Una máquina de aplicación de fibras provista de tubos de transporte de fibra flexibles dispuestos dentro de una funda fría.

Una máquina de aplicación de fibras que comprende:

- un sistema de desplazamiento para desplazar un cabezal de aplicación de fibras,

- medios de almacenamiento de fibras, y

- medios de transporte de fibras para transportar las fibras desde los medios de almacenamiento de fibras adicho cabezal de aplicación

caracterizada por qué los medios de transporte de fibras (5) están situados en el pasaje interno (61, 161, 261) de, almenos una funda tubular flexible (6, 106, 206), dicha máquina comprendiendo además medios de enfriamiento (7,107, 207) para inyectar un gas frío dentro de de dicho pasaje interno de dicha funda.

Una máquina de aplicación de fibras provista de tubos de transporte de fibra flexibles dispuestos dentro de una funda fría La presente invención se refiere a una máquina de aplicación de fibras para la producción de partes fabricadas de material compuesto, y más particularmente, medios de transporte de fibras particulares de dicha máquina para el transporte de fibras entre medios de almacenamiento de fibra y el cabezal de aplicación.

Se han conocido máquinas de aplicación de fibras, comúnmente designadas como máquinas de colocación de fibras, para aplicar una banda ancha, formada por una pluralidad de fibras planas impregnadas con resina del tipo cinta, particularmente fibras de carbono impregnadas con una resina termoplástica o termoendurecible, sobre un molde macho o hembra. Estas máquinas, tales como la descrita en el documento de patente WO2006/092514 comprenden un sistema para desplazar un cabezal de aplicación de fibras, medios de almacenamiento de fibras, y medios de transporte de fibras para transportar la fibra desde dichos medios de almacenamiento al cabezal de aplicación.

Habitualmente, el cabezal de aplicación de fibras, también denominado cabezal de colocación de fibras, comprende un rodillo de aplicación destinado a entrar en contacto con el molde, con el fin de aplicar la banda, y medios de guiado para guiar las fibras sobre dicho rodillo de aplicación.

El sistema de desplazamiento permite el desplazamiento del cabezal de aplicación de acuerdo con al menos tres direcciones perpendiculares entre sí. El sistema de desplazamiento puede estar constituido por un brazo poliarticulado robotizado estándar de seis ejes, dispuesto en el suelo o montado sobre un eje lineal, con una muñeca extrema a la cual está fijado el cabezal la aplicación, o un robot de coordenadas cartesianas de tipo pórtico provisto con una muñeca extrema que porta al cabezal de aplicación. En el caso de fibras empaquetadas en forma de bobinas, los medios de almacenamiento de fibras, normalmente, comprenden un portabobinas. El portabobinas está dispuesto sobre el suelo, en el caso del robot estándar estacionario de seis ejes, por ejemplo, o puede estar montado sobre un miembro del sistema de desplazamiento, sobre uno de los carros del robot de coordenadas cartesianas o sobre un carro seguidor que se desliza sobre el eje lineal del robot de seis ejes por ejemplo.

Tal y como se describe en el documento de patente mencionado anteriormente, los medios de transporte están formados, de forma ventajosa, por tubos flexibles que conectan los medios de almacenamiento al cabezal de aplicación, siendo capaz cada tubo flexible de recibir una fibra en su pasaje interno. Los tubos flexibles están fijados por sus extremos al cabezal de aplicación y a los medios de almacenamiento, respectivamente, a través de medios de fijado aguas arriba y aguas abajo y tienen una longitud y una flexibilidad suficientes para no limitar los movimientos del sistema de desplazamiento del cabezal.

Debido a la adherencia de las fibras pre-impregnadas, el cabezal de aplicación y los túbulos flexibles pueden tener una tendencia a obstruirse.

En el documento de patente FR 2 882 681 presentado por el presente solicitante, se ha propuesto inyectar aire comprimido en cada tubo con el fin de hacer más fluido el transporte de fibras. En lo que se refiere a las fibras preimpregnadas, cuya adherencia disminuye con la temperatura, el aire comprimido es enfriado, de forma ventajosa, para limitar la obstrucción de los tubos así como el rozamiento de las fibras dentro de los tubos. Debido a la reducida sección transversal de los tubos, se proporciona el sistema de inyección de aire comprimido para que inyecte directamente aire comprimido dentro de cada tubo. Dicho sistema de inyección de aire comprimido está comprobado que es complejo, y el enfriamiento del aire comprimido está comprobado que es también difícil de implementar y a veces no es suficiente.

La presente invención pretende proporcionar una máquina que solucione las desventajas antes mencionadas, de construcción simple, a la vez que asegure un transporte de fibra apropiado.

Con este fin, el objeto de la presente dirección es proporcionar una máquina de aplicación de fibras que comprende un sistema de desplazamiento para desplazar un cabezal de aplicación de fibras, medios de almacenamiento de fibras, y medios de transporte de fibras para transportar las fibras desde los medios de almacenamiento al cabezal de aplicación, caracterizado porque los medios de transporte de fibras están situados en el pasaje interior de al menos una funda tubular flexible, dicha máquina además comprende medios de refrigeración capaces de inyectar un gas frío en dicho pasaje interno de dicha funda, de forma preferente, desde el extremo aguas arriba de dicha funda.

De acuerdo con la invención, los medios de transporte están situados en el pasaje interno de al menos una funda, denominada funda fría, la cual está refrigerada por medio de un gas frío inyectado en su pasaje interno, para ser enfriado y mantenido a baja temperatura, en la cual las fibras pre-impregnadas de resina permanecen no muy pegajosas.

De forma ventajosa, dichos medios de transporte de fibra comprenden tubos flexibles, siendo capaz cada uno de los tubos flexibles de recibir una fibra en su pasaje interno y estando montados en forma fija a través de los extremos de los mismos, entre los medios de almacenamiento y el cabezal aplicación a través de medios de fijación aguas arriba y aguas abajo, estando situados dichos tubos flexibles dentro del pasaje interno de al menos una funda tubular flexible. La totalidad de tubos flexibles puede por tanto ser enfriada, fácilmente, desde el exterior. Cada tubo flexible está situado dentro del pasaje interno de una funda fría, la máquina comprende una o más funda frías. De acuerdo con un modo de realización, la máquina la aplicación de fibras, incluye una sola funda, estando los tubos flexibles reunidos todos juntos dentro de dicha funda. De forma alternativa, la máquina comprende una pluralidad de fundas dentro de los pasajes internos en las cuales están distribuidos los tubos. Por ejemplo, la máquina comprende dos fundas frías, recibiendo cada funda tubos flexibles de una capa de fibras.

De acuerdo con otro modo de realización, los medios de transporte están constituidos por varios sistemas de poleas, estando dichos sistemas de poleas por tanto situados en al menos una funda fría, de acuerdo con la invención.

De acuerdo con una característica, dicha funda se extiende desde un extremo aguas arriba situado en los medios de almacenamiento a un extremo abierto aguas abajo dispuesto en el cabezal de aplicación, siendo capaces dichos medios de inyección de gas frío de inyectar un gas frío dentro del pasaje interno de dicha funda desde el extremo aguas arriba de dicha funda, creando dichos medios de inyección, dentro de la funda, una corriente de gas frío orientada hacia el cabezal de aplicación, saliendo desde dicho extremo abierto aguas abajo.

En consecuencia, la funda fría hace posible enfriar también el cabezal de aplicación, la corriente de aire frío se extiende desde el extremo aguas abajo de la funda, enfriando, de forma particular los medios de guiado de fibras, antes de que la fibra se disponga sobre el rodillo.

De acuerdo con un modo de realización, dicha funda es ensamblada por su extremo aguas arriba y por su extremo aguas abajo a los medios de almacenamiento y al cabezal de aplicación, respectivamente, a través de medios de fijación aguas arriba y aguas abajo, respectivamente, presentando dicha funda una longitud y una flexibilidad para no limitar el movimiento del sistema de desplazamiento del cabezal.

De acuerdo con una característica, la máquina comprende un sistema de recuperación de holgura, o un sistema de tensionado, el cual actúa sobre dicha funda de una manera tal que al menos la parte aguas abajo de la funda permanece sustancialmente hermética, cualquiera que sea la posición del cabezal.

De acuerdo con un modo de realización, dicho sistema de recuperación de holgura comprende medios de retorno elástico, que conectan elásticamente un punto de la funda a un punto de la máquina, el cual está fijado con respecto a los medios de almacenamiento, de manera que dicha funda forma un primer tramo de longitud variable, conectada a los medios de almacenamiento y conectada, a través de una porción curvada, a un segundo tramo de longitud variable, dicho segundo tramo comprendiendo dicha parte de funda aguas abajo, estando conectados dichos medios de retorno elástico en un punto de dicho segundo tramo y/o de la porción curvada.

De acuerdo con un modo de realización, dichos medios de conexión... [Seguir leyendo]

1. Una máquina de aplicación de fibras que comprende:

- un sistema de desplazamiento para desplazar un cabezal de aplicación de fibras,

- medios de almacenamiento de fibras, y

- medios de transporte de fibras para transportar las fibras desde los medios de almacenamiento de fibras a dicho cabezal de aplicación

caracterizada por qué los medios de transporte de fibras (5) están situados en el pasaje interno (61, 161, 261) de, al menos una funda tubular flexible (6, 106, 206) , dicha máquina comprendiendo además medios de enfriamiento (7, 107, 207) para inyectar un gas frío dentro de de dicho pasaje interno de dicha funda.

2. Una máquina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dichos medios de transporte de fibras comprenden tubos flexibles (5) , siendo cada uno de los tubos flexibles capaces de recibir una fibra en el pasaje interior de los mismos, estando dispuestos dichos tubos flexibles en el pasaje interno de al menos una funda flexible (6, 106, 206) .

3. Una máquina de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque dicha funda (6, 106, 206) se extiende desde un extremo aguas arriba (62) dispuesto en dichos medios de almacenamiento (4, 104, 204) a un extremo abierto aguas abajo (63) dispuesto en dicho cabezal de aplicación (3, 103, 203) , siendo dichos medios de inyección de gas frío (7, 107, 207) capaces de inyectar gas frío en el pasaje interno (61) de dicha funda desde un extremo aguas arriba de dicha funda, creando dichos medios de inyección dentro de la funda una corriente de gas frío (F) dirigida hacia el cabezal de aplicación, que sale desde dicho extremo abierto aguas abajo.

4. Una máquina de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque dicha funda (6, 106, 206) está montada por su extremo aguas arriba (62) y su extremo aguas abajo (63) a los medios de almacenamiento (4, 104, 204) y al cabezal de aplicación (3, 103, 203) , respectivamente, mediante medios de fijación aguas arriba y aguas abajo, respectivamente, mostrando dicha funda la longitud y flexibilidad suficientes para no restringir los movimientos del sistema de desplazamiento del cabezal.

5. Una máquina de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque comprende un sistema de recuperación de holgura (8, 108, 208) , que actúa sobre dicha funda (6, 106, 206) de tal manera que al menos una porción aguas abajo (60c, 160c, 260c) de la funda permanece sustancialmente hermética, cualquiera que sea la posición del cabezal.

6. Una máquina de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque dicho sistema de recuperación de holgura (8, 108, 208) comprende medios de retorno elásticos (85, 888, 188, 288) , que conectan elásticamente un punto de la funda a un punto (81a, 182) de la máquina que está fijado con respecto a los medios de almacenamiento, de tal forma que dicha funda forma un primer tramo (6a, 106a, 206a) de longitud variable conectado a los medios de almacenamiento y conectado a través de una porción curvada (6b, 106b, 206b) a un segundo tramo (6c, 106c, 206c) de longitud variable, dicho segundo tramo comprendiendo dicha porción aguas abajo de la funda, estando conectados dichos medios de retorno elásticos en un punto de dicho segundo tramo y/o de la porción curvada.

7. Una máquina de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque dichos medios de conexión comprenden al menos un enrollador de cable automático (85, 88, 188, 288) , uno de los miembros entre el enrollador y el extremo libre (86a, 89a, 189a) de su cable (86, 89, 189, 289) estando conectado a dicho punto de la máquina, estando fijado el otro miembro al segundo tramo (6c, 106c, 206c) o a la porción curvada (6b, 106b, 206b) de la funda.

8. Una máquina de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque dicho sistema de recuperación de holgura (8, 108, 208) comprende un deslizador (84b) montados sobre un rail (81) fijado a los medios de almacenamiento (104) , estando conectado dicho deslizador a la funda (6) a través de un cable (86) y conectado elásticamente, a través de dicho enrollador automático (88) de cable (89) a un extremo (81a) del rail opuesto al cabezal de aplicación, siendo el cable (86) que conecta el deslizador a la funda, el cable de un segundo enrollador automático (85) .

9. Una máquina de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque el sistema de desplazamiento comprende un brazo poliarticulado robótico de seis ejes (10) , medios de almacenamiento (4) que comprenden un portabobinas (41) para recibir bobinas de fibra, integrado dentro de una cámara (42) , el primer tramo (6a) de la funda (6) forma con la porción curvada (6b) y con el segundo tramo (6c) un bucle de tamaño variable dispuesto por encima del portabobinas.

10. Una máquina de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque el sistema de desplazamiento (101, 201) comprende un sistema de desplazamiento tipo cartesiano, un primer carro (114, 212) montado, con posibilidad de movimiento, a lo largo de una dirección horizontal, y un segundo carro (115, 214)

montado, con posibilidad de movimiento, verticalmente sobre dicho primer carro y provisto en su extremo inferior de una muñeca robótica (111, 211) que porta al cabezal (3, 203) , comprendiendo los medios de almacenamiento (4, 204) al menos un portabobinas (141a, 141b, 241) para recibir las bobinas de fibra, montado o bien en el primer carro (114) , o bien en el segundo carro (214) .

11. Una máquina de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizada porque el sistema de desplazamiento (1, 101, 201) está provisto de un anillo guiador (9, 109, 209) dentro del cual pasa el segundo tramo (6c, 106c, 206c) de la funda.

12. Una máquina de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque dichos medios de refrigeración (7, 107, 207) comprenden una unidad de refrigeración (73, 173, 273) capaz de formar una corriente de 10 aire frío pulsado en el pasaje interno (61) de la funda (6, 106, 206) .