MAQUINA PARA LA APLICACION DE FIBRAS.

Máquina (1, 101, 201) para la aplicación de fibras, que comprende un sistema de desplazamiento (2,

102, 202) de una cabeza de aplicación (3) de fibras, que comprende un rodillo de aplicación (31) y medios de guía (32a, 32b) de las fibras sobre dicho rodillo de aplicación, medios de almacenamiento de fibras (71, 171, 271) y medios de expedición de las fibras desde dichos medios de almacenamiento hacia la cabeza de aplicación, caracterizada porque los medios de expedición de las fibras comprenden tubos flexibles (73, 173), siendo apto cada tubo para recibir una fibra (F1, F2) a través de su pasaje interno

La presente invención se refiere a una máquina para la aplicación de fibras, que comprende una cabeza de aplicación de fibras con un rodillo de aplicación para llevar a cabo la realización de piezas de materiales compuestos. La presente invención se refiere, de una manera más particular, a una máquina de aplicación que está equipada con medios de expedición particulares de fibras desde medios de almacenamiento de fibras hacia la cabeza de aplicación.

Se conocen, principalmente por el documento EP 0 626 252, máquinas para la aplicación de fibras, que se denominan corrientemente máquinas para la colocación de fibras, para llevar a cabo la aplicación sobre un molde de una banda formada por varias fibras preimpregnadas con resina, en las que el rodillo de aplicación entra en contacto contra el molde para aplicar la banda. La máquina comprende un pórtico, sobre el cual está montada una cabeza de aplicación con objeto de permitir su desplazamiento según varios ejes. Sobre una fileta, ensamblada con el robot, están montadas bobinas de fibras preimpregnadas, y son expedidas desde esta fileta hacia el rodillo de aplicación de la cabeza de aplicación por sistemas específicos de expedición y de guía. Como consecuencia del aspecto adhesivo de las resinas, estos sistemas de expedición y de guía son de concepción particularmente compleja y tienen tendencia a ensuciarse.

Con objeto de garantizar un desenrollado correcto de las fibras preimpregnadas, así como una anchura de fibra sensiblemente constante, las fibras son colocadas en bobina con una película separadora. Las fibras preimpregnadas tienen una duración de vida limitada a temperatura ambiente y deben ser almacenadas a temperaturas del orden de -15ºC. La máquina de colocación debe integrar sistemas de retirada de la película separadora, que deben garantizar una retirada total y fiable de la película separadora para evitar cualquier riesgo de contaminación de la pieza fabricada.

Las máquinas de colocación actuales se han revelado particularmente voluminosas y costosas. Los diversos elementos, que están montados sobre los diversos ejes de desplazamiento del pórtico o en la cabeza de colocación, tales como la fileta de bobinas, los sistemas de expedición y de guía, de refrigeración, de retirada de la película, son voluminosos y pesados y limitan la velocidad de aplicación de las fibras. Las máquinas no permiten colocar fibras en piezas de pequeñas dimensiones o sobre ciertos moldes hembra debido al tamaño y a las trayectorias limitadas de los diferentes ejes.

Las fibras preimpregnadas pueden presentar características mecánicas no óptimas, pudiendo estar cortados o pudiendo ser discontinuos los filamentos, que constituyen la fibra, cuando la fibra procede de una banda preimpregnada unidireccionalmente hendida, denominada comúnmente "slit tape".

Las fibras preimpregnadas, que están depositadas sobre los moldes, deben sufrir compactaciones intermedias para evacuar progresivamente el aire aprisionado entre los pliegues de las fibras depositadas. Estas compactaciones se llevan a cabo bien por medio de la colocación de una cámara de vacío, o bien por medio de una presión continua de la cabeza de colocación de las fibras sobre el molde, o bien por medio de una combinación de los dos métodos. En ambos casos, los tiempos de ciclo son prolongados y la máquina debe ser dimensionada para ejercer esta presión.

Para la realización de la pieza compuesta, las fibras preimpregnadas son sometidas a una operación de polimerización bajo vacío o en autoclave. Con objeto de garantizar un bajo grado de porosidad en la resina compuesta final es necesario efectuar una polimerización en autoclave, lo que aumenta considerablemente los costes de implementación.

En el caso de fibras almacenadas en bobina, las filetas montadas comprenden un sistema de desenrollado motorizado que está asociado con cada una de las bobinas. Cada sistema de desenrollado está asistido en función de la velocidad de la fibra con objeto de limitar su tensión al nivel del rodillo de aplicación con el fin de garantizar, principalmente, su posicionamiento de plano sobre las superficies cóncavas de los moldes. Cada sistema de desenrollado está asistido, de la misma manera, en función de los desplazamientos del robot, con objeto de permitir principalmente una recuperación suave por rebobinado de la fibra. Tales sistemas de desenrollado presentan un tamaño y un coste importantes y limitan de manera significativa la velocidad de desenrollado de las bobinas como consecuencia de los esfuerzos de asistencia y, por consiguiente, de las velocidades de colocación de las fibras.

De la misma manera, se conoce por el documento de patente FR 2 686 080 una máquina para la aplicación de fibras, que comprende un sistema de desplazamiento de una cabeza de aplicación de una fibra, que comprende un rodillo de aplicación y medios de guía de una fibra sobre dicho rodillo de aplicación, y medios de almacenamiento de fibras, que están formados por una bobina de hilo, montada de forma rotativa sobre el tubo de un útil soporte. La cabeza de aplicación está montada sobre dicho útil soporte, siendo desplazado el conjunto por dicho sistema de desplazamiento, y el hilo desprendido de la bobina es guiado por poleas y pasa a través del pasaje interno de dicho tubo para alcanzar la cabeza de aplicación.

El objeto de la presente invención consiste en paliar, al menos uno de los inconvenientes que han sido citados precedentemente, por medio de la proposición, principalmente, de una máquina para la aplicación de fibras que sea de tamaño reducido, de concepción simple y de coste reducido.

Con esta finalidad, los medios de expedición de las fibras de la máquina de conformidad con la invención comprenden tubos flexibles, siendo apto cada uno de los tubos flexibles para recibir una fibra a través de su pasaje interno.

Los medios de expedición, de conformidad con la invención, son de concepción simple y son poco voluminosos y, de este modo, permiten obtener velocidades de paso elevadas.

Los tubos flexibles presentan una longitud y una flexibilidad suficientes para no limitar los movimientos del robot. Merced a la utilización de tubos flexibles, de conformidad con la invención, de longitud constante, eventualmente reagrupados en una o en varias tuberías, ya no es necesario prever un sistema para la recuperación suave cuando se el robot se desplaza. Por otra parte, las fibras están aisladas en los tubos y los tubos pueden ser refrigerados, por ejemplo para la aplicación de fibras preimpregnadas, cuyo aspecto adhesivo disminuya con la temperatura.

Los tubos flexibles de expedición de las fibras tendrán, de manera preferente, una sección rectangular, con el fin de aumentar la flexibilidad y de limitar el tamaño, principalmente en el caso de fibras de anchuras grandes. De manera ventajosa, los tubos flexibles están constituidos con un material plástico, de manera preferente de polietileno de alta densidad y, todavía mejor, de polietileno de alta densidad antiestático.

La simplicidad de la expedición de las fibras permite proponer sistemas de desplazamiento formados a partir de diferentes subconjuntos robotizados modulares simples, y adaptables de forma económica a la realización de piezas de diferentes dimensiones.

El sistema de desplazamiento es apto para desplazar la cabeza de aplicación según, al menos, tres direcciones perpendiculares entre sí. El citado sistema de desplazamiento comprende, por ejemplo, un robot, que comprende una muñeca o brazo poliarticulado en cuya extremidad está montada la citada cabeza de aplicación. El sistema de desplazamiento puede estar formado, por ejemplo, por un robot estándar, de tipo poliarticulado, dispuesto en el suelo o que está montado sobre eje lineal o sobre un pórtico.

Los medios de almacenamiento de fibras pueden comprender estantes en el caso de fibras acondicionadas en forma de ovillos o en cajas de cartón, y/o una fileta en el caso de fibras acondicionadas en forma de bobinas. Estos medios de almacenamiento pueden estar dispuestos en el suelo, por ejemplo en el caso en que el robot sea fijo, o pueden estar montados sobre un elemento del sistema de desplazamiento, tal como un carro sobre un eje lineal.

La presente invención tiene por objeto una máquina para llevar a cabo la aplicación de fibras, que comprende un sistema de desplazamiento de una cabeza de aplicación de fibras, que comprende un rodillo de aplicación y medios de guía de las fibras...

1. Máquina (1, 101, 201) para la aplicación de fibras, que comprende un sistema de desplazamiento (2, 102, 202) de una cabeza de aplicación (3) de fibras, que comprende un rodillo de aplicación (31) y medios de guía (32a, 32b) de las fibras sobre dicho rodillo de aplicación, medios de almacenamiento de fibras (71, 171, 271) y medios de expedición de las fibras desde dichos medios de almacenamiento hacia la cabeza de aplicación, caracterizada porque los medios de expedición de las fibras comprenden tubos flexibles (73, 173), siendo apto cada tubo para recibir una fibra (F1, F2) a través de su pasaje interno.

2. Máquina (1, 101, 201) según la reivindicación 1, caracterizada porque los tubos flexibles (173) tienen una sección rectangular.

3. Máquina según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque los tubos flexibles (73, 173) están constituidos por polietileno de alta densidad.

4. Máquina según la reivindicación 3, caracterizada porque los tubos flexibles están constituidos por polietileno de alta densidad antiestático.

5. Máquina según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los tubos flexibles están conectados en la parte extrema con rampas (74).

6. Máquina según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el sistema de desplazamiento (2, 102, 202) es apto para desplazar la cabeza de aplicación (3) según, al menos, tres direcciones perpendiculares entre sí.

7. Máquina según la reivindicación 6, caracterizada porque dicho sistema de desplazamiento (2, 102, 202) comprende un robot (2, 102, 202), que comprende una muñeca o brazo poliarticulado (21) en cuya extremidad está montada dicha cabeza de aplicación (3).

8. Máquina según la reivindicación 7, caracterizada porque el sistema de desplazamiento (2, 102) está formado por un robot estándar de tipo poliarticulado, que está dispuesto en el suelo o que está montado sobre eje lineal (127) o sobre un pórtico.

9. Máquina según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque los medios de almacenamiento (271) de las fibras comprenden una fileta, estando dispuestos dichos medios de almacenamiento en el suelo, o montados sobre un elemento (226) del sistema de desplazamiento (202).

Siguen once hojas de dibujos.