此类方法和装置属于现有技术。其在通常情况下用于制作多轴向布，其中一 定数量的单向纤维层以不同的纤维方向依次逐段相叠放置。在权利要求1和7中 提及的支架是用于最初放置的纤维层的一种循环输送装置，所述输送装置在所形 成的纤维层的纵向，还由此在之后构成多轴向布的纵向上移动。所述输送装置一 般主要是指两个相互平行间隔伸展的输送链，所述输送链具有针对放置的纤维束 的保持装置。那些铺设在输送链之间的单向纤维束的段通过所述保持装置不仅被 保持，还可能被拉紧，使其不会松弛。已经存在的单向纤维层为随后放置的纤维 层构成所谓的底垫；而所述底垫同样被固定在所述传输链的保持装置上。
在权利要求1和7中所提及的这些单条纤维可表示为粗绳、纱线或是粗纱。 它们由很多单条细丝组成，并且可呈圆形端面或是能够被加宽，以便使其具有平 整的粗绳形状。多轴向布被用于强化纤维复合元件。因根据此技术生产越来越复 杂的元件，故所述多轴向布必须具备很好的变形性，也就是说能够使其打褶。因 此所述单向纤维层需要由细纤维组成。但是细纤维非常的昂贵；尤其是碳纤维。 为此人们逐渐改用相对较厚的纤维作为原材料，并让其“展开”，确切地说是加宽， 按这种方式生产的纤维束是由有平行伸展的加宽的纤维组成的，且其仅有很小的 单位面积重量。目前碳纤维是由12000根以及更多的细纤维(纤维的热导率K值 大于12)通过轧辊被加宽并被加工成薄的且完全平坦的纤维带。在专业铺设的条 件下能够极好地将所述纤维带打褶成复杂结构。
现在也建议在多轴向编织机上展开那些构成原材料的相对较厚的纤维。此做 法在行业术语中叫做“在线展开”。使用多轴向编织机的企业到市场上购买纱筒作 为原材料，将纱筒安置在多轴向编织机一旁的纱架上并退绕。退绕后的单条纤维 被汇聚在一起，穿过展开元件被输送，在此汇聚后的单条纤维在平行引导时保持 了无限长的细带形状并被输送给铺设装置。
现有技术在权利要求1的a至c点和权利要求7的前序部分都有提及。通过 比如US 6 599 610 B2、EP 1 695 934 A2和DE 103 12 534 B3记载了此类现有技术。
US 6 599 610 B2论述的是在两个输送链之间铺设单向纤维层的装置。其中， 作为无限长材料的纤维被引导着横贯于输送链。所述展开设备位于铺设位置的正 前方，并且必须实际上用导纱器构成结构单元。所述结构单元必须既要垂直于输 送链方向又要在折转位置沿着输送链方向、但要在与其运输方向相反的方向上与 所述导纱器一起移动。纤维在其上被退绕的纱架虽然在文中被提及，但是并没有 被描述。因此US 6 599 610 B2最多可被认为是包含了在敷设多轴向纤维层的过 程中纤维展开或加宽内容的基础提议。实际有用的提议，例如如何实现此结构， 就不能从US 6 599 610 B2中获悉。在持续移动的所述导纱器的范围内，纤维的 加宽会导致铺开的纤维层无法保持原有的良好特性。所述加宽要另外通过静止的 或是旋转的轧辊在其纵轴方向上振动来实现。
对于依据EP 1 695 934 A2所述的装置来说，已具有水平横断面的纤维带从纱 架的纱筒上被抽取。此外由三个辊子充当了供应装置，在纤维带延伸的过程中所 述供应装置被安置在远离铺设装置的位置。所述铺设装置和供应装置的工作是间 歇且同步的；当铺设装置不需要纤维带时，所述供应装置停止不动。在停止阶段 从纤维带储存装置抽取纤维带，在纤维带延伸的过程中所述纤维带储存装置是安 置在纱架和供应装置之间的。所述纤维带储存装置主要是由一个运动的转向导辊 构成的，所述转向导辊通过驱动装置向纤维带延伸轨迹的侧面伸展，并且短暂地 接收不急需的纤维带。所述纤维带储存装置的运动和所述供应装置的传动是通过 机械控制相互调整的。这个中间连接的纤维带储存装置应使纤维带以始终持续稳 定的速度均匀地从纱架的纱筒上被抽取。从而使纤维带中达到均匀的张力状态， 这是均匀铺设的先决条件。
依据EP 1 695 934 A2，纤维带作为原材料被放在纱架的纱筒上，所述纤维带 在运行的过程中被不断加宽。此外在装置的不同位置设计了位置固定的加热装 置，有的位于供应装置前面，有的位于供应装置后面。只有那些在纤维带输送方 向上位于供应装置前面的加热装置对连续且均匀移动的纤维带产生影响。在供应 装置后面的部分则存在间歇的不均匀的带的延伸轨迹。这种现象对于在供应装置 后面的加热通道尤其显著，所述加热通道的长度可达到纤维长度的总和，其中纤 维总长度是指在铺设装置的铺设行程中所必需的长度。所述加热通道内还需接有 延展元件，它是由小导向环或管子组成，能完成加宽过程，延展元件可通过滑动 接触多次折转纤维带。
依据EP 1 695 934 A2提到的装置具有如下的缺点，纤维带的加宽很大一部分 会形成间歇的、断断续续的并且以交替变化的速度移动的纤维带。因此在加宽的 纤维带中形成均匀的张力状态的目标只能部分实现。由此造成例如在中止阶段与 运动阶段的交替变化中热效率肯定是不等的。另外，要考虑机械加宽元件的磨损 和不规则滑移。最后，当通过沿纤维带的延伸轨迹分布的多个位置上加热来加宽 时，还会有热损耗和高的运行费用。
最后，DE 103 12 534 B3展示的是用于将纤维带铺设到单向纤维层的方法和 设备，其中，所述纤维带在从纱架到铺设装置的途中穿过展开装置，在展开装置 中纤维带被进一步加宽。用于加宽的是没有进一步示出的加宽设备，它在图中可 认作是辊。在离开展开装置之后单条的纤维带之间相互平行延伸，它们彼此之间 可以有侧向的间隔或是紧密排列。
通过连续输送的供应装置将纤维带从纱架的纱筒上抽取出来，所述供应装置 位于纱架的出口处。根据转向导辊的原理在供应装置和展开装置之间设计了构成 活套的缓存，针对每个纤维带所述缓存应该都能平衡在供应装置和铺设装置旁的 纤维带之间的速度差。根据DE 103 12 534 B3得到的纤维带或纤维束虽然是作为 无限长材料铺设的，但是在这里也会发生速度的变化，这是因为放置是通过输送 链进行往返运动实现的，其中在折转位置也可能会中止。因此在已知装置中将展 开装置安装在某个区域内，在这里纤维带不能连续以持续稳定的速度运动，而是 以变化的、甚至是间歇的速度运动。

因此，本发明的任务在于，改善用于敷设带状的、条状的或幅状的单向纤维 层的已知方法和装置，其中，纤维层中的纤维在敷设的过程中被加宽，其目的是 使输送给铺设装置的纤维束中加宽的纤维处于均匀的张力状态下，从而能够均匀 地铺设所述加宽的纤维，并且最终可以得到高质量的成品。
此任务是用权利要求1中全部特征所记载的方法和用权利要求7中全部特征 所记载的装置来解决的。
根据本发明纱架与展开装置一起作为一个整体构件根据所需求的标准能够 被控制地进行移动，其中所述需求针对铺设装置产生，因此，有利地保障了纤维 以恒定的速度从纱架的纱筒上退绕，以及从展开装置中穿过。通过所述铺设装置 的不规则的工作运动所必须进行的调节运动将结构元件作为一个整体来实施，以 便对穿过展开装置的纤维的速度不会造成影响。
对于按照本发明的方法和装置来说，必须用机械控制装置的计算机同时调节 铺设装置——例如在循环铺设时的导纱器或是在铺设按一定长度截取的带状的 段时的夹纱器——的运动以及整体的结构元件的运动。所述整体结构元件可以设 计为，例如滑车或是移动车，在其上安装有纱架和展开装置。这样就能实现，所 述整体元件所需的往返运动对加宽的平行定向纤维的张力状态不产生影响。再就 是具备了均匀展开这一前提条件，使得放置的单向层具有均匀和持续稳定的特 性。
符合本发明的装置能够单独驱动纱架上的纱筒(正向排出)，或是能够使纤 维从没有被驱动的纱筒上被抽取，这些可以通过根据纤维移动轨迹设置的被驱动 的辊组或是通过铺设装置来实现。
所有常见的铺开设备都适合于展开装置，如被驱动或不被驱动的辊，所述辊 在自身的纵轴方向上振动。但也有旋转的弯曲辊，最后还有静止设置的转向部件 如小环或是管子，通过所述转向部件能使纤维以Z-形或S-形转向。还可以通过加 热纤维来准备和完善加宽的工作。
在带状的、条状的或幅状的单向纤维层中加宽的纤维可以紧密排列或是相互 之间保持所需的侧向间距。也可以在向支架上敷设所述纤维层之前给予所述纤维 层一个内聚力，其中，例如能够使用由可熔化的材料或粘合薄膜组成的斜向敷设 的纱线。对于这个特别的方法业内人士是很熟悉的。
在从属权利要求2至5和8至13中列举了符合本发明的方法和装置的设计 方案。
这样不仅可以循环铺设纤维束而且还可以铺设单个的按一定长度截取的纤 维束的段，其中，在装置上单个段的分割在敷设的过程中就能自行完成。在DE 102 14 140 A1中的示例描述和示出了单个的按一定长度截取的段的铺设的细节。
当纱架和纱筒组成的整体结构元件被设计成移动车形式时，其有利之处是移 动车可在笔直的导向槽上移动行驶，沿纤维束铺设方向伸展的导向槽被安装在移 动支架旁侧的位置上，在此位置敷设纤维束。在多数情况下“支架”是由一对普通 的平行的被驱动的输送链组成的，其配备了用于铺设纤维束的普通保持装置，或 是仅由已经事先放置的单向纤维束组成。
用符合本发明的方法和装置生产的单向纤维层，在很多情况下它都适用于纤 维复合件的织造。例如可以向单向纤维层加入无纺布，形成多层结构。或是将单 向纤维层嵌入合成材料的基质中。
本发明涉及的还有依据权利要求6中用于生产带状的、条状的或幅状的多轴 向布的方法和符合权利要求14的相应多轴向编织机。这里符合本发明的方法和 用于单向纤维层供应的装置有利于多轴向布织造的发展。
依据权利要求15所设计的这类多轴向编织机的优点是，在循环输送装置的 运动方向上依次安置了不同结构的装置用以敷设单向纤维层。按交替的顺序加宽 与不加宽的纤维束作为无限长材料或者按一定长度截取的纤维束段都可以生成 单向纤维层。为此本发明能够以有利的和经济的方法织造由单向纤维层构成的多 轴向布，所述多轴向布所采用的原料，即单条纤维的强度和铺设类型是完全不同 的。由此可知在生成纤维复合件的后负荷期可提供强化纤维的最优配合。
本发明涉及的还有用于生产纤维织物的方法，通过此方法至少能向织机输送 一种制成纬纱的纤维，这种纤维是以一种平行定向的纤维束的形式向织机的引纬 装置输送的。事实证明此类织物非常利于进行简单的纺织品加工，同时在纤维复 合结构上也具有良好的打褶特性。它被大量用于不同类型的结合并且作为混合织 物或合成织物如格子织物使用，尤其碳纤维和玻璃纤维是很常见的。参照其它专 业书籍M.Flemming，G.Ziegmann和S.Roth，“纤维复合结构”，Teilband“毛胚 与结构”，Berlin，Heidelberg 1996，第58至75页。
符合本申请的建议用在强化织物这类的纺织品上也是有利的。纬纱的纤维从 纱架上被抽取并且穿过展开装置，其中，所述纱架和展开装置作为一个整体结构 元件能够被控制地移动并且接入引纬装置。在引纬时通过所述结构元件反向的运 动来调节纬纤维间歇且非连续的运动，这样就可以把有极佳均匀性的纬纤维束织 入，所述纬纤维束很细，也可以说具有很好的打褶性，而且便宜。
符合本发明用于生产纤维织物的方法的有利设计是在从属权利要求中提出 的。符合本发明的织机是权利要求19所述的主题。关于织机的有利设计是在从 属权利要求中提出的。
用来提取单向纤维层，生产多轴向布，也即相应的装置和多轴向编织机所提 到的细节、设计和优点也基本符合本发明生产纤维织物的方法及相应的织机。
附图说明
下面，根据描述的实施例进一步详细说明本发明。以下是附图的说明：
图1是移动元件侧视图，在所述移动元件上有一个纱架和一个展开装置。
图2示出的是对应于图1中移动元件的俯视图。
图3是用来说明移动元件和多轴向编织机的铺设装置相互配合的原理图。
图4至10是在单向纤维层铺设的过程中，移动元件和铺设装置所在的不同 位置上对图3相应的描绘。
图11示出的是在多轴向编织机的不同位置上纤维材料的消耗关系。
图12是对图11相应的描绘，说明了铺设装置、移动元件和从纱架上抽取的 纤维的速度随时间的变化。

在图1中以附图标记1标记了机架，它可以在多轴向编织机上构成一个侧部 结构，对此参照图3。机架1具有一条导轨2形式的轨道。所述导轨上是移动车 3形式的移动元件，所述移动车能够借助于滑轮4移动。移动车3载有纱架5和 被设计成贯通元件的展开装置6。纱架5是由大量的纱筒7组成的，在所述纱筒 上缠绕的是作为纱材的单条纤维8，例如碳纤维或是尼龙纤维。
通过转向导辊9从纱筒7上抽取并且穿过展开装置6引导单条纤维8。对于 纱筒7和转向导辊9的排列标准是，被抽取的单条纤维8在进入展开装置6之前 相互之间不能接触。纱筒7装备了制动装置，这是为了能够调节并控制抽取的纤 维8中的机械张力。转向导辊9必须如同现有的小导向环或近似的导向部件具有 光滑的表面，这是为了不损伤敏感的纱材。为了避免抽取的纤维8相互之间接触， 每一个纱筒7和转向导辊9不仅在高度上而且在侧向上都有偏移，参照图2。
对于展开装置6的结构设计已有大量的建议。例如当纤维8经过辊输送的时 候，纤维8能够被加宽，其中所述辊在其轴向上振动或被加热。为了达到展开或 加宽的目的而通过旋转的弯曲辊进行加工也属于现有技术。同时也可以一起使用 不同的方法。因此展开装置6的作用原理可以作为已知的先决条件。加工的目的 始终是为了将相对较粗的单条纤维8，主要是碳纤维，变成由加宽纤维组成的平 整的带状纤维束10，所述纤维彼此之间平行且紧密地排列着。此类纤维束10所 构成的材料适合用在单位面积重量极小的单向纤维层17上。
在图3中描述的是被合并为移动车3的由多轴向编织机的纱架5和展开装置 6组成的联合构造元件在空间上如何布置，以及它们之间如何相互配合。在多轴 向编织机中仅简画了一对常见的输送链12a、12b，其上半部分在依照箭头18指 向的输送方向上运动。箭头19标示的是在移动车3上供应的纤维束10的铺设方 向。
所述移动车所供应的纤维束10借助于铺设装置13传递到所述输送链12a、 12b上。铺设装置13的功能是接收由移动车3所供应的无限长纤维束10的纤维 束段，将其引导穿过输送链12a、12b，并从无限长的库存中截断，并且最终传递 到输送链12a、12b上的固定装置上。如图3所示，机架1针对在纤维束10的铺 设方向19上移动的移动车3侧向连接在所述多轴向编织机上。换句话说，具有 纱架5和展开装置6的移动车3能够被控制地被驱动在纤维束10的铺设方向19 上来回移动。
在申请人的专利文献DE 102 14 140 A1中已经描述以及示出了一种铺设装 置，用它从无限长的库存中供应纤维束10，将断开的、按一定长度截取的纤维束 段通过多轴向编织机的输送链12a、12b输送，并最终固定在输送链上的夹紧装 置上。这种类型的铺设装置也可以用于本发明。因此这里对它的描述会简短一些。
在图3中用附图标记11标记了一个可松动的保持和夹持装置，其作用是一 直夹紧离开展开装置6的纤维束10的前端，直到所述纤维束的前段被引导着送 到输送链12a、12b的上方。为此使用夹纱器15，其能够被控制地被驱动沿着导 向槽14斜向于输送链12a、12b的输送方向18来回移动。因此导向槽14同样是 在纤维束10的铺设方向19上延伸。在松开的保持和夹持装置11处夹纱器15接 收了纤维束10的端头，并引导其斜穿输送链12a、12b。之后在一对输送链12a、 12b上方的纤维束10的带状纤维束段被没有绘出的位于保持和夹持装置11区域 内的分离装置切断，即成为被分离的纤维束段10a。之后无限长纤维束10的新生 端头重新被保持和夹持装置11夹住。而放置到位于一对输送链12a、12b上方的 按一定长度截取的纤维束的段10a则在其两个端头被属于铺设装置13的纤维层 夹紧装置16所夹紧，所述纤维层夹紧装置能够被控制地被驱动在输送链12a、12b 的方向上来回移动。纤维层夹紧装置16最终会将按一定长度截取的纤维束段10a 传递至没有绘出的输送链12a、12b上的夹紧装置上。从而纤维束段10a最终成 为铺设的单向纤维层17的一部分。
图4至10与图3相对应，但在描绘中被简化了。其主要说明的是移动车3 的运动过程与借助于铺设装置13将按一定长度截取的纤维束的段10a传递至输 送链12a、12b之间的相互作用关系。下文中应首先按照图3至10逐渐深入地展 示铺设装置13功能的每一阶段，并且有单独的介绍。
在图3中保持和夹持装置11是闭合的，并且夹纱器15虽然已经夹紧了纤维 束10的端头，但是仍处于静止状态。
在图4至6中保持和夹持装置11是打开的；夹纱器15处于运动状态，参照 移动箭头20，并且沿着导向槽14在纱线束10的前端牵引着纱线束10越过输送 链12a到达输送链12b。根据图7所示夹纱器15中止；保持和夹持装置11再次 闭合。纤维层夹紧装置16逆着输送链的输送方向18运动，参照移动箭头21。一 个没有绘出的分离装置在此时切断了在输送链12a、12b上方的纤维层段10，参 照图8。现在纤维层夹紧装置16在相反的方向上运动，并且同时引导按一定长度 截取的纤维束段10a。夹纱器15返回其起始位置，参照图9中的移动箭头20， 并且移动车3为纤维束10不断地建立一个新库存，参照图7至9中的移动箭头 22。当按一定长度截取的纤维束段10a与输送链12a、12b有相同速度时，它被 从纤维层夹紧装置16上传递到位于输送链12a、12b上的固定装置上。在图10 中到达了最终状态，其中按一定长度截取的纤维束段10a成为了铺设的单向纤维 层17的组成部分，并且夹纱器15重新抓住了位于移动车3上的作为无限长库存 来使用的纤维束10的前端。
对于纱架5和展开装置6构成的移动组件来说，其共同的优点是，纱材即纤 维8以保持相同的速度从纱筒7上被抽取出来并且穿过展开装置6。这样可保证 生产出稳定的高质量的带状纤维束10。这将使移动车3上的单位时间纤维束量保 持不变。然而用夹纱器15的接收却不是持续的，因为静止阶段和运动阶段的交 替会导致接收速度的改变。
通过移动车3的能够被控制的运动来实现调节。当所述移动车向外移动的时 候，参照图3中的移动箭头22，由抽取的、位于机架1上方的纤维束10构成长 度为L的储备，当夹纱器15的需求量超过纱架5的供应能力时，所述储备可以 提供给夹纱器15的加速阶段。在实施例附图中，图4描绘了最大的储备情况； 被抽取的纤维束在此处具有最大长度Lmax，相反图6描绘的阶段中储备完全被取 用。
在图11中示出了生产的、损耗的以及存储的纤维束相互之间的质量关系。 图11的纵坐标以长度表示纤维束，单位是毫米。图11表示是单个的按一定长度 截取的纤维束段10a的铺设过程。这一过程从时间点T0开始并且将从时间点T0’ 重复，这是因为在连续运行中纤维束段10a的存储也会同样不停的重复。
在图11中的直线a表示生产的纤维束。因为此过程是连续的，所以a必须 是直线。夹纱器15所需的纤维束，同时符合在敷设过程中的行程或是夹纱器15 所经过的长度，用b表示。图中在从T1点开始的初始阶段夹纱器15作加速运动， 在临近终点时它又再减速并且在时间点T5时转为中止状态。很明显夹纱器15在 其运动阶段所需的纤维束10多于移动车3上现有纱架5可供使用的量。相反， 当夹纱器15自时间点T5时起静止，继续生产的纤维束10的量暂时被储存，以 便当纤维8抽取和加宽时持续保持相同的比值。
所述调节是通过移动车3的运动来实现的。在图11中对移动车3所经过的 路径和同时由此储存起来的纤维束10的长度的描述是以字母c标示的。曲线c 的下降过程表示的是库存在减少，并且移动车3在向着多轴向编织机的方向上运 动。曲线c的上升过程表示的是库存在建立，并且移动车3朝离开多轴向编织机 的方向上运动。为了更方便理解，用图11中的时间点T1至T5记录图3至7中 每一个对应的过程。另外在图3、5以及7至10中用移动箭头22表示了移动车3 各个当前的运动方向。在图4和6中移动车3处于静止状态；其既对应移动车3 的折转位置又对应于图11中的曲线c的折转位置。
一方是图3至10，另一方是图11，它们之间的相互关系可以从中清楚的看 出来，如运动着的移动车3均衡了纤维束10非连续的消耗，其中在移动车3上 连续提供纤维束。
图12是对速度的描绘，其中包括纤维束10(直线a)的生产速度，夹纱器5 (曲线b)的运动速度以及移动车3(曲线c)的运动速度。
为了顺利地铺设纤维束10，必须精确地控制移动车3的运动。这可以通过机 械控制与其他运动过程的相互关系来实现。但也可以考虑通过传感器来控制，它 将控制住所述夹纱器的各个位置和/或纤维束中的机械张力。
附图标记
1     机架，侧部结构
2     导轨
3     移动元件，移动车
4     滑轮
5     纱架
6     展开设备
8     纤维，纱材，碳纤维
9     转向导辊
10    纤维束
10a   按一定长度截取的纤维束段
11    保持和夹持装置
12a、12b    输送链
13    铺设装置
14    导向槽
15    夹纱器
16    纤维层夹紧装置
17    纤维层，单向层
18    用于输送链条输送方向的方向箭头
19    用于纤维束铺设方向的箭头
20    移动箭头(夹纱器)
21    移动箭头(敷设夹紧装置)
22    移动箭头(移动车)