用于三维纺织的纺织机和方法 |
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| 申请号 | CN201110108421.2 | 申请日 | 2011-04-28 | 公开(公告)号 | CN102234864B | 公开(公告)日 | 2014-03-05 |
| 申请人 | 格罗兹-贝克特公司; | 发明人 | T·屈尔; E·费伦巴歇尔; F·杜尔斯特; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及用于直接三维纺织的纺织机和纺织方法，其中， 纬纱 （32）在纬纱输入时已经具有其期望二维路线。 经纱 （12）的 位置 适合纬纱路径（23）。纬纱路径（23）由在经纱（12）之间延伸到 梭口 （21）中的叠片（44）限定。叠片（44）设置在共用杆（45）上，使得它们能够独立调节，从而允许通过 定位 叠片（44）来调节期望纬纱路径（23）。同时，叠片（44）和杆（45）形成筘（43），用于在织物边缘（16）处起针纬纱（32）。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于三维纺织的纺织机，包括： |
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| 说明书全文 | 用于三维纺织的纺织机和方法技术领域[0001] 本发明涉及用于三维纺织的纺织机和方法。纺织织物通常用作复合材料中的增强装置。为此，织物纤维优选经受张力负载。参考在机动车或船体制造中发生的三维成形部件，复合材料中包含的织物必须适合于期望部件形式。 [0002] 这可以实现，例如，整个织物切成独立片，其然后设置成叠置在三维部件上且然后通过层压结合。该过程是耗时且昂贵的。因而，也已经建议褶皱二维织物，然而，在该情况下，形成拉伸区域且拉伸区域中的织物密度减少。任选地，过多材料甚至必须切掉或叠加成褶。 [0003] 还描述了用于制造三维织物的机械方法和装置。 背景技术[0004] 从文献DE 41 37 082 C2已知筘设置有筘叠片，其以起针（cast-on）方向和纬纱方向设置，从而其能够相对于彼此移动。经纱在筘叠片上引导且其距离被调节，从而能够获得空间轮廓。在US 5465 762中也描述了类似设置。在叠片邻接期间，得到的轮廓将结构从平面二维形式变为三维形式。这种纺织过程相对缓慢。通常，需要由附加悬挂来支持变为三维形式。 [0005] 文献EP 0 302 012 B1的作者建议三维织物形式由球形抽取滚子产生。为此，织物在纺织操作之后被拉伸，以实现期望形式。 [0006] 考虑EP 0 819 188 B1已知的方法，形成三维成形织物区域，其中，纺织的经纱或纬纱的数量变化，或者改变纺织类型。经纱的距离通过改变筘叠片的距离实现。筘是扇形，从而两个相邻筘叠片之间的距离变化。因而，通过移动筘，可以调节两个相邻经纱之间的距离。在经纱的起针期间，由筘产生轮廓变化。 [0007] 文献DE 39 15 085 C2描述了用于制造三维织物的装置，其中，在织物的梭口形成装置和抽取装置之间，模制元件设置在织物边缘的上游，所述模制元件具有要产生的织物形式的形状。模制元件可以由多个盘或者可选地由一系列可调节踏综盘制成。而且，在该方法的情况下，在纬纱的起针期间形成期望形式。 发明内容[0008] 本发明要实现的目的可以看成提供一种纺织机以及纺织方法，其改进用于制造三维织物的迄今为止已知方法和装置。 [0009] 该目的借助于根据本发明的纺织机以及借助于本发明的方法实现。根据本发明提供的这种用于三维纺织的纺织机包括：综框，所述综框彼此平行设置，每个综框具有用于经纱的导纱眼；叠片，所述叠片在经纱之间延伸到梭口中，所述纺织机还包括综框驱动器，所述综框驱动器将综框的导纱眼以梭口变化方向彼此独立地定位；并且其中，所述叠片能够以梭口变化方向彼此独立地定位且设置成确定二维纬纱路径，纬纱沿二维纬纱路径输入到梭口中。根据本发明提供的这种用于三维纺织的方法包括以下步骤：打开梭口，通过定位经纱；确定所打开的梭口中的二维纬纱路径；以及将纬纱沿二维纬纱路径移动到梭口中；其中，所述梭口的路线跟随二维纬纱路径。 [0010] 根据本发明，直接纺织三维织物。纬纱沿纬纱路径投梭到打开的梭口中。纬纱路径相对于投梭方向横向弯曲，因而具有二维形式。由此，由于纬纱的路线，已经获得三维织物形式。为了打开梭口，经纱优选地被带到这样的位置：其中，位于梭口同一侧上的经纱将跟随纬纱路径。因而，打开的梭口适合于经纱路径轮廓。为此，经纱距纬纱的距离可以预先指定，且具体地是恒定的。 [0011] 纬纱路径优选借助于在经纱之间延伸到打开的梭口中的叠片限定。每个叠片可以具有纬纱切口，其在纺织边缘的方向打开。叠片的纬纱切口沿纬纱路径设置在梭口中。当纬纱进入时，纬纱被输送通过叠片的纬纱切口，且由此，具有其期望二维路线。因而，由于纬纱切口，产生用于引导纬纱的纬纱通道。 [0012] 优选地，叠片位于共用杆上。叠片设置在杆上，使得其能够在其延伸方向移动。由此，通过相对于彼此移动叠片，可以非常简单地调节期望纬纱路径。在每个纬纱进入之后，叠片的位置可以变化。由此，可以形成具有连续过渡的三维织物形式。在示例性实施例中，叠片和杆形成纺织机的筘。为了起针纬纱，筘被可枢转地支撑。因而，叠片不仅设置成限定纬纱路径，而且同时用于在织物边缘投梭纬纱。优选地，叠片彼此平行地支撑在杆上。 [0013] 综框设置用于梭口形成，所述综框能在梭口变化方向移动。由此，经纱能够被带到期望位置。在优选示例性实施例中，设置综框驱动器，综框能够通过综框驱动器在梭口变化方向彼此独立地定位。为了形成具有适合于纬纱路径的轮廓的梭口，一个群组的经纱位于期望纬纱路径上方预定距离处，另一个群组的经纱位于纬纱路径下方预定距离处。由此，实现期望梭口打开角度。 [0014] 在与综框驱动器相对的端部，综框紧固到共用综框保持器。在综框和综框保持器之间，存在弹性装置，从而综框通过弹性装置的弹性力朝综框保持器牵拉，且能够通过综框驱动器以相反方向移动离开综框保持器。如果综框驱动器不施加任何力到综框，那么综框由弹性装置带到其休息位置。 [0015] 为了改变所产生三维织物的宽度，还可以通过一个或多个经纱保持器抓握和分开一个多个经纱。对于分开的经纱的可能随后再次使用，可能提供保持装置，其能够保持经纱群组的一个或多个（优选全部）经纱且使得它们可用。由此，例如，可以在投梭方向改变所产生织物的宽度。还可以从织物中心移除独立经纱，例如，如果要在织物中提供没有打结点的开口或区域。借助于片梭、机器人臂等，移除且保持可用的经纱还可以再次返回纺织过程。 [0016] 纺织机还可以包括用于输入纬纱的纬纱输入装置或包括用于切割纬纱的切割装置。这两个装置的位置可以适合于期望纬纱路径。因而，纬纱输入装置和/或切割装置设置成使得它们能够在梭口变化方向移动。为了适合于织物在纬纱方向的变化宽度，纬纱输入装置和/或切割装置还可以设置成使得它们能够在纬纱输入方向移动。 [0017] 优选通过流体喷嘴来辅助纬纱沿二维纬纱路径输送。流体喷嘴设置在两个叠片之间，具体地在杆上。具体地，流体喷嘴处于杆上，从而它们能够在梭口变化方向移动，从而由流体喷嘴产生的流体流能够适合于相应调节的纬纱路径。附图说明 [0019] 图1示出了梭口形成的示意性透视图； [0020] 图2示出了在经纱方向的打开的梭口的示意图； [0021] 图3示出了用于调节期望纬纱路径的叠片的示意性透视图；和 [0022] 图4和5示出了以框图方式表示的纺织机的示意性侧视图。 具体实施方式[0023] 图4和5以框图方式示出了纺织机10。纺织机10包括卷轴轨道11，纺织机10通过卷轴轨道11供应经纱12。保持轨道13将经纱12排序到一个输入方向R（图1），一致地彼此相邻。从保持轨道13开始，每个经纱12延伸通过综框15的导纱眼14。经纱12还延伸到织物边缘16，已经纺织的完成织物终止于织物边缘16。抽取装置17拉开已经产生的织物，且这样做时，确保经纱12在纺织机10的抽取方向A输送。在示例性实施例中，抽取装置17包括在输入方向R跨过整个织物宽度的多个抽取滚子18，所述抽取滚子能够形成一对或多对滚子，其能够抵靠彼此弹性地施压。抽取滚子中的一个或多个被驱动。 [0024] 综框驱动器22设置用于形成梭口，每个综框15被连接到所述驱动器。综框驱动器22能够独立地移动每个综框15，因而也能够独立地移动其导纱眼14，从而在一个梭口形成或梭口变化方向F彼此独立地移动其导纱眼14。综框15或导纱眼14的位置取决于设定织法。例如，在平纹纺织的情况下，在输入方向R的相邻导纱眼14交替地处于纬纱路径23（图2）的一侧或另一侧上。图2是在平纹纺织的情况下打开的梭口21的示意图。例如，综框驱动器22能够像Jacquard机的驱动器那样配置，从而每个综框15能够独立地移动。还可以使用直接驱动器（例如线性驱动器）作为综框驱动器22。 [0025] 在其与综框驱动器22相对的端部24上，综框15借助于插入的弹性装置25与共用综框保持器26连接。综框驱动器22能够抵抗弹性装置25的力从综框保持器26移开综框。如果综框驱动器22不施加任何力到综框15，那么所述综框处于休息位置，其中，导纱眼14处于其距综框保持器26最小距离处。例如，弹性装置25可以是螺旋弹簧。 [0026] 作为独立综框驱动器的可选方案，还可以使用至少三个综框轴实现梭口形成。在该情况下，每个综框轴具有综框驱动器22，综框15可移动地设置在综框驱动器22上。取决于要纺织的3D织物的形式（这导致综框15的导纱眼14的不同高度），一个综框轴可以设置用于每个导纱眼水平。在所述综框轴上，可以设置多个综框，其然后能够在纱线变化方向F一起移动。 [0027] 在经纱12的抽取方向A从图1可以看出，输入装置30设置成在经纱群组12之外延伸综框设置。输入装置30设置用于将纬纱32投梭到打开的梭口21中。在示例性实施例中，输入装置30包括用于供应纬纱32的卷轴本体31、以及用于将纬纱32从卷轴31切断的切割装置（未示出）。在本文所述的示例性实施例中，纬纱32经由主喷嘴33在纬纱输入方向R投梭。为了实现此，主喷嘴33产生纬纱输入方向R的流体流，优选为空气流，所述流沿投梭纱线运送。可选地，输入装置30还可以包括弹射器、梭或片梭。 [0028] 在经纱的与输入装置30相对的一侧，存在接收装置37，其设置成接收并定位输入的纬纱32。 [0029] 纺织机10能够从纺织过程取出独立经纱。在示例性实施例中，纺织机10包括一个或多个经纱保持器38，其分开一个或多个独立经纱12且将其在抽取装置17上游的织物边缘16的区域中保持可用。为了实现此，经纱可以首先通过综框驱动器22移动离开梭口形成区域，且随后由经纱保持器38分开且保持在等待位置，在该示例中由图4和5中的虚线所示的经纱12a示意性示出。经纱保持器38能够移动以便抓握和定位要分开的经纱12a。根据该示例，所述经纱保持器被支撑，使得其能够围绕第一旋转轴线39且相对于第一旋转轴线39在径向方向枢转。纺织机10可包括多个经纱保持器38。它们还可以设置成使得它们能够在输入方向R移动。 [0030] 纺织机10还可以包括保持装置40，其能够接收多个经纱。优选地，用于经纱群组的每个经纱12的保持装置40包括产生经纱保持位置的装置，使得多个分开的经纱12a能够独立地且分开地保持准备就绪。借助于经纱保持器38，可以移开经纱13的经纱群组的多个经纱12a且将它们馈送到保持装置。为了完成此，经纱保持器38配置成使得，与所述经纱在经纱群组中的位置无关，所述保持器能够抓握经纱12以便从纺织过程取出，切割所述纱线，且将所述纱线的端部输送到保持装置。优选地，经纱保持器38包括轴承，使之具有径向和线性可动性，从而其能够抓握经纱12（与其在织物中的位置无关），且将其馈送到保持装置。经纱保持器38的经纱抓握空间优选延伸跨过经纱群组的整个宽度。 [0031] 通过从纺织过程移开经纱12，例如，在横向经纱12已经由经纱保持器38在要产生的织物边缘分开且已经输送到等待位置时，可以改变在纬纱输入方向R的织物宽度。还可以分开非边缘侧经纱12且将其从纺织过程移开，例如在织物中产生开口或没有打结的区域时。这样做时，可能需要在纺织之后从织物中心移开多余纬纱或纬纱部段。 [0032] 如果停止的经纱12再次馈送到纺织过程，可优选通过经纱保持器38或者通过任何其它未具体示出的片梭装置返回所述过程。 [0033] 经纱保持器38优选设置在筘43和织物边缘16之间。由此，可以确保经纱仅直接在织物边缘16的区域切断且保持，从而经纱12被传送（像之前那样）通过综框15的导纱眼14和筘43。 [0034] 从图3可以看出，筘43具有多个平行的叠片44，其设置在共用杆45上，从而它们能够在其延伸方向E移动。叠片44经由调节装置42（图4）定位。在其分配给经纱12的端部区域46，每个叠片具有纬纱切口47。根据该示例，纬纱切口47由叠片44的三个侧面界定。纬纱切口47在朝织物边缘16的方向开口。参考示例性实施例，纬纱切口47具有平行六面体的形式。优选地，叠片也具有平行六面体的轮廓。在所述示例性实施例的变型中，还可以改变纬纱切口47的轮廓，且例如在截面看，采用任何多边形或也可以圆形形式，具体地圆扇形的形式。还可以改变叠片44的形式。 [0035] 叠片44的端部区域46延伸到打开的梭口21中。这些端部区域46确定纬纱路径23，其要由通过打开的梭口21的纬纱32占用。根据该示例，纬纱切口47一起限定纬纱路径23。纬纱切口47仿佛形成纬纱通道，纬纱32通过其沿纬纱路径23引导。由于叠片44设置在杆45上从而其能够相对于彼此移动，因而可以采用通过梭口21的任何弯曲纬纱路径23。因而，纬纱路径23具有二维路线。 [0036] 筘43被支撑，使得其能够围绕第二旋转轴线50（图4）枢转。在输入纬纱之后，筘43朝织物边缘16枢转，用于围绕第二旋转轴线50起针纬纱32。 [0037] 流体喷嘴51能够设置在杆45上在叠片44之间。流体喷嘴51产生沿纬纱路径23的流体流。为此，流体喷嘴51在其分配给纬纱切口47的端部52上具有流体出口开口，其将流体在纬纱32的输送方向以相邻纬纱切口的方向喷出。由流体喷嘴51喷出的流体在图3中由箭头53示意性地示出。流体喷嘴51可以在杆45上在延伸方向E平行于叠片44移动，从而包括流体出口开口的端部52能够位于纬纱路径23之外。例如，端部52设置在邻近纬纱邻近23的若干毫米或厘米的距离处。调节装置42设置成定位流体喷嘴51。参考本文示出的筘43的示例性实施例，流体喷嘴51均设置在两个叠片44之间。然而，流体喷嘴 51的数量还可以更少。优选地，流体喷嘴51产生空气流。 [0038] 筘43的叠片44的数量取决于使用的经纱12的数量。在两个相邻叠片44之间，存在至少一个经纱12；在该情况下，其它变型也是可能的，其中，两个或更多经纱12在相邻叠片44之间延伸。 [0039] 根据本发明的纺织机10操作如下： [0040] 综框驱动器22将综框15及其导纱眼14移动到所需位置，以便打开梭口21。这样做时，第一群组导纱眼55（图2）在梭口变化方向F处于经纱路径23的一侧上，而第二群组56导纱眼14设置在经纱路径23的另一侧上（在梭口变化方向F看）。从纬纱路径23延伸通过导纱眼14的群组55或56的经纱12的距离在一个群组55或56内可以相同。结果，打开的梭口在经纱路径23的路线中具有恒定打开宽度。还可以改变移动通过导纱眼14的一个或两个群组55、56的经纱12的距离，且因而在纬纱路径23的路线中形成具有可变打开宽度的梭口21。属于相应群组55或56的导纱眼14的数量和类型以及这些相对于纬纱路径23具有的距离的大小取决于期望织法以及投梭进入的方式。 [0041] 叠片44借助于调节装置42定位。这样做时，纬纱切口47沿期望纬纱路径23设置在打开的梭口21内侧。调节装置42还设置成定位流体喷嘴51。 [0042] 经由投梭输入装置30，纬纱32沿纬纱路径23投梭且输送通过叠片44的纬纱切口47。这样做时，通过来自于流体喷嘴51的流体流53辅助纬纱输送。接收装置37抓握并定位纬纱。输入的纬纱32描述在织物边缘16处起针之前已经的期望路线，以便产生由纬纱路径23预先指定的三维织物。为了适合于此，经纱12也被定位。在该状态下，纬纱32在织物边缘16处起针，其中，筘43围绕第二旋转轴线50枢转。 [0043] 在起针之后，筘43再次枢转离开织物边缘16。综框驱动器22启动下一纬纱输入所需的导纱眼14的定位。调节装置42调节与所需纬纱路径23相对应的叠片44，其路径可以相对于先前纬纱路径变化且定位流体喷嘴51。过程重新开始。因而，可以形成纬纱路径23，所述路径的路线从一个纬纱输入到下一个不同。 [0044] 为了适合于纬纱路径23，输入装置30和/或接收装置37可以在梭口变化方向F可调节地设置。当要减少纬纱32的长度时，由于横向经纱12通过合适的经纱保持器38从纺织过程取出以便产生较窄织物，这两个装置30、37中的至少一个还可以调节，从而能在输入方向R移动。 [0045] 本发明涉及用于直接三维纺织的纺织机10和纺织方法，其中，纬纱32在纬纱输入时已经具有其期望二维路线。经纱12的位置适合纬纱路径23。纬纱路径23由在经纱12之间延伸到梭口21中的叠片44限定。叠片44设置在共用杆45上，使得它们能够独立调节，从而允许通过定位叠片44来调节期望纬纱路径23。同时，叠片44和杆45形成筘43，用于在织物边缘16处起针纬纱32。 [0046] 附图标记列表： [0047] 10 纺织机 [0048] 11 卷轴轨道 [0049] 12 经纱 [0050] 13 保持轨道 [0051] 14 导纱眼 [0052] 15 综框 [0053] 16 织物边缘 [0054] 17 抽取装置 [0055] 18 抽取滚子 [0056] 21 梭口 [0057] 22 综框驱动器 [0058] 23 纬纱路径 [0059] 24 15的端部 [0060] 25 弹性装置 [0061] 26 综框保持器 [0062] 30 输入装置 [0063] 31 卷轴本体 [0064] 32 纬纱 [0065] 33 主喷嘴 [0066] 37 接收装置 [0067] 38 经纱保持器 [0068] 39 第一旋转轴线 [0069] 40 保持装置 [0070] 42 调节装置 [0071] 43 筘 [0072] 44 叠片 [0073] 45 杆 [0074] 46 44的端部 [0075] 47 纬纱切口 [0076] 50 第二旋转轴线 [0077] 51 流体喷嘴 [0078] 52 51的端部 [0079] 53 箭头 [0080] 55 导纱眼的第一群组 [0081] 56 导纱眼的第二群组 [0082] A 抽取方向 [0083] E 延伸方向 [0084] F 梭口变化方向 [0085] R 输入方向 |
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