Cabezal inversor de colocación de fibras.

Un cabezal inversor de colocación de fibras capaz de colocar fibras bidireccionalmente en una superficie de aplicación

(23), estando el cabezal caracterizado por:

- un mecanismo de alimentación para suministrar fibras a lo largo de dos trayectorias de alimentación (13, 14), estando las dos trayectorias de alimentación (13, 14) orientadas en forma de V entre sí;

- un conjunto de punta de presión (32) para recibir fibras de las dos trayectorias de alimentación (13, 14) y aplicar la fibra a una superficie de aplicación (23);

- un mecanismo de corte (26, 28) entre el mecanismo de alimentación y el conjunto de punta de presión (32) para cortar la fibra a la longitud deseada;

- un rodillo de compactación (16) montado en el conjunto de punta de presión (32); y

- un mecanismo de traslado (42) para trasladar el conjunto de punta de presión (32) desde una primera posición en el cabezal de colocación de fibras a una segunda posición en el cabezal de colocación de fibras, por el cual el rodillo de compactación (16) cambia su dirección de rotación de manera que aplique fibras a la superficie de aplicación (23) en direcciones opuestas,

por el que el conjunto de punta de presión (32) comprende dos pares de rampas de guía inferiores (60, 62), por el que un primer par de rampas de guía inferiores (60) recibe fibras de las trayectorias de alimentación (13, 14) cuando el conjunto de punta de presión (32) está en la primera posición, y

por el que un segundo par de rampas de guía inferiores (62) recibe fibras de las trayectorias de alimentación (13, 14) cuando el conjunto de punta de presión (32) está en la segunda posición.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12155879.

Solicitante: Fives Machining Systems, Inc.

Inventor/es: VANIGLIA, MILO M.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación de materiales compuestos, es decir,... > B29C70/38 (Apilado (lay-up) automático, es decir, utilizando robots, aplicando filamentos según modelos predeterminados)

PDF original: ES-2535860_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Cabezal inversor de colocación de fibras La invención se refiere a un cabezal inversor de colocación de fibras de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Además, la invención se refiere a un método para invertir la dirección de desplazamiento de un cabezal de colocación de fibras en una superficie de aplicación. El cabezal de colocación de fibras es capaz de colocar fibras bidireccionalmente en una superficie de aplicación sin requerir que el cabezal rote 180º para aplicar fibras cuando se desplaza en direcciones opuestas.

Las máquinas de colocación de fibras conocidas utilizan un rodillo de compactación para presionar el material de fibra sobre una superficie de aplicación. El rodillo de compactación atraviesa la superficie, por ejemplo, del borde izquierdo al borde derecho, a continuación se eleva de la superficie, realiza un cambio de dirección de 180 grados, vuelve a colocarse en contacto con la superficie y a continuación vuelve del borde derecho al borde izquierdo. A efectos ilustrativos, si la parte inferior de la fibra que se presiona en contacto con el molde es negro cuando el cabezal se desplaza del lado izquierdo al derecho del molde, y la parte superior de la fibra es blanca, cuando el cabezal se desplaza en la dirección opuesta, de derecha a izquierda, sigue siendo la parte inferior negra de la fibra la que se presiona en contacto con el molde, y la parte superior blanca de la fibra la que está en el parte superior. El tiempo de colocación del material aumenta ya que el cabezal tiene que realizar una rotación de 180 grados para invertir la dirección y la trayectoria de suministro de fibra desde el pasador que sustenta el cabezal al rodillo de compactación es complicada, debido a que la rotación de 180 grados del cabezal al final de cada recorrido tuerce la trayectoria de suministro de la fibra a través del pasador y provoca cambios drásticos en la longitud de la trayectoria.

Se conoce un cabezal inversor de colocación de fibras a partir del documento FR 2 865 156 A1. Un mecanismo de alimentación suministra fibras a lo largo de una trayectoria de alimentación a un conjunto de punta de presión. Un mecanismo de traslado se utiliza para trasladar el conjunto de punta de presión a lo largo de una trayectoria lineal para aplicar fibras a la superficie de aplicación en direcciones opuestas.

Se conoce un cabezal de colocación de fibras a partir del documento EP 0 534 092 A1. El cabezal de colocación de fibras comprende un mecanismo de alimentación con dos trayectorias de alimentación orientadas en forma de V entre sí.

Un rodillo de compactación en un cabezal de colocación de fibras invierte la dirección de izquierda a derecha y a continuación de derecha a izquierda, sin que el cabezal tenga que realizar una rotación de 180 grados. Al hacerlo, y utilizando el mismo ejemplo ilustrativo dado anteriormente, el lado negro de la fibra se presiona en la superficie del molde, moviéndose el cabezal en una dirección, pero debido a que el cabezal no realiza una rotación de 180 grados, el lado blanco de la fibra se presiona en la superficie del molde moviéndose el cabezal en la dirección opuesta. El tiempo de colocación del material se reduce ya que el cabezal no tiene que realizar una rotación de 180 grados para invertir la dirección y la trayectoria de la fibra desde el pasador al rodillo de compactación se simplifica ya que no hay rotación del cabezal. El cabezal utiliza un rodillo de intercambio lateral lineal que es capaz de colocar fibras bidireccionalmente en la superficie de aplicación sin que el cabezal tenga que rotar 180º para aplicar fibras en la dirección opuesta. En particular, el mecanismo de traslado traslada el conjunto de punta de presión a lo largo de una trayectoria lineal desde una primera posición en el cabezal de colocación de fibras a una segunda posición en el cabezal de colocación de fibras, de modo que el rodillo de compactación cambie su dirección de rotación para aplicar fibras a la superficie de aplicación en direcciones opuestas.

La Figura 1 es una vista lateral de un cabezal de colocación de fibras.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de la cara de un cabezal de colocación de fibras que muestra el

mecanismo para trasladar el rodillo de compactación desde una posición del cabezal a la otra.

Las Figuras 3 y 4 son vistas simplificadas que muestran el mecanismo para trasladar el rodillo de compactación

en un cabezal de colocación de fibras.

La Figura 5 es una vista lateral del extremo de un cabezal de colocación de fibras que muestra la

trayectoria de la fibra, estando el rodillo de compactación en posición para aplicar fibras a una

superficie de aplicación según se mueve hacia arriba.

La Figura 6 es una vista lateral del extremo de un cabezal de colocación de fibras que muestra la

trayectoria de la fibra, estando el rodillo de compactación en posición para aplicar fibras a una

superficie de aplicación según se mueve hacia abajo.

La Figura 7 muestra el mecanismo de montaje deslizante del rodillo de compactación en la cara de un

cabezal de colocación de fibras.

En referencia ahora a la Figura 1, generalmente se designa un cabezal de colocación de fibras con el número de referencia 10. El cabezal de colocación de fibras tal y como se muestra tiene una trayectoria de suministro del material que comprende una serie de pistas superiores de numeración impar 13 y una serie de pistas inferiores de numeración par 14 para el suministro de material que confluyen en el rodillo de compactación 16 para formar una red continua de material. Las trayectorias de material impar/par 13, 14 se extienden desde los rodillos de redirección 20 que reciben fibras 21 de un sistema de suministro de material dentro del cabezal del rodillo de compactación 16. Las 2 5

pistas de material impar/par 13, 14 forman una "V" que es simétrica alrededor de la línea central 18 del cabezal y constituye una trayectoria recta desde los rodillos de redirección 20 hasta el punto de contacto inicial 19 con el rodillo de compactación 16. La línea central 18 del cabezal es perpendicular a la superficie de aplicación 23 y tangente a ambos lados del rodillo de compactación 16 dependiendo de en qué lado del cabezal 10 se coloque el rodillo, tal y como se explicará de forma más completa a continuación. Aunque solo se muestran dos rodillos de redirección 20 y dos trayectorias de suministro de material 13, 14, se entenderá que el cabezal de colocación de fibras puede tener 8, 16, 32 o cualquier otro número de rodillos de redirección y trayectorias o pistas de suministro de material, dependiendo del diseño del cabezal. Un mecanismo de sujeción y reinicio 24 se proporciona para cada trayectoria de fibras 13 y 14. El mecanismo de sujeción y reinicio 24 comprende rodillos tensores opuestos 25 y rodillos de reinicio 27 para impulsar la fibra al rodillo de compactación 16. Unas cuchillas 26 se colocan adyacentes al extremo del cabezal para cortar la fibra a la longitud deseada. Las cuchillas 26 se impulsan por medio de accionadores 28 que operan a través de un mecanismo de enlace 30 como se conoce bien en la técnica. Unos pies de sujeción 29 se accionan por medio de cilindros de sujeción 31 para sujetar la fibra una vez que esta se ha cortado.

El rodillo de compactación 16 se monta en un conjunto de punta de presión para laminación de fibras 32 que se monta sobre rieles 40 (de los que solo se muestra uno) al cabezal de colocación de fibras y que puede trasladarse de un lado de la línea central 18 al otro para aplicar fibras a la superficie de aplicación 23 al desplazarse en direcciones opuestas. Se proporcionan dedos de arrastre 38 para guiar la fibra 21 en contacto con la superficie del rodillo de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un cabezal inversor de colocación de fibras capaz de colocar fibras bidireccionalmente en una superficie de aplicación (23) , estando el cabezal caracterizado por:

- un mecanismo de alimentación para suministrar fibras a lo largo de dos trayectorias de alimentación (13, 14) , estando las dos trayectorias de alimentación (13, 14) orientadas en forma de V entre sí; -un conjunto de punta de presión (32) para recibir fibras de las dos trayectorias de alimentación (13, 14) y aplicar la fibra a una superficie de aplicación (23) ; -un mecanismo de corte (26, 28) entre el mecanismo de alimentación y el conjunto de punta de presión (32) para cortar la fibra a la longitud deseada; -un rodillo de compactación (16) montado en el conjunto de punta de presión (32) ; y -un mecanismo de traslado (42) para trasladar el conjunto de punta de presión (32) desde una primera posición en el cabezal de colocación de fibras a una segunda posición en el cabezal de colocación de fibras, por el cual el rodillo de compactación (16) cambia su dirección de rotación de manera que aplique fibras a la superficie de aplicación (23) en direcciones opuestas, por el que el conjunto de punta de presión (32) comprende dos pares de rampas de guía inferiores (60, 62) , por el que un primer par de rampas de guía inferiores (60) recibe fibras de las trayectorias de alimentación (13, 14) cuando el conjunto de punta de presión (32) está en la primera posición, y por el que un segundo par de rampas de guía inferiores (62) recibe fibras de las trayectorias de alimentación (13, 14) cuando el conjunto de punta de presión (32) está en la segunda posición.

2. El cabezal inversor de colocación de fibras de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende:

- el cabezal de colocación de fibras, que tiene una línea central (18) que es perpendicular a la superficie de aplicación (23) ; y -las dos trayectorias de alimentación (13, 14) , que están dispuestas simétricamente a ambos lados de la línea central (18) , por las que el mecanismo de traslado (42) traslada el rodillo de compactación (16) de un lado de la línea central (18) al otro, a fin de aplicar fibras a la superficie de aplicación (23) en direcciones opuestas, y por el que el rodillo de compactación (16) se mueve a lo largo de una trayectoria lineal (66) que es paralela a un plano que es normal a la línea central (18) del cabezal.

3. El cabezal inversor de colocación de fibras de acuerdo con la reivindicación 2, que demás comprende:

- un rodillo de redirección (20) en cada trayectoria de alimentación (13, 14) alejado del rodillo de compactación (16) , -siendo cada trayectoria de alimentación (13, 14) una línea recta a través del cabezal de colocación de fibras desde los rodillos de redirección (20) al rodillo de compactación (16) .

4. El cabezal inversor de colocación de fibras de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la longitud y la orientación de las trayectorias de alimentación (13, 14) permanecen sin cambios trasladando el rodillo de compactación (16) de un lado de la línea central (18) al otro lado de la línea central (18) .

5. El cabezal inversor de colocación de fibras de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 2 a 4, que además comprende:

al menos un riel (40) que sustenta el conjunto de punta de presión (32) en el cabezal de colocación de fibras, permitiendo el al menos un riel (40) el movimiento de traslado del conjunto de punta de presión (32) con respecto a la línea central (18) del cabezal de colocación de fibras.

6. El cabezal inversor de colocación de fibras de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 2 a 5, que además comprende:

- un accionador rotatorio (44) montado en el cabezal de colocación de fibras; -un brazo de palanca (43) montado en el accionador rotatorio (44) ; y -una placa de traslado (47) montada en el conjunto de punta de presión (32) , por la que el movimiento del accionador rotatorio (44) hace que el brazo de palanca (43) actúe sobre la placa de traslado (47) para trasladar el conjunto de punta de presión (32) desde una posición en el cabezal de colocación de fibras a otra posición.

7. El cabezal inversor de colocación de fibras de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 2 a 6, que además comprende:

tubos de calefacción (36) a ambos lados del rodillo de compactación (16) , permitiendo los tubos de calefacción (36) que el rodillo de compactación (16) aplique fibras en una superficie de aplicación (23) según se desplaza en direcciones opuestas.

8. El cabezal inversor de colocación de fibras de acuerdo con las reivindicaciones 6 o 7, que además comprende:

un tope ajustable (58) para la posición de parada del conjunto de punta de presión (32) .

9. El cabezal inversor de colocación de fibras de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 8 por el que el primer par de rampas de guía inferiores (60) recibe fibras de las trayectorias de alimentación (13, 14) cuando el rodillo de compactación (16) rota contra la superficie de aplicación (23) en dirección contraria a las agujas del reloj, y por el que el segundo par de rampas de guía inferiores (62) recibe fibras de las trayectorias de alimentación (13, 14) cuando el rodillo de compactación (16) está rotando contra la superficie de aplicación (23) en la dirección de las agujas del reloj.

10. Un método para invertir la dirección de desplazamiento de un cabezal de colocación de fibras en una superficie de aplicación, que comprende las etapas de:

- alimentar material de fibra a lo largo de dos trayectorias de alimentación (13, 14) a un primer lado de un rodillo de compactación (16) ; -mover el cabezal de colocación de fibras en una primera dirección a lo largo de una superficie de aplicación (23) para aplicar fibras a la superficie de aplicación (23) con el rodillo de compactación (16) rotando en una primera dirección; -trasladar la posición del rodillo de compactación (16) con respecto al cabezal de colocación de fibras; -alimentar material de fibra a lo largo de dichas dos trayectorias de alimentación (13, 14) a un segundo lado opuesto del rodillo de compactación (16) ; -mover el cabezal de colocación de fibras en una segunda dirección que es opuesta a la primera dirección a lo largo de la superficie de aplicación (23) para aplicar fibras a la superficie de aplicación (23) con el rodillo de compactación (16) rotando en una segunda dirección que es opuesta a la primera dirección; -proporcionar dos pares de rampas inferiores (60, 62) para recibir fibras de las dos trayectorias de alimentación (13, 14) ; -colocar un primer par de rampas inferiores (60) para entregar fibras a un lado del rodillo de compactación (16) ; -colocar un segundo par de rampas inferiores (62) para entregar fibras al otro lado del rodillo de compactación (16) ; y -alinear el primer o el segundo par de rampas inferiores (62) para recibir fibras de las dos trayectorias de alimentación (13, 14) dependiendo de la dirección de desplazamiento del cabezal de colocación de fibras.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 10, que además comprende las etapas de:

- establecer una línea central (18) en el cabezal de colocación de fibras que está ubicada entre las dos trayectorias de alimentación (13, 14) ; -trasladar el rodillo de compactación (16) con respecto al cabezal de colocación de fibras en un plano que es normal a la línea central (18) del cabezal de colocación de fibras.

12. El método de acuerdo con las reivindicaciones 10 u 11 en el que:

- el primer par de rampas inferiores (60) está alineado para recibir fibras de las dos trayectorias de alimentación (13, 14) cuando el rodillo de compactación (16) rota en dirección contraria a las agujas del reloj sobre la superficie de aplicación (23) ; y -el segundo par de rampas inferiores (62) está alineado para recibir fibras de las dos trayectorias de alimentación (13, 14) cuando el rodillo de compactación (16) está rotando en la dirección de las agujas del reloj sobre la superficie de aplicación (23) .

13. El método de acuerdo con al menos una de la reivindicaciones 10 a 12, que además comprende las etapas de:

- sustentar el rodillo de compactación (16) en el cabezal de colocación de fibras en un par de rieles (40) ; y -trasladar el rodillo de compactación (16) deslizando el rodillo de compactación (16) a lo largo del par de rieles (40) .