Un aparato para cortar un haz de fibras incluyendo: medios (102) para soportar el haz de fibras;

medios (98) para cortar el haz de fibras; caracterizándose el aparato porque incluye además: medios (104) para desviar los medios de soporte para evitar sustancialmente que los medios de corte choquen en los medios de soporte

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere en general a un dispositivo de corte. Más en concreto, la presente invención se refiere a un dispositivo de cuchilla para un dispositivo de corte de haz de fibras y un sistema para uso con el dispositivo de cuchilla.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los artículos compuestos se hacen típicamente de capas de material que se laminan conjuntamente. Las categorías de materiales utilizados para fabricar o ‘superponer' artículos compuestos incluyen, por ejemplo: fibra; tejido; cinta; película y lámina. Dentro de cada una de estas categorías se utilizan multitud de materiales diversos. Por ejemplo, las fibras utilizadas incluyen: vidrio; carbono; aramida; cuarzo y análogos. Cuando estas fibras se disponen como hojas tejidas y cintas unidireccionales, se denominan tejido y cinta, respectivamente.

La colocación de fibras es un proceso usado para construir o fabricar artículos compuestos. Estos artículos compuestos incluyen hojas planas o paneles relativamente simples para estructuras complejas relativamente grandes. Los artículos compuestos están formados generalmente por múltiples capas o pliegues de materiales compuestos que están preimpregnados sin resina curado (“prepreg”). Estas capas son colocadas en una forma por un cabezal que es colocado por un dispositivo de colocación tal como un brazo robótico o estructura de soporte.

Materiales compuestos son suministrados típicamente en rollos o carretes en varias anchuras. Generalmente, los artículos compuestos más contorneados se fabrican a partir de materiales compuestos relativamente más estrechos. Los materiales compuestos que tienen una anchura de aproximadamente 3,175 mm (1 /8 pulgada) a aproximadamente 25,4 mm (1 pulgada) se denominan típicamente “haz de fibras” y a menudo se colocan varios hilos del haz de fibras con el fin de formar una tira más ancha o “pasada”. Un cabezal en un dispositivo de colocación de haz de fibras dispone un grupo de haces de fibras en una banda continua y los compacta contra la superficie de la herramienta de formación o superposición. Al final de cada pasada, todos los haces de fibras son cortados generalmente y después reenhebrados para iniciar la pasada siguiente. Además, los haces de fibras individuales se cortan a veces durante la colocación de una pasada para reducir la anchura general, o forma, de la pasada. Una desventaja de los módulos cortadores convencionales en los dispositivos de colocación de haz de fibras es que los cortadores a menudo fallan. Los fallos del cortador paran típicamente la producción hasta que se toman medidas correctivas. Estas paradas disminuyen las tasas de colocación y aumentan los costos del producto.

US 4.516.461 describe las características del preámbulo de la reivindicación 1 y 12 y describe un conjunto de cuchilla para máquinas de colocación de cinta compuesta que tiene una cuchilla móvil a una distancia fija de un rodillo de soporte de cinta de modo que la cuchilla, que puede atravesar el rodillo, cortará completamente una cinta compuesta, pero no una cinta de refuerzo de papel. Un pie de presión flotante sirve para mantener la cinta enrollada ajustadamente contra el rodillo mientras tiene lugar el corte, la flotación con relación a la cuchilla acomoda las variaciones en el grosor de la cinta compuesta.

Otra desventaja de los módulos cortadores convencionales es que la resina de los haces de fibras prepreg puede ensuciar los álabes y otros componentes del módulo cortador. Este ensuciamiento contribuye a los fallos del cortador y requiere típicamente que se lleven a cabo procedimientos de limpieza. Estos procedimientos de limpieza requieren generalmente que el dispositivo de colocación de haz de fibras esté parado y pueden requerir el desmontaje parcial. Tales procedimientos también disminuyen las tasas de colocación y aumentan los costos del producto.

Consiguientemente, es deseable proporcionar un aparato y sistema capaces de superar las desventajas aquí descritas al menos en cierta medida.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Las necesidades anteriores son satisfechas, en gran medida, por la presente invención, donde, en un aspecto, se facilita un dispositivo y sistema que, en algunas realizaciones, mejoran la fiabilidad de los módulos cortadores en un dispositivo de colocación de haz de fibras.

Según la presente invención se facilita un aparato para cortar haces de fibras, un sistema de colocación de haz de fibras y un método de cortar haz de fibras como se reivindica en las reivindicaciones anexas.

El aparato para cortar haces de fibras incluye unos medios para soportar el haz de fibras, medios para cortar el haz de fibras, y medios para desviar los medios de soporte para evitar sustancialmente que los medios de corte choquen en los medios de soporte.

Más específicamente, el aparato de corte incluye un soporte de haz de fibras, primera cuchilla, y deflector de soporte de haz de fibras. El soporte de haz de fibras soporta el haz de fibras. La primera cuchilla corta el haz de fibras. El deflector de soporte de haz de fibras está dispuesto en alineación cooperante con la primera cuchilla para ejercer una fuerza de desviación sobre el soporte de haz de fibras. La fuerza de desviación evita sustancialmente que la primera cuchilla choque en el soporte de haz de fibras.

El sistema de colocación de haz de fibras incluye un cabezal de colocación de haz de fibras, dispositivo de colocación, y aparato de corte. El cabezal de colocación de haz de fibras aplica el haz de fibras a una herramienta. El dispositivo de colocación coloca el cabezal de colocación de haz de fibras. El aparato de corte corta el haz de fibras. El aparato de corte incluye un soporte de haz de fibras, primera cuchilla, y deflector de soporte de haz de fibras. El soporte de haz de fibras soporta el haz de fibras. La primera cuchilla corta el haz de fibras. El deflector de soporte de haz de fibras está dispuesto en alineación cooperante con la primera cuchilla para ejercer una fuerza de desviación sobre el soporte de haz de fibras. La fuerza de desviación evita sustancialmente que la primera cuchilla choque en el soporte de haz de fibras.

En el método de cortar un haz de fibras, el haz de fibras es soportado en un soporte, el haz de fibras se corta con una cuchilla, y el soporte se desvía para evitar sustancialmente que la cuchilla choque en el soporte.

Se ha esbozado así, de forma bastante amplia, algunas realizaciones de la invención para que su descripción detallada presente se pueda entender mejor y para que la presente contribución a la técnica se pueda apreciar mejor. Hay, naturalmente, realizaciones adicionales de la invención que se describirán a continuación y que formarán la materia de las reivindicaciones anexas.

A este respecto, antes de explicar en detalle al menos una realización de la invención, se ha de entender que la invención no se limita en su aplicación a los detalles de construcción y a las disposiciones de los componentes expuestos en la descripción siguiente o ilustrados en los dibujos.

La invención es capaz de realizaciones además de las descritas y de ponerse en práctica y realizarse de varias formas. Además, se ha de entender que la redacción y la terminología aquí empleadas, así como el resumen, tienen fines descriptivos y no deberán ser consideradas como limitaciones.

Como tal, los expertos en la técnica apreciarán que el concepto en el que se basa esta descripción, se puede utilizar fácilmente como una base para el diseño de otras estructuras, métodos y sistemas para llevar a cabo los varios fines de la presente invención. Es importante, por lo tanto, que se considere que las reivindicaciones incluyen dichas construcciones equivalentes en la medida en que no se aparten del alcance de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema de laminación según una realización de la invención.

La figura 2 es una vista detallada despiezada del efector de extremo adecuado para uso con el sistema de laminación de la figura 1.

La figura 3 es una vista detallada de un módulo de corte/reenhebrado adecuado para uso con el sistema de laminación de la figura 1.

La figura 4A es una vista en sección transversal tomada a través de la línea A-A de la figura 3 de... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para cortar un haz de fibras incluyendo:

medios (102) para soportar el haz de fibras;

medios (98) para cortar el haz de fibras; caracterizándose el aparato porque incluye además:

medios (104) para desviar los medios de soporte para evitar sustancialmente que los medios de corte choquen en los medios de soporte.

2. El aparato según la reivindicación 1, donde los medios de corte incluyen:

unos primeros medios de corte (98);

unos segundos medios de corte (100) para pasar deslizantemente relativamente hacia arriba de los primeros medios de corte con respecto a un movimiento hacia delante del haz de fibras, donde, en respuesta a un movimiento más grande hacia delante del haz de fibras, los segundos medios de corte son empujados para pasar deslizantemente más cerca de los primeros medios de corte en comparación con un menor movimiento hacia delante del haz de fibras.

3. El aparato según la reivindicación 1, donde:

los medios para soportar el haz de fibras son un soporte de haz de fibras (102);

los medios para cortar el haz de fibras son una primera cuchilla (98); y

los medios para desviar los medios de soporte para evitar sustancialmente que los medios de corte choquen en los medios de soporte son un deflector de soporte de haz de fibras

(104) dispuesto en alineación cooperante con la primera cuchilla (98) para ejercer una fuerza de desviación sobre el soporte de haz de fibras (102), donde la fuerza de desviación sustancialmente evita que la primera cuchilla (98) choque en el soporte de haz de fibras (102).

4. El aparato según la reivindicación 3, incluyendo además:

una segunda cuchilla (100) en alineación cooperante con la primera cuchilla (98), donde la modulación de la primera cuchilla con relación a la segunda cuchilla genera una fuerza de corte sobre el haz de fibras (18) para cortar el haz de fibras, donde la segunda cuchilla (100) está relativamente hacia abajo del movimiento hacia delante del haz de fibras (18), y el movimiento hacia delante del haz de fibras genera una fuerza para empujar la primera cuchilla (98) hacia la segunda cuchilla (100).

5. El aparato según la reivindicación 3, incluyendo además:

un accionador (106) para empujar la primera cuchilla (98) hacia el haz de fibras (18) en respuesta a una orden de corte; y

un bastidor de corte/fijación (96), donde la primera cuchilla (98) y el deflector de soporte de haz de fibras (104) están dispuestos sobre el bastidor de corte/fijación (96), y el accionador

(106) está configurado para empujar la primera cuchilla (98) y el deflector de soporte de haz de fibras (104) empujando el bastidor de corte/fijación;

el accionador (106) está configurado para hacer volver el bastidor de corte/fijación a una posición de dispensación en respuesta a una orden de reenhebrado.

6. El aparato según la reivindicación 3, donde el soporte de haz de fibras (102) incluye un muelle para hacer volver el haz de fibras a una posición de reenhebrado en respuesta a la supresión de la fuerza de desviación.

7. El aparato según la reivindicación 3, donde el deflector de soporte de haz de fibras (104) está configurado para ejercer la fuerza de desviación sobre el haz de fibras y la fuerza de desviación es trasladada mediante el haz de fibras al soporte de haz de fibras (102).

8. El aparato según la reivindicación 3, donde una fuerza de fijación de haz de fibras para mantener el haz de fibras en posición es generada por el movimiento del deflector de soporte de haz de fibras (104) con relación al soporte de haz de fibras.

9. El aparato según la reivindicación 3, incluyendo además:

un mecanismo de alimentación (46) para reenhebrar el haz de fibras empujando el haz de fibras en una dirección hacia delante.

10. Un sistema de colocación de haz de fibras para fabricar un elemento compuesto, incluyendo el sistema:

un cabezal de colocación de haz de fibras (12) para aplicar el haz de fibras (18) a una herramienta;

un dispositivo de colocación (14) para colocar el cabezal de colocación de haz de fibras; y

un aparato de corte para cortar un haz de fibras según la reivindicación 3.

11. El sistema de colocación de haz de fibras según la reivindicación 10, incluyendo además:

una segunda cuchilla (100) en alineación cooperante con la primera cuchilla (98), donde la modulación de la primera cuchilla con relación a la segunda cuchilla genera una fuerza de corte sobre el haz de fibras para cortar el haz de fibras, donde la segunda cuchilla está relativamente hacia abajo del movimiento hacia delante (108) del haz de fibras, y el movimiento hacia delante (108) del haz de fibras genera una fuerza para empujar la primera cuchilla (98) hacia la segunda cuchilla (100);

un accionador (106) para empujar la primera cuchilla hacia el haz de fibras en respuesta a una orden de corte;

un bastidor de corte/fijación, (96) donde la primera cuchilla (98) y el deflector de soporte de haz de fibras (104) están dispuestos sobre el bastidor de corte/fijación, y el accionador está configurado para empujar la primera cuchilla y el deflector de soporte de haz de fibras empujando el bastidor de corte/fijación, donde el accionador (106) está configurado para hacer volver el bastidor de corte/fijación a una posición de dispensación en respuesta a una orden de reenhebrado;

donde el soporte de haz de fibras (102) incluye un muelle para hacer volver el haz de fibras a una posición de reenhebrado en respuesta a la supresión de la fuerza de desviación;

donde el deflector de soporte de haz de fibras (104) está configurado para ejercer la

fuerza de desviación sobre el haz de fibras, y la fuerza de desviación es trasladada mediante el

haz de fibras (18) al soporte de haz de fibras (102);

donde una fuerza de fijación de haz de fibras para mantener el haz de fibras en posición

es generada por el movimiento del deflector de soporte de haz de fibras (104) con relación al

soporte de haz de fibras (102); y

un mecanismo de alimentación (46) para reenhebrar el haz de fibras empujando el haz de fibras en una dirección hacia delante.

12. Un método de cortar un haz de fibras (18), incluyendo;

soportar el haz de fibras en un soporte (102);

cortar el haz de fibras con una cuchilla (98); y caracterizado porque el método incluye además:

desviar el soporte para evitar sustancialmente que la cuchilla choque en el soporte.