[发明专利]通过缠绕过程制造层叠复合物品的方法以及相应的装置和制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造层叠复合物品的方法，特别是涉及一种包括将浸渍树脂的纤维带缠绕到芯轴上的方法。

背景技术

具有非凹形横截面的层叠复合物品可通过缠绕过程制造，在所述缠绕过程中，已经过具有液体热固性树脂的容器的纤维带缠绕到芯轴上。复合物品是在利用滑架组件使带沿着芯轴来回前进的情况下通过以螺旋卷绕的方式逐次搭叠地缠绕到芯轴上形成的。这种制造过程通常用于制造细长物品。一个示例是风轮机桨叶梁，其中，梁的变化的横截面通过使保持带的滑架越来越接近梁的根端反向获得。带的节距意味着，梁的根端必须被制造有多余量的材料，该多余材料必须在之后去除，以获得在根部具有恒定的厚度的桨叶梁。多余的材料被形成为具有三角形横截面的环部，所述环部为一个带宽长，且与层叠部一样厚。对于40-45m长的桨叶，通过去除多余的环部所丢弃的材料为每个桨叶100-150kg左右。这意味着，不仅浪费材料，而且在施加多余的材料然后再去除它时也会浪费时间。

因此，一种改进的、更高效的制造方法将是有利的。

发明内容

本发明的目的是提供这样一种通过缠绕制造层叠复合物品的方法，该方法之后不必去除明显的多余材料。仍可能需要例如通过磨削对端面进行加工，以获得期望的最终的表面质量。对于风轮机桨叶梁，如此去除的材料量通常为数公斤左右。

本发明的另一目的是提供这样一种制造方法，通过所述制造方法，与现有的缠绕方法相比，降低了浪费的材料量。出于财政和环境的原因，这是有利的。

本发明的另一目的是提供这样一种制造方法，通过所述制造方法，与现有的缠绕方法相比，降低了制造时间。

本发明的一些实施例的目的是提供这样一种制造方法，所述制造方法在接近物品的端部时不必使用另外的带。

本发明的进一步的目的是提供一种现有技术的替代方案。

因此，在本发明的第一个方面中，上述目的和其他多个目的通过提供一种制造层叠复合物品的方法实现，所述方法包括步骤：在使浸渍树脂的带沿着芯轴来回前进的情况下通过以螺旋卷绕的方式将所述带逐次搭叠地缠绕到芯轴上，所述带包括一层或多层纤维，其中，所述带的在芯轴的端部附近缠绕到芯轴上的区段被折叠，以获得复合物品的端面，所述端面与复合物品的纵向方向大致垂直。

通过折叠意思是指，带的侧部区段，即包括边缘的区段，优选折叠成被捕获在被缠绕的带的下方。这将在附图中示出。从而，可防止折叠的带由于纤维中的回弹张力而在折叠处打开。通过折叠用于复合物品的其余部分的带，可获得基本上为最终的几何形状，而不必使用另外的带。这可以是有利的，因为缠绕装置不需要另外的带滑架，以及因为仅必须启动一卷带的施加。

本方法优选地用于制造细长物品，但原则上也可制造任何非凹形的几何形状。折叠技术可应用于物品的一端或两端。

带中的纤维层优选形成连在一起的带。这种连在一起的特性优选通过纺织或缝合获得，但也可使用其他接合方法，例如胶粘。在每层内，纤维通常单向地定向，但它们也可具有不同的方位，且它们可被交织。

复合物品的最终几何形状可能与缠绕结束时的几何形状稍微不同，例如由于固化收缩，如上所述的磨削或安装孔的钻取。

被折叠的带的与带的纵向方向垂直的宽度，可在带向着芯轴的相应端部移动时从折叠开始处减小、以及可在带远离所述端部移动时增大。

带可至少在配给点处通过使用具有U形横截面的折叠工具折叠，在所述配给点处，所述带离开折叠工具缠绕到芯轴上。这意味着，带通过工具被引导成最终形状，而不需要任何移动部件。否则，这种移动部件可捕获松的纤维端而使得损坏带和/或打断缠绕过程。其他类型的引导装置也可代替U形工具或与U形工具组合来获得折叠。由于纤维中的回弹张力，所述引导是有利的。

配给点可紧邻所述带与被缠绕的物品之间的接触点，例如距离所述接触点在50mm内。从而，带尽可能长地被支撑，从而降低了由于纤维中的回弹张力而展开的危险。折叠工具应优选地不在缠绕的物品上施加任何压力，因为那样很可能会损坏材料。

两个或更多个带可同时缠绕到芯轴上。纤维纱也可在多层带之间缠绕到芯轴上，例如用以帮助压缩所述层以及用于在横向方向上增加复合物品的强度。

所述方法还可包括：在被折叠的带的所选的层之间将一个或多个纤维纱缠绕到复合物品上，以压缩折叠部。如果折叠的材料本要张开和缠绕的物品的层叠结构过程扭曲，这可能是必须的。

一种可选的制造层叠复合物品的方法，包括以下步骤：