Устройство и способ изготовления детали из волокнистого композита

Устройство и способ изготовления детали из волокнистого композита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к устройству для изготовления детали из волокнистого композита (ВК), способу изготовления детали из волокнистого композита, а также изготовленной таким способом детали из волокнистого композита.

В документах DE 3843488 А1, US 3397847 А и WO 91/04843 описано устройство для изготовления детали из ВК по меньшей мере с одним питающим устройством для наложения материала на поверхность для изготовления детали из ВК.

В DE 4122785 А1 описано намоточное устройство для изготовления конструктивных элементов из армированных волокнами пластмасс с намоточной головкой для укладки продольных усилений с малыми, относительно оси намотки, волокнистыми холстами. Намоточное устройство имеет перемещаемую на направляющей намоточного устройства параллельно намоточной головке каретку, а также расположенный на роторе нитенаправитель со сматывающим устройством с кронштейном крепления катушки.

В WO 2005/018917 А2 описано устройство для нанесения ламинирующих нитей или ламинирующих лент на установленный с возможностью вращения барабан для изготовления композитной детали. Нанесение ламинирующих нитей происходит посредством питающих устройств, которые установлены с возможностью перемещения на кольце и с возможностью поворота на опорной оси.

Из WO 2006/060270 А1 известно питающее устройство для выдачи и для нанесения ламинирующих лент на поверхность нанесения.

Повышению производительности, гибкости и экономичности современных способов изготовления деталей из волокнистых композитов способствовала по существу техника автоматизации, отличающаяся тем, что наряду с ручными способами все большее значение приобретают автоматизированные устройства для укладки волокон, так называемые системы Automated Fiber Placement (AFP-системы).

Прежде всего, благодаря применению таких автоматических устройств для укладки волокон с одной или несколькими перемещающимися головками, с помощью которых на рабочую поверхность инструментальной формы или детали наносится предварительно импрегнированная лента из волокнистого композита, например однонаправленная лента из препрега на основе угольных нитей, сокращается время изготовления при более высокой степени использования производственного потенциала, в результате чего снижаются затраты на изготовление изделий из композитных материалов. При высоком качестве изготовления обусловленное ручными работами подсобное время может быть сведено к минимуму.

Устройство такого типа для изготовления деталей из волокнистых композитов известно, например, из WO 2005/105641 А2. В этом обычном устройстве для укладки волокон используется множество поворачивающихся независимо друг от друга наносящих головок, с помощью которых ленты из композитного материала являются наносимыми на рабочую поверхность инструментальной формы. Для этого наносящие головки расположены в каждом случае на устройстве-носителе, которое установлено на направляющих с возможностью перемещения параллельно продольной оси инструментальной формы, на которую должно быть нанесено покрытие. Вращательно-симметричная инструментальная форма может быть установлена с возможностью вращения вдоль ее продольной оси между наносящими головками, так что на ее периферийную поверхность при повороте инструментальной формы и осевом перемещении наносящих головок вдоль направляющих наносится лента из композитного материала. Недостатком таких устройств для укладки волокон является то, что они являются дорогостоящими с точки зрения техники устройства и в связи с расположенными параллельно продольной оси инструментальной формы направляющими непригодными для нанесения покрытия на инструментальные формы с искривленной продольной осью.

В отличие от этого, в основу изобретения положена задача создания устройства и способа изготовления деталей из волокнистого композита, которые, прежде всего, имеют криволинейную конфигурацию также и в продольном направлении, а также изготавливаемую таким способом деталь из волокнистого композита, для которых, в отличие от прежних решений, предусмотрена возможность в значительной степени автоматизируемого изготовления при уменьшенных затратах в плане техники устройства.

Эти задачи решены посредством признаков независимых пунктов формулы изобретения. Другие конструктивные варианты указаны в зависимых пунктах формулы изобретения, ссылающихся на независимые пункты.

Согласно изобретению, прежде всего, предусмотрено устройство для изготовления детали из ВК по меньшей мере с одним питающим устройством для наложения по меньшей мере одного материала, и прежде всего по меньшей мере одного ленточного материала, на поверхность инструментальной формы или заготовки для изготовления детали из ВК. Устройство имеет по меньшей мере одну каретку, на которой расположено питающее устройство, и, по меньшей мере частично, окружающую указанную поверхность в ее периферическом направлении направляющую, на которой каретка является подвижной для перемещения питающего устройства относительно поверхности. При этом питающее устройство может быть поворачиваемым или вращаемым вокруг проходящей под углом к направляющей поворотной оси. Прежде всего, устройство может быть выполнено таким образом, что инструментальная форма или заготовка и направляющая являются перемещаемыми относительно друг друга. Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в снижении трудозатрат и затрат времени при изготовлении изделий с продольной кривизной формы.

Для одного особого предпочтительного случая применения, в котором покрытие на заготовку наносится более или менее только в периферическом направлении, устройство может иметь направляющее устройство для перемещения инструментальной формы или заготовки и направляющей относительно друг друга.

Согласно одному примеру осуществления изобретения подающее устройство и/или направляющее устройство может быть выполнено таким образом, что инструментальная форма или заготовка могут передвигаться не только вдоль его продольного направления, но и перпендикулярно ему. Таким образом, инструментальная форма или заготовка могут направляться направляющим устройством или же подаваться относительно направляющей трехмерно описываемым образом.

Кроме того, согласно одному примеру осуществления подающее устройство и/или направляющее устройство может быть выполнено таким образом, что инструментальная форма или же заготовка направляются так, что она перемещается лишь аксиально, то есть вдоль своей продольной оси, и/или поворачивается вокруг своей расположенной вертикально продольному направлению оси, но не поворачивается вокруг оси, которая проходит в продольном направлении. В частности, это означает, что в этом примере осуществления во время нанесения материала из наносящих головок, поскольку нанесение происходит вдоль такого направления на поверхности инструментальной формы или же заготовки, которое имеет компоненту перпендикулярно продольному направлению, то есть в периметрическом направлении инструментальной формы или же заготовки, периметрическое нанесение получается в результате движения каретки на направляющей.

Подающее устройство и/или направляющее устройство может быть выполнено таким образом, что при предварительно заданной кривизне инструментальной формы или заготовки в продольном направлении с изменяемым или неизменяемым вдоль продольного направления радиусом кривизны, направление радиуса кривизны на центр области, на которую накладывается ленточный материал из питающего устройства на поверхность инструментальной формы или заготовки, отклоняется максимально на 30 градусов от радиальной плоскости; которая задается на соответствующем участке, от направляющей или от вертикали на тангенциальной плоскости направляющей на месте нахождения каретки в данный момент. Направляющее устройство для перемещения инструментальной формы или заготовки и направляющей относительно друг друга может быть также выполнено таким образом, что при предварительно заданной кривизне инструментальной формы или заготовки в продольном направлении с изменяемым или неизменяемым вдоль продольного направления радиусом кривизны, направление радиуса кривизны на центр области, на которую накладывается ленточный материал из питающего устройства на поверхность инструментальной формы или заготовки, отклоняется максимально на 30 градусов от радиальной плоскости, которая задается (охватывается) направляющей.

Прежде всего, подающее устройство и/или направляющее устройство может быть выполнено таким образом, что при предварительно заданной кривизне инструментальной формы или заготовки в продольном направлении с изменяемым или неизменяемым вдоль продольного направления радиусом кривизны, направление радиуса кривизны на центр области, на которую в данный момент накладывается ленточный материал из питающего устройства на поверхность инструментальной формы или заготовки, отклоняется максимально на 30 градусов от радиальной плоскости, которая на соответствующем участке охватывается направляющей, или от вертикали на тангенциальную плоскость направляющей на месте нахождения каретки в данный момент. Направляющее устройство для перемещения инструментальной формы или заготовки и направляющей относительно друг друга может быть также выполнено таким образом, что при предварительно заданной кривизне инструментальной формы или заготовки в продольном направлении с изменяемым или неизменяемым вдоль продольного направления радиусом кривизны, направление радиуса кривизны на центр области, на которую накладывается ленточный материал из питающего устройства на поверхность инструментальной формы или заготовки, отклоняется максимально на 30 градусов от радиальной плоскости, которая охватывается направляющей.

Направляющая может образовывать, по меньшей мере участками, криволинейную траекторию в форме окружности. Кроме того, направляющая может быть выполнена на, по меньшей мере участками, кольцевой несущей детали, которая, по меньшей мере частично, окружает инструментальную форму или заготовку. При этом направляющая может участками проходить поперек продольного направления инструментальной формы или заготовки.

Направляющая может иметь по меньшей мере одну направляющую планку для установки роликовой системы каретки, при этом один ролик или несколько роликов могут иметь привод от двигателя. Дополнительно или в качестве альтернативы, направляющая может иметь по меньшей мере один участок зубчатого зацепления, который выполнен с возможностью вхождения в зацепление по меньшей мере с одним приводным колесом каретки.

Устройство для изготовления может иметь управляющее устройство для управления направляющим устройством, с помощью которого может происходить относительное движение между инструментальной формой или заготовкой и направляющей на основе ручных заданий или автоматически. Управляющее устройство и направляющее устройство могут быть выполнены таким образом, что направляющая может перемещаться относительно инструментальной формы или заготовки. При этом управляющее устройство и направляющее устройство могут быть выполнены таким образом, что инструментальная форма или заготовка могут передвигаться относительно направляющей или наоборот. При этом с помощью управляющего устройства и направляющего устройства инструментальная форма или заготовка могут передвигаться так, что угол между продольной протяженностью ленточного материала между питающим устройством и местом поверхности инструментальной формы или заготовки, на который накладывается ленточный материал, и радиальной плоскостью, при рассмотрении в радиальной плоскости, составляет меньше, чем 30 градусов.

Управляющее устройство и направляющее устройство могут быть выполнены таким образом, что с помощью управляющего устройства и направляющего устройства может осуществляться движение каретки вдоль направляющей для наложения материала на поверхность инструментальной формы или на поверхность заготовки и/или поворотное движение питающего устройства. Управляющее устройство и направляющее устройство могут быть также выполнены таким образом, что с помощью управляющего устройства и направляющего устройства может осуществляться управление выдачи материала от наносящей головки на поверхность инструментальной формы или на поверхность заготовки. С помощью управляющего устройства и направляющего устройства радиус кривизны криволинейной траектории, по меньшей мере участками, может соответствовать радиусу кривизны инструментальной формы или заготовки.

При этом, прежде всего, прилегающая в области обрабатываемого участка инструментальной формы или заготовки к радиусу кривизны инструментальной формы или заготовки касательная может иметь угол примерно 90° (то есть ±15°) к задаваемой (охватываемой) направляющей радиальной плоскости.

Направляющее устройство для передвижения инструментальной формы или заготовки может иметь по меньшей мере одну механическую руку. При этом механическая рука может быть расположена вне траектории движения каретки и для соединения с инструментальной формой или заготовкой удерживать или, по меньшей мере участками, охватывать концевой участок инструментальной формы или заготовки.

Устройство или направляющее устройство для перемещения инструментальной формы или заготовки может иметь направляющую подачи или носитель или несущую деталь и установленную на ней подающую каретку, на которой может быть закреплена инструментальная форма или заготовка. Несущая деталь может иметь по меньшей мере одну направляющую планку для установки роликовой системы подающей каретки. Несущая деталь может также иметь по меньшей мере один участок зубчатого зацепления, который выполнен с возможностью контактного зацепления по меньшей мере с одним приводным колесом подающей каретки.

Управляющее устройство может иметь систему компьютерного числового программного управления, которая имеет функцию, с помощью которой осуществляется управление движением каретки вдоль направляющей, питающего устройства вдоль поворотной оси и/или инструментальной формы или же заготовки и направляющей относительно друг друга.

Движение каретки вдоль направляющей и движение подачи инструментальной формы или же заготовки и/или направляющей могут быть взаимно сопряжены посредством соединительного устройства.

Управляющее устройство может иметь функцию управления направляющим устройством, с помощью которой ленточный материал может быть плоскостно, частично нанесен на поверхность.

Управляющее устройство может также иметь функцию управления направляющим устройством, с помощью которой в памяти может храниться образец, по которому ленточный материал может быть плоскостно или частично нанесен на поверхность.

В целом, могут быть предусмотрены несколько наносящих головок на одной каретке, или несколько кареток, которые являются подвижными на направляющей, каждая из которых имеет соответственно по меньшей мере одно питающее устройство.

Устройство может иметь несколько направляющих с соответственно одной или несколькими каретками.

Управляющее устройство и направляющее устройство могут быть выполнены таким образом, что с их помощью могут осуществляться управление несколькими наносящими головками для параллельной укладки ленточного материала.

Управляющее устройство может быть предусмотрено так, что две наносящие головки могут перемещаться со смещением на угол 180°±30° относительно друг друга при рассмотрении в периметрическом направлении инструментальной формы или заготовки.

Направляющая и поворотное положение питающего устройства может быть регулируемым относительно покрываемой материалом поверхности инструментальной формы или заготовки таким образом, что композит может быть наносимым на инструментальную форму или заготовку под углом α 0° ±15° относительно продольной оси инструментальной формы или заготовки.

Управляющее устройство может быть предусмотрено так, что направляющая и поворотное положение питающего устройства может быть регулируемым относительно облагаемой материалом поверхности инструментальной формы или заготовки таким образом, что композит может быть наносимым на инструментальную форму или полуфабрикат под углом α в диапазоне от больше 0° примерно до 90°, предпочтительно ±45°, ±60° и/или 90°, соответственно ±5° относительно продольной оси инструментальной формы или заготовки.

Кроме того, согласно изобретению предусмотрен способ изготовления детали из ВК по меньшей мере с одним питающим устройством для наложения по меньшей мере одного ленточного материала на поверхность инструментальной формы или заготовки для изготовления детали из ВК, при этом питающее устройство, расположенное на каретке, перемещается вдоль направляющей, окружающей, по меньшей мере частично, поверхность в ее периметрическом направлении и при этом выдает и накладывает на поверхность ленточный материал. При этом может быть предусмотрено, что питающее устройство, направляемое вручную или с помощью управляющего устройства с соответствующими функциями, а также направляющего устройства, поворачивается для установки угла наложения композита вдоль установленной к направляющей поворотной оси. При этом может быть предусмотрено, что инструментальная форма или деталь и направляющая могут перемещаться относительно друг друга.

Кроме того, в этих вариантах может быть предусмотрено, что направляющая и поворотное положение питающего устройства отрегулированы относительно облагаемой материалом поверхности инструментальной формы или заготовки таким образом, что композит накладывается на инструментальную форму или заготовку под углом α величиной 0° ±15° относительно продольной оси инструментальной формы или заготовки.

В качестве альтернативы может быть предусмотрено, что направляющая и поворотное положение питающего устройства отрегулированы относительно облагаемой материалом поверхности инструментальной формы или заготовки таким образом, что композит налагается на инструментальную форму или заготовку под углом α в диапазоне от больше 0° примерно до 90°, предпочтительно ±45°, ±60° и/или 90°, соответственно ±5°, относительно продольной оси инструментальной формы или заготовки.

Управляющее устройство может быть предусмотрено так, что направляющая в области облагаемой материалом поверхности инструментальной формы или заготовки и поворотное положение питающего устройства регулируются таким образом, что ленточный материал наносится под углом α в диапазоне 45° ±5° относительно продольной оси инструментальной формы или заготовки в противоположных продольных направлениях инструментальной формы или заготовки, при этом ленточный материал имеет ширину b в зависимости от периметра С инструментальной формы или же детали согласно формуле

±10%.

В вышеуказанном способе может быть предусмотрено, что в качестве детали из ВК изготавливается шпангоут, прежде всего шпангоут из композита на основе угольных нитей, или сегмент фюзеляжа самолета.

В этом способе в качестве инструментальной формы может применяться инструментальная форма, которая имеет по меньшей мере пару расположенных диаметрально противоположно, имеющих форму канавок выемок, которые простираются соответственно параллельно продольной оси инструментальной формы.

В качестве материала, и прежде всего ленточного материала, может применяться материал, который образован из предварительно импрегнированной ленты из ВК, прежде всего однонаправленной ленты из препрега на основе угольных нитей. В качестве альтернативы может применяться материал, который образован из предварительно импрегнированного пучка волокон или предварительно импрегнированного волоконного жгута (ровинга), прежде всего ровинга на основе угольных нитей.

Согласно изобретению также предусмотрена деталь из ВК, и прежде всего шпангоут из композита на основе угольных нитей или сегмент фюзеляжа самолета, которая изготовлена вышеизложенным способом.

Далее предпочтительные примеры осуществления изобретения поясняются на схематических чертежах.

Показано на:

Фиг.1: вид спереди устройства для изготовления детали из волокнистого композита согласно первому примеру осуществления изобретения;

Фиг.2: пространственное изображение представленного на фиг.1 устройства, согласно которому питающее устройство находится в рабочем положении 90°;

Фиг.3: пространственное изображение представленного на фиг.1 устройства, отличающееся тем, что питающее устройство находится в рабочем положении 0°;

Фиг.4: пространственное изображение устройства согласно второму примеру осуществления изобретения, отличающееся тем, что питающее устройство находится в рабочем положении 45°;

Фиг.5: вид сбоку изображенной на фиг.4 инструментальной формы с частично нанесенными на нее волокнами с ориентацией в ±45°;

Фиг.6: вид сверху изображенной на фиг.4 инструментальной формы с частично нанесенными волокнами;

Фиг.7: уже частично извлеченная из формы деталь из волокнистого композита и применяемая для ее изготовления инструментальная форма;

Фиг.8: отдельное изображение шпангоута из композита на основе угольных нитей (включая участок обшивки фюзеляжа) с примерно С-образным поперечным сечением;

Фиг.9: отдельное изображение шпангоута из композита на основе угольных нитей, который имеет несколько частичных профилей;

Фиг.10: инструментальная форма для изготовления L-образных профилей;

Фиг.11: пример выполнения шпангоута из композита на основе угольных нитей с примерно Е-образным поперечным сечением;

Фиг.12: представленный на фиг.11 шпангоут из композита на основе угольных нитей с инструментальной формой;

Фиг.13: выполненный монолитным шпангоут из композита на основе угольных нитей с LCF-поперечным сечением;

Фиг.14: представленный на фиг.13 шпангоут из композита на основе угольных нитей с инструментальной формой.

На фиг.1 показан вид спереди устройства 1 согласно изобретению для изготовления детали, которая, по меньшей мере частично, образована из Волокнистого композита, из заготовки 2, которая может быть формирующейся на промежуточной стадии деталью или предварительно изготовленной для этой цели деталью. Изготавливаемая деталь может быть, прежде всего, деталью самолета. Заготовка может быть предварительно изготовленным промежуточным изделием или находящейся в процессе формирования деталью. Материал может накладываться на инструментальное формованное изделие (или коротко-формованное изделие) или инструментальную форму, например позитивную форму (оправку), или на уже покрытую материалом инструментальную форму. В одном примере осуществления, который также представлен на фигурах, с помощью устройства 1 согласно изобретению или же способом согласно изобретению происходит изготовление шпангоутов, прежде всего шпангоутов из композита на основе угольных нитей, самолета.

Прежде всего в авиационной и космической технике или в автомобилестроении могут применяться предварительно импрегнированные, называемые также препрегами волокнистые композиты, которые образованы из смоляной смеси при соблюдении заданного объемного содержания пропитанных армирующих волокон. При этом прочность волокнистого композита определяется по существу армирующими волокнами. Таким образом, объемная доля волокон для оптимизированной по весу детали может быть выбрана относительно высокой.

Для покрытия инструментальной формы или детали может также применяться предварительно импрегнированный пучок волокон или волоконный жгут (ровинг), прежде всего ровинг из композита на основе угольных нитей.

Устройство 1 имеет одно или в целом одно питающее устройство 4 или наносящую головку 4, которое или же которая подходит для того, чтобы вмещать в себя и выдавать предварительно заданное максимальное количество материала для изготовления детали. Например, питающее устройство 4 может иметь бобину для приема и выдачи материала или состоять из такой бобины. Прежде всего, питающее устройство может иметь корпус, в котором посредством, например, бобины размещен материал, и предусмотренное в нем отверстие для сквозного прохода материала изнутри корпуса наружу. Прежде всего, питающее устройство может иметь подающее устройство, с помощью которого может быть оказано влияние или управление на выдачу материала. Подающее устройство может иметь двигатель, с помощью которого материал может выдаваться или сматываться с бобины. При использовании бобины двигатель может приводить бобину в действие для приема материала на бобину или выдачи материала с бобины. Двигатель может быть соединен с управляющим устройством устройства для изготовления. В качестве альтернативы или дополнительно, подающее устройство может иметь пружинное устройство, с помощью которого материал может выдаваться, преодолевая силу предварительного натяжения. Питающее устройство 4 может иметь по меньшей мере одно наносящее устройство 44, например наносящий ролик для прижима или намотки ленты 6 из композита на рабочую поверхность 8 инструментальной формы 10. При этом лента 6 из композита намотана на расположенный внутри корпуса 46 питающего устройства 4 не показанный ролик и посредством его подается на наносящее устройство 44.

В качестве материала для применения устройства для изготовления согласно изобретению или же способа изготовления согласно изобретению, в принципе, подходит любой слоистый материал и, прежде всего, любой ленточный материал. Прежде всего, материал может быть композитной лентой 6 (порезанная на дисковых ножницах рулонная полоса), то есть лентой из композита. Прежде всего, в качестве ленты 6 из композита может применяться однонаправленная лента из препрега на основе угольных нитей, которая пригодна для изготовления высокопрочных структур.

С помощью питающего устройства 4 материал заданным образом укладывается на рабочую поверхность 8 инструментальной формы 10 или заготовки 2. Прежде всего, материал может укладываться на инструментальную форму или заготовку, например, с предварительно заданным видом прохождения ленты или под предварительно заданным углом к продольному направлению инструментальной формы или же заготовки.

Материал 6 может укладываться на инструментальную форму, которая выполнена в виде позитивной формы 10 (оправка; навивочная оправка). Инструментальная форма 10 может иметь, как показано, по существу прямоугольное поперечное сечение с четырьмя боковыми поверхностями 12, 14, 16, 18, которые образуют общую рабочую поверхность 8, которая полностью или частично может быть покрыта материалом 6. При этом, прежде всего по меньшей мере участками, на инструментальную форму 10 могут накладываться несколько слоев материала 6. Устройство 1 для изготовления имеет направляющую 22 для направления каретки 20. Поскольку на каретке 20 расположено питающее устройство или наносящая головка 4, при движении каретки 20 по направляющей 22 питающее устройство может перемещаться относительно соответствующей рабочей поверхности 8.

Согласно одному примеру осуществления изобретения питающее устройство 4 установлено на каретке 20 с возможностью поворота. При этом поворотная ось питающего устройства 4 может быть предусмотрена неизменной, то есть жесткой, или изменяемой. В последнем случае поворотная ось также может быть поворачиваемой (отклоняемой). При этом изменение поворотной оси может осуществляться вручную или с помощью управляемого управляющим устройством исполнительного устройства.

За счет положения направляющей 22 относительно инструментальной формы и участка, на которой в способе изготовления в данный момент укладывается материал на поверхность инструментальной формы, а также за счет движения каретки можно оказывать влияние на угол и устанавливать угол, под которым материал или лента материала укладывается на инструментальную форму, вдоль установленной по отношению к направляющей, предпочтительно в направлении рабочей поверхности, выполненной с возможностью поворота поворотной оси. Наносящая головка может перемещаться вдоль направляющей в заданном рабочем положении или, при необходимости, во время оборота вдоль направляющей поворачиваться вокруг поворотной оси, например для выполнения спиралеобразного покрытия.

Оказалось особо полезным, если направляющая выполнена в виде кольцевой криволинейной направляющей, так что обрабатываемый участок инструментальной формы или детали находится в области центра, предпочтительно центральной точки, направляющей.

Для нанесения композита под углом 0° относительно продольной оси инструментальной формы или детали каретка является перемещаемой, например, вдоль направляющей в область подлежащей покрытию рабочей поверхности инструментальной формы или детали, а наносящая головка является поворачиваемой вокруг поворотной оси в рабочее положение, в котором композит имеет угол 0° относительно продольной оси инструментальной формы или детали.

Для нанесения композита под углом в диапазоне от более 0° до примерно 90° наносящая головка является поворачиваемой вокруг поворотной оси в рабочее положение, в котором композит является наносимым на инструментальную форму или деталь под углом в диапазоне от более 0° до примерно 90°, предпочтительно ±45°, ±60° и/или 90° относительно продольной оси инструментальной формы или детали.

В случае с инструментальными формами или деталями, которые имеют множество рабочих поверхностей, для каждой рабочей поверхности может быть предусмотрена по меньшей мере одна наносящая головка для параллельного нанесения по меньшей мере одного композита, прежде всего ленты из композита.

Для повышения эффективности процесса могут применяться наносящие головки, посредством которых на инструментальную форму или же деталь могут одновременно наноситься несколько лент или жгутов из композита. Углы наложения отдельных лент или жгутов из композита могут быть регулируемыми независимо друг от друга, так что при криволинейных инструментальных формах или же деталях расхождение (раздвигание) в направлении большего радиуса кривизны предотвращается.

Ширина лент из композита при применении наносящих головок с несколькими лентами из композита, нескольких наносящих головках или несущими кольцами может быть различной для того, чтобы дополнительно повысить эффективность процесса.

Направляющая 22 может быть выполнена в виде замкнутой направляющей или в виде незамкнутой направляющей или в виде участка направляющей. Прежде всего, направляющая 22 может быть выполнена, как это предусмотрено в представленном на фиг.1 примере осуществления, в виде кольцевой направляющей. Для опоры направляющей 22 она может быть расположена на несущей детали 24 или быть выполненной монолитной с последней. Несущая деталь может быть участками выполнена кольцеобразной или в виде замкнутого кольца и при этом соответственно быть выполненной в целом кольцеобразной. В целом, направляющая выполнена криволинейной с образованием изменяющегося или постоянного на ее продольной протяженности радиуса KR кривизны. При этом направляющая выполнена таким образом, что каретка 20 может перемещаться на внутренней стороне направляющей. Направляющая может быть также выполнена криволинейной.

При этом может быть предусмотрено, что радиус кривизны криволинейной направляющей, по меньшей мере частично, соответствует кривизне инструментальной формы или детали. Согласно изобретению могут быть также изготовлены инструментальные формы или же детали, которые имеют кривизну с несколькими радиусами кривизны.

Предпочтительно, направляющая 22 и/или несущая деталь при осуществлении способа или же в одном конструктивном варианте устройства для изготовления расположены относительно формы обрабатываемой детали таким образом, что продольная протяженность направляющей проходит поперек продольной протяженности продолговатой формы обрабатываемой детали, так что направляющая, по меньшей мере частично, окружает или охватывает инструментальную форму 10, будучи на заданном расстоянии от последней. Несущая деталь 24 может опираться на основание 30. Кроме того, несколько несущих колец могут быть расположены друг за другом вдоль продольной оси инструментальной формы или же детали, с тем отличием, что за одну рабочую операцию являются наносимыми, прежде всего, различные углы расположения лент или жгутов из композита.

При выполнении направляющей 22 в виде замкнутой кольцевой направляющей (фигура 1) инструментальная форма 10 может быть расположена по отношению к несущему кольцу 24 статически или управляемо при относительном движении между направляющей и инструментальной формой или заготовкой таким образом, что боковые поверхности 12, 16 инструментальной формы или заготовки простираются параллельно вертикальной оси 26 несущего кольца 24. Кроме того, относительное движение между направляющей и инструментальной формой или заготовкой может быть механически отрегулировано или управляться таким образом, что область поверхности, на которую в данный момент времени наносится материал 6, расположена в области средней точки М несущего кольца 24, то есть с отклонением на 10% от радиуса KR кривизны.

Согласно изобретению может быть предусмотрено, что несущее кольцо имеет по меньшей мере одну направляющую планку для установки роликовой системы 32 каретки. При этом каретка 20 может приводиться в движение роликами. В качестве альтернативы или дополнительно, несущее кольцо может иметь по меньшей мере один участок зубчатого зацепления, который является вводимым в зацепление по меньшей мере с одним приводным колесом каретки. Приводное колесо выполнено, например, в виде входящего в зацепление с зубчатой рейкой несущей детали зубчатого колеса. Для перемещения каретки вдоль направляющей могут быть также применены другие приводные системы. В представлении согласно фиг.1 направляющая имеет не показанную направляющую планку для установки роликовой системы 32 каретки 20, а также схематически обозначенный участок 34 зубчатого зацепления, который находится в зацеплении с не показанным приводным колесом каретки 20. Участок 34 зубчатого зацепления простирается вдоль всей направляющей 22. Приводное колесо может быть выполнено, например, в виде зубчатого колеса, которое входит в зацепление с зубчатой рейкой несущего кольца 24. Роликовая система 32 имеет две разнесенных между собой вдоль направляющей 22 пары 36, 38 роликов.

При возможности вращения питающего устройства 4 для регулировки прохождения продольного направления налагаемого материала 6 для наложения материала 6 вдоль установленной к направляющей 22 в направлении инструментальной формы 10 поворотной оси 40 являются вращаемыми. При этом инструментальная форма или же деталь может быть расположена таким образом, что поворотная ось 40 в представленном примере выполнения устройства проходит под углом около 90° к примыкающей к радиусу R кривизны направляющей 22 касательной 42 и простирается через центр М кольцевой траектории.

При такой реализации изготовление детали из волокнистого композита может быть оптимизировано. Благодаря подвижной вдоль охватывающей рабочую поверхность 8 направляющей 22 каретке 20, поворотному питающему устройству 4, а также движению подачи между инструментальной формой 10 и направляющей 22, устройство 1 согласно изобретению в состоянии технически простым образом покрывать криволинейную инструментальную форму 10 для изготовления шпангоутов из композита на основе угольных нитей. Нанесение ленты 6 из композита на рабочую поверхность 8 может происходить плоскостно, частично или согласно другим программируемым образцам. Последовательность слоев и количество нанесенных лент композита является регулируемым в зависимости от случая применения. Прежде всего, лента 6 из композита является наносимой под разными углами относительно про