且适合于将第一和第二间隔件定位成分别与浸渍心轴的第一和第二颊板隔开，以保持纤维织物的第一部分和纤维织物的第二部分，而不会阻挡浸渍心轴的旋转，该第一部分压抵于第一颊板而沿着该第一颊板延伸，且该第二部分压抵于第二颊板而沿着第二颊板延伸。
在纤维织物的两个连续匝圈之间，引导装置的间隔件定位成避免纤维织物的已卷绕在浸渍心轴上的部分的边缘部分下垂而通过纤维织物的正与浸渍心轴相接触的部分下方，以便于卷绕。
换言之，通过将间隔件平行于颊板的平面放置在已卷绕的纤维织物和将要形成后续层的纤维织物之间，防止后续层堆叠在已变得下折的凸缘上。因此，引导装置的间隔件使得已就位的凸缘能保持垂直，并且使得该凸缘能被后续层适当地覆盖。因此，引导装置用于确保从一个凸缘向另一个凸缘的覆盖良好，而无需人类干预。术语“凸缘”在这里用于意指已卷绕纤维织物的抵靠于颊板延伸的边缘部分或一堆边缘部分。
在引导装置的第一方面中，调节装置可针对两个间隔件中的每个包括第一模块，该第一模块适合于根据纤维织物的厚度并且根据心轴已利用纤维织物制成的匝圈数量来调节间隔件沿第一方向的位置。
调节装置的第一模块用于调节第一间隔件和第二间隔件之间的间隔，并且使得两个间隔件中的每个远离与该间隔件协配的颊板而运动，从而针对浸渍心轴的每个新匝圈，使得凸缘在径向平面中保持承靠于颊板。在浸渍心轴的每个新匝圈上，纤维织物层的堆叠增加一个附加的层。因此，为了确保浸渍心轴的旋转不受阻挡并且为了维持纤维织物的引导，第一和第二间隔件中的每个需要正交于对应颊板在其中延伸的平面运动，且远离该颊板行进。换言之，在已接纳一个匝圈之后，第一和第二间隔件朝向彼此运动。
在引导装置的第二方面中，调节装置可针对两个间隔件中的每个包括第二模块，该第二模块适合于同时根据浸渍心轴的形状和直径、还根据纤维织物的厚度并且根据心轴已利用纤维织物制成的匝圈数量来调节间隔件沿第二方向的位置，该第二方向不同于第一方向。
调节装置的第二模块用于第一和第二间隔件中的每个，以调节间隔件和浸渍心轴的中心环形壁之间的距离。在开始卷绕之前，该第二模块由此用于根据中心环形壁的位于如下平面中的截面的直径来径向地定位第一间隔件：该第一间隔件在该平面中平行于并且靠近于第一颊板延伸。在开始卷绕之前，该第二模块类似地用于根据中心环形壁的位于如下平面中的截面的直径来定位第二间隔件：该第二间隔件在该平面中平行于并且靠近于第二颊板延伸。
因此，取决于浸渍心轴的形状，第一和第二间隔件能沿第二方向定位在不同的位置中。
在将纤维织物卷绕到浸渍心轴上的同时，第二模块也用于使得第一和第二间隔件中的每个沿第二方向运动。因此，针对浸渍心轴的新匝圈，第一和第二间隔件能远离浸渍心轴的中心环形壁运动，以考虑每个匝圈上纤维织物层堆叠中的增加。这能够避免发生阻挡浸渍心轴的旋转的任何风险。
由于第一和第二间隔件还沿平行于心轴的旋转轴线、即正交于第二方向的第一方向运动，因而在这些间隔件已沿第一方向运动之后，浸渍心轴的直径可能是不同的。因此，尽管纤维织物层堆叠的厚度增加，针对浸渍心轴的新匝圈，例如在纤维织物层堆叠的厚度增加通过心轴的中心环形壁的直径减小而得以补偿的情形下，第一和/或第二间隔件不沿第二方向运动，或者针对浸渍心轴的新匝圈，例如在心轴的中心环形壁的直径减小程度超过纤维织物层堆叠的厚度增加程度的情形下，第一和/或第二间隔件甚至可朝向中心壁运动。
在引导装置的第三方面中，该引导装置可包括电子控制单元，该电子控制单元适合于根据纤维织物在浸渍心轴上的卷绕来控制调节装置的自动致动。
该电子控制单元可联接于一个或多个传感器，这些传感器安装在引导装置上并且适合于检测卷绕在浸渍心轴上的纤维织物沿第一方向和第二方向两者的位置，该电子控制单元由此控制引导装置的两个间隔件沿第一和第二方向的运动。
电子控制单元还可联接到用于浸渍心轴的控制单元，以仅仅根据由用于浸渍心轴的控制单元供给的信息或者基于由引导装置的传感器传输的信息以及由用于浸渍心轴的控制单元传输的信息来控制引导装置的两个间隔件沿第一和第二方向的运动和初始定位。
在引导装置的第四方面中，第一和第二间隔件中的至少一个可由诸如之类的塑料材料制成。
由塑料材料制造间隔件的至少一个用于限制预制件的摩擦和污染，该预制件通过将纤维织物卷绕在浸渍心轴上而形成。
在引导装置的第五方面中，针对第一和第二间隔件中的每个，所述间隔件与平行于所述间隔件设置的附加径向间隔件相关联，以在该间隔件和附加间隔件之间限定至少一个环形引导轨道部分，该引导轨道用于接纳正卷绕纤维织物的将要沿着对应颊板延伸的部分，而所述间隔件的背离所述附加间隔件的表面保持已卷绕的纤维织物的部分的至少一个层，该已卷绕的纤维织物部分沿着所述颊板延伸以压抵于该颊板。
因此，该附加的间隔件用于形成引导轨道，该引导轨道用于将要卷绕的纤维织物的边缘部分。这使其能够在开始将纤维织物的在边缘部分之间延伸的部分卷绕到浸渍心轴上之前，一开始使得边缘部分相对于纤维织物的上述部分成正交定向。
因此，在卷绕之前的此种定向用于避免边缘部分摩擦抵靠于由已卷绕的纤维织物所形成凸缘的任何风险，同时借助附加的间隔件还用于防止以此种方式预先定向的边缘部分下垂并且下折到在两个边缘部分之间延伸的纤维织物部分上。
在引导装置的第六方面中，引导装置可包括两个引导螺旋，每个引导螺旋均适合于围绕浸渍心轴的在第一和第二颊板之间延伸的中心环形壁制成一个完整匝圈，且每个引导螺栓均具有第一端部和第二端部，该第一端部形成所述间隔件，而该第二端部与第一端部相对且形成所述附加的间隔件。
该实施例使其能够沿着由纤维织物围绕浸渍心轴所遵循的整个路径提供环形引导，同时使得部件的数量最少。
本发明还提供一种卷绕机的浸渍心轴，该浸渍心轴用于接纳通过纤维织物的叠置层形成的纤维增强件，以便于由复合材料制造燃气涡轮壳体，且该浸渍心轴包括中心环形壁以及第一和第二颊板，该中心环形壁所具有的轮廓对应于待制造壳体的轮廓，而该第一和第二颊板所具有的轮廓对应于待制造壳体的外部凸缘的轮廓。
根据浸渍心轴的一般特征，该浸渍心轴可包括上文所限定的引导装置，第一径向间隔件设置成面向第一颊板，而该第二径向间隔件设置成面向第二颊板，且第一和第二间隔件分别与第一和第二颊板隔开，以保持纤维织物的相应第一和第二部分，而不会阻挡心轴旋转，该第一和第二部分分别压抵于第一颊板和第二颊板而沿着第一和第二颊板延伸。
引导装置可与浸渍心轴结合。
在浸渍心轴的另一方面中，该浸渍心轴可包括电子安全单元，该电子安全单元适合于一旦分别由纤维织物的第一部分和/或第二部分施加在第一间隔件或第二间隔件上的力变得大于力阈值就致使浸渍心轴停止，该第一部分和/或第二部分分别沿着第一颊板或者沿着第二颊板延伸。
因此，针对尽管存在引导但仍趋于下折的高度不稳定凸缘，电子安全单元用于在间隔件上提供转矩限制器。换言之，如果由纤维织物的不稳定凸缘施加的力大于预定参考数值，则向卷绕机的控制单元发送消息，以指示已观察到异常并且致使卷绕机停止。
本发明还提供一种卷绕机，该卷绕机用于将纤维织物卷绕在浸渍心轴上，且该机器包括卷取心轴和如上文所限定的浸渍心轴，该卷取心轴用于存储通过三维织造获得的纤维织物。
附图说明
根据阅读参照附图以非限制指示方式给出的以下描述，可更好地理解本发明，附图中：
-图1是根据本发明的用于将纤维织物卷绕到浸渍心轴上的机器的示意侧视图，该机器适合于包括本发明的引导装置(未示出)；
-图2和3是本发明第一实施例中的卷绕机的两个局部立体示意图；
-图4是在本发明第二实施例中的浸渍心轴的示意立体图；以及
-图5和6分别是在本发明第三实施例中的浸渍心轴和引导装置的立体图。
具体实施方式
下面在制造燃气涡轮航空发动机风扇壳体的应用中描述本发明。更一般地说，本发明适合于制造用于涡轮发动机的任何环形结构部件。
制造此种风扇壳体的方法的示例在文献EP 1 961 923中进行描述，可参照该文献。
该壳体由复合材料制成，该复合材料包括通过基质致密的纤维增强件。该增强件由纤维制成，例如由碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维或陶瓷纤维制成，而基质由聚合物制成，例如由环氧树脂、双马来酰亚胺或聚酰亚胺制成。
简而言之，上述文献中描述的制造方法在于，通过三维织造来制造纤维织物，且沿经纱方向卷取到滚筒(下文称为卷取心轴)上，该滚筒所具有的轮廓根据待制造壳体的轮廓来确定。
以此方式制造的纤维织物然后传递到树脂注塑模具的心轴(下文称为浸渍心轴)上，该心轴所具有的外部轮廓与待制造壳体的内部轮廓相对应。
在预制件保持在浸渍心轴的情形下，然后使用树脂来执行浸渍。为此，将外壳施加于预制件，并且树脂注塑到以此方式构造的模具中。可通过在预制件位于其中的模具的内部和外部之间设置压力差来辅助浸渍。在浸渍之后，执行将树脂聚合的步骤。
本发明且具体地是引导装置适用于任何类型的卷绕机，如图1中所示，该卷绕机具有这样的功能，即，使得存储在卷取心轴上的纤维织物能自动地传递到树脂注塑模具的浸渍心轴上。
可参照专利申请FR 2 974 026，该文献详细地描述了此种机器的结构和操作。
简而言之，卷绕机10包括框架12，该框架具体地支承根据本发明的卷取心轴14和浸渍心轴16。心轴14和16是可移除的，即，这些心轴可从框架12移除。
卷取心轴14接纳例如通过三维织造获得的纤维织物18。该卷取心轴承载在水平轴20上，该水平轴使得一个端部可旋转地安装在卷绕机的框架12上，而使得该水平轴的另一端部联接到诸如交流(AC)电动齿轮马达之类的电动机22的出口轴。
通过卷取心轴14、该卷取心轴的轴20以及该卷取心轴的电动机22构成的组件可安装成能够沿着卷取心轴14的旋转轴线20而相对于框架12平移运动。卷取心轴14平移运动的此种自由度使得在将纤维织物18卷绕到浸渍心轴16上之前能够将该心轴14放置成与浸渍心轴16对准。
卷绕机10的浸渍心轴16用于以叠置层来接纳存储在卷取心轴14上的纤维织物18。以已知的方式，该浸渍心轴具有中心环形壁24以及两个颊板26a和26b，该中心环形壁具有外表面，该外表面所具有的轮廓与待制造壳体的内表面的轮廓相对应，且两个颊板所具有的轮廓与壳体在其上游和下游端部处的外部凸缘的轮廓相对应，以使得该壳体能与其它构件组装以及连接于其它构件。
浸渍心轴16由水平轴28承载，该水平轴平行于卷取心轴14的旋转轴线20，并且使得一个端部可旋转地安装在卷绕机10的框架12上，而使得该水平轴的另一端部联接到诸如AC电动齿轮马达之类的电动机30的出口轴。
诸如计算机工作站32之类的控制单元连接到两个心轴14、16的电动机22、30，并且该控制单元用于控制并且监控每个心轴14、16的旋转速度。更一般地说，此种控制单元32用于控制卷绕机10的所有操作参数。
采用此种机器10，在将合适的卷绕张力施加于纤维织物18的同时，纤维织物18作为叠置层卷绕在浸渍心轴16上。具体地说，设定点张力具体地通过利用计算机工作站32而根据纤维织物18的特性预先限定，并且该设定点张力施加于心轴，以提供抵抗卷绕(通常是卷取心轴14)的转矩。
借助示例，为了获得厚度符合规格的壳体预制件，可能需要卷绕41/8匝圈。
在本发明中，浸渍心轴16具有用于引导纤维织物18引导装置100。
更确切地说，并且如图2和3中所示，引导装置100具有两个径向间隔件102a和102b，这两个径向间隔件安装在横向构件104上。
第一间隔件102a设置成面向浸渍心轴16的第一颊板26a，而第二间隔件102b设置成面向第二颊板26b。第一间隔件102a位于平行于第一颊板26a的平面中，而第二间隔件102b位于平行于第二颊板26b的平面中。
有利地是，间隔件102a和102b均由制成，由此用于限制纤维织物的摩擦和污染。然而，这两个间隔件也可由金属材料制成。
在图2和3中示出的第一实施例中，第一和第二间隔件102a和102b的每个均具有相同的圆弧形形状，以形成月牙状部分。
圆弧形或部分环形形状易于通过将环部切割成多个部段来制成。
在通过已卷绕纤维织物18的边缘部分108a或108b形成的凸缘已至少部分地下垂到纤维织物18的卷绕在中心环形壁24上的部分180上的情形下，半月牙形使得凸缘能逐渐地立起。
在图2和3中，纤维织物18的已卷绕部分标为180，即与浸渍心轴16相接触的部分，而纤维织物18的还未卷绕的部分标为181，即位于卷取心轴14和浸渍心轴16之间的部分。
间隔件在形状上也可以是矩形的，并且定位成至少部分地沿着纤维织物18的在浸渍心轴16和卷取心轴14之间的部分181延伸。
横向构件104包括调节装置106，该调节装置调节第一和第二间隔件102a和102b的位置。调节装置106经由第一支架104a联接到第一间隔件102a，且经由第二支架104b联接到第二间隔件102b。
调节装置106构造成将第一间隔件102a和第二间隔件102b分别定位成与浸渍心轴16的第一颊板26a和第二颊板26b隔开，以保持纤维织物18的第一部分108a和纤维织物的第二部分108b，而不会阻挡浸渍心轴16的旋转，该第一部分压抵于第一颊板26a而沿着第一颊板26a延伸，而该第二部分压抵于第二颊板26b而沿着第二颊板26b延伸。
当将引导装置100组装在卷绕机10的浸渍心轴16上时，第一和第二间隔件102a和102b分别与第一和第二颊板26a和26b隔开一定距离，这用于避免纤维织物18的已卷绕到浸渍心轴16上的部分180的边缘部分180a和180b下垂到浸渍心轴16上的纤维织物18的两个连续匝圈之间，而通过纤维织物18的正与浸渍心轴16接触的部分181下方，以便被卷绕。
针对两个间隔件102a和102b的每个，调节装置106包括标为108a和108b的相应水平运动模块。每个水平运动模块108a、108b均构造成使得与该水平运动模块相关联的间隔件102a、102b沿平行于浸渍心轴16的旋转轴线28的方向运动。
因此，第一模块108a和108b用于根据纤维织物18的内在厚度并且根据浸渍心轴16已用纤维织物18制成的匝圈数量来调节两个间隔件102a和102b的水平位置。因此，间隔件102a和102b根据通过纤维织物18的已卷绕部分180的边缘部分180a和180b形成的凸缘的厚度而水平地运动，以沿着颊板26a和26b延伸。
调节装置106还针对两个间隔件102a和102b的每个包括标为110a和110b的相应径向运动模块。每个径向运动模块110a、110b均构造成使得与该径向运动模块相关联的间隔件102a、102b沿平行于对应颊板26a、26b在其中延伸的平面的方向运动。
因此，径向运动模块110a和110b用于根据纤维织物18的内在厚度连同浸渍心轴16已用纤维织物18制成的匝圈数量、并且还根据浸渍心轴16的形状和直径来调节两个间隔件102a和102b的径向位置。
因此，间隔件102a和102b根据预制件的通过在已卷绕纤维织物18的部分180的边缘部分180a和180b之间延伸的部分形成的中心部分的厚度而径向地运动。在开始卷绕之前，这些间隔件也根据中心环形部分24的位于如下平面中的截面的直径来径向地定位：这些间隔件102a、102b在该平面中平行于并且靠近于对应的颊板26a、26b延伸。这针对两个间隔件102a和102b的每个独立地进行。
在纤维织物18正卷绕在浸渍心轴16上的同时，间隔件102a和102b还借助径向运动模块110a和110b径向地运动。因此，针对每个新匝圈，第一和第二间隔件102a和102b能远离浸渍心轴16的中心环形壁24运动，以适应中心环形壁24的直径沿着旋转轴线28的任何变化。
引导装置100还具有电子控制单元，该电子控制单元连接于调节装置106，以根据纤维织物18在浸渍心轴16上的卷绕来自动地控制水平运动模块108a、108b和径向运动模块110a、110b的致动。
电子控制单元具体地说联接到浸渍心轴16的控制单元32，以接收关于心轴16的匝圈数量的信息。
图4是在本发明第二实施例中的浸渍心轴16'的示意透视图。
该第二实施例与第一实施例的不同之处在于，现标为100'的引导装置具有第一附加间隔件122a和第二附加间隔件122b，该第一附加间隔件与第一间隔件102a相关联，而该第二附加间隔件与第二间隔件102b相关联。
两个附加间隔件122a和122b的每个设置成平行于与该附加间隔件相关联的间隔件102a和102b，以在间隔件102a、102b以及附加间隔件122a、122b之间限定环形引导轨道部分130a、130b。
引导轨道部分130a、130b围绕如下区域设置：在该区域中，纤维织物18与浸渍心轴16的第二环形壁24相接触。因此，引导轨道部分130a、130b构造并且设置成接纳纤维织物18的将要沿着对应颊板26a、26b延伸的边缘部分181a、181b，而引导轨道部分130a、130b的间隔件102a、102b保持已卷绕纤维织物18的至少一个边缘部分层180a、180b，该至少一个边缘部分层压抵于所述颊板26a、26b而沿着该颊板延伸。在纤维织物18卷绕到浸渍心轴16上之前，这能使得该纤维织物18的部分181的边缘部分181a、181b一开始成径向或垂直定向。
引导轨道部分130a、130b的间隔件102a、102b和附加间隔件122a、122b例如通过连接条固定于彼此，或者这些间隔件由一段倒置通道段一体地制成。因此，这能在使用调节装置106时使得整个引导轨道部分130a、130b整体地运动。
图5和6分别是本发明第三实施例中的浸渍心轴16”以及该第三实施例中的引导装置100”的示意立体图。
该第三实施例与第二实施例的不同之处在于，现标为100”的引导装置具有两个引导螺旋，每个引导螺旋均围绕浸渍心轴16”的中心环形壁24制造一个完整匝圈。每个引导螺旋均具有第一端部141a、141b和第二端部142a、142b，该第一端部形成间隔件102a、102b，而该第二端部与第一端部141a、141b相对且形成附加间隔件122a、122b。每个螺旋的间隔件102a、102b和附加间隔件122a、122b一起形成环形引导轨道部分130a、130b。
在该实施例中，径向运动模块110a、110b各自构造成沿着一定轴线起作用，且构造成通过使得第一端部141a、141b和第二端部142a、142b朝向彼此或远离彼此运动而修改由螺旋形成的环部的直径，同时使得这些端部之间的水平分隔距离、即沿正交于螺旋在其中延伸的平面的方向的距离保持恒定。
本发明不限于所述各实施例。因此，设有本发明浸渍心轴的卷绕机为正形成的预制件的凸缘提供引导，这能够在接纳附加的匝圈之前立即管理纤维织物的凸缘抵靠于浸渍心轴的颊板的位置。