Устройство для изготовления изделий из композиционных материалов Советский патент 1986 года по МПК B29C70/82 B29C31/08 B29C53/62 

Изобретение относится к переработке композиционных материалов методами намотки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для изготовления изделий тина шпангоута с повышенной межслоевой прочностью.

Целью изобретения является повышение качества формуемых изделий.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - положение прошивающего волокна в пазу подающего барабана (сечение А-А); на фиг. 3 и 4 - стадии ук,ладки прошивающего волокна на поверхности формуемого изделия (сечепия Б-Б и В-В на фиг. 1).

Устройство для изготовления изделий из композиционных .материалов со.а,ержит расположенный над оправкой 1 подающий барабан 2 с продольными пазами 3 на цилиндрической поверхности и установленными в них пластинчатыми пружинами 4, сое- динепный с приводом 5, частично охватываю- щий барабан 2 ограничитель б, выполненный в виде жестко установленной на расстоянии 0,1-0,5 мм от его поверхности криволинейной плиты.

Над барабаном 2 на расстоянии 0,2- 2,5 мм смонтирован дозатор 7 армирующих элементов, например, виде предварительно отвержденных стеклопластиковых прошивных волокон 8, имеющий пружину 9, бункер 10, содержащий две камеры 11 и 12 с комплектом волокон 8 и систему авто- матического переключения камер 11 и 12, включающей концевые контакты 13-16 и реле-заглушку 17.

В комплект устройства входит направляющий ролик 18 для ориентации и подачи приформовывающего жгута 19.

Устройство работает следующим образом .

Предварительно намотанный и отверж- денный птангоут 20 с проточенной канавкой 21 устанавливают на оправку 1 намо- точного станка, после чего на его цилиндрическую поверхность в зоне канавки 21 наносится тонкий слой связующего. Заряжают камеры 11 и 12 бункера 10 двумя пакетами прямолинейных коротких фопшвных волокон 8, выполненных, например, из ipo- питанной, отвержденной и разрезанной стек лоровницы. Реле-заглущка 17 перекрывает выходное окно одной из камер, например 12. При вращении (по стрелке) щпапгоута 20 с отпускного устройства любой известной конструкции через направляющий ролик 18 в канавку 21 начинают сматывать прифор- мовывающий стекложгут 19. Одновременно включают привод 5 (например, электродвигатель), приводящий во вращение с требуемой угловой скоростью подающий барабан 2. Скорость его вращения определяется шагом расположения волокон 8 на шпангоуте 20 и скоростью вращения шпангоута 20.

0

5 0

5 30

3.-5

Q 15 55

50

При вращении барабана 2 пружины 9 освобождаются и начинают оказывать давление на пакеты прощивных волокон 8, расположенных в бункере 10, и включается система автоматического переключения камер 11 и 12.

В результате давления пружин 9 на пакеты волокон 8, они из открытой ка.меры 11 поступают на подающий барабан 2 в его продольные пазы 3. Поскольку дозатор 7 расположен над барабаном 2 с зазором, при этом ве;1ичина зазора должна быть мень- nie диаметра, применяемого на практике волокна 8, т.е. порядка 0,2-2,5 мм, что исключает выход волокна 8 из бункера 10, если под ним не располагается паз 3 барабана 2.

Далее при вращении подающего барабана 2 по стрелке, расположенные в его пазах 3 волокна 8, взаимодействуют с сегментным ограничителем 6. Ограничитель 6 имеет коническую внутреннюю поверхность в зоне входа волокна 8 и расположен на расстоянии 0,1-0,5 мм от барабана 2, что обеспечивает плавное вдавливание волокон 8 в 1азы 3 и упругую деформацию пластинчатой пружины 4.

В процессе дальнейщего вращения в нижней диаметральной точке волокно 8 выходит из взаимодействия с ограничителем 6. Пружина 4 распрямляется и с определенным усилием выталкивает волокно 8 из паза 3, которое попадает на предвари1-ельно смоченную связующим поверхность шпангоута 20. Благодаря малой массе около (1-2)х ) волокно 8 удерживается на поверхности шпангоута 20 и занимает положение, п(жазанное на фиг. 3. Затем проформовываю- щий стекложгут 19, воздействуя на волокно 8, изгибает его, вводит в канавку 21 шпангоута 20 и надежно фиксирует в ней. При этом волокно 8, обладая достаточной гибкостью, принимает форму канавки 21, а его свободные концы располагаются над поверхностью шпангоута 20 перпендикулярно оси, как показано на фиг. 4. Радиальное расположение концов волокна 8 обусловлено тем, что усилие от жгута 19 на волокно 8 направлено по нормали к оси Ц1пангоута 20. Длина свободных концов волокон 8 определяется в каждом конкретном случае, в зависимости от типа используемого материала и конфигурации изделия.

По мере исчерпания волокон 8 в камере 11 бункера 10 концевой контакт 15 опускается, соприкасается с концевым контактом 16 и замыкает реле-заглушку 17. Реле- заг;1) шка 17 переключается, открывает камеру 12 и перекрывает опустевшую камеру 11. Без остаповки устройства и прекращения работы, т.е. волокна из камеры 12 поступают в пазы 3 барабана 2, производится заполнение камеры 11 пакетом .х волокон 8 и приведение в рабочее состояние

пружины 9. При исчерпании волокон 8 в камере 12 при замыкании контактов 13 и 14 без остановки техпроцесса в работу включается камера 11 бункера 10 и т.д. Таким образом, устройство обеспечивает непрерывность процесса формования.

После расположения коротких волокон 8 по периметру шпангоута 20 и заполнения канавки 21 стекложгутом 19, устройство выключается, шпангоут 20 поступает на термообработку материала в канавке 21. После этого на шпангоуте 20 производится формо

вание обечайки цилиндрического изделия способом намотки. В процессе намотки обечайки ее материал пронизывается свободными концами волокон 18, что и обуславливает повышение трансверсальной и сдвиговой прочности соединения шпангоутов и обечайки цилиндра.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить качество формуемого изделия за счет сохранения заданного положения прошивных волокон и их числа.

фиг.2

8

Редактор Ю. Середа Заказ 324 1/19

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

сригЛ

Составитель Л. Пучков Техред И. Верес- Тираж 640

Корректор Л. Пилнпенко Подписное