用于制造加強(qiáng)的材料的重復(fù)單元、多針機(jī)器和方法
【專利說明】用于制造加強(qiáng)的材料的重復(fù)單元、多針機(jī)器和方法
[0001 ] 本申請要求于2013年10月25日提交的德國專利申請編號10 2013 111 794.5的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過參考并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及加強(qiáng)材料的制造。特別地，本發(fā)明涉及用于多針機(jī)器的前置設(shè)備的重復(fù)單元，其用于設(shè)置紡織半成品、例如纖維、線或者Roying，涉及用于制造加強(qiáng)的泡沫材料、加強(qiáng)的紡織品或其組合的多針機(jī)器，涉及多針機(jī)器用于制造加強(qiáng)的泡沫材料、加強(qiáng)的紡織品或其組合的應(yīng)用，涉及多針機(jī)器用于制造用于交通工具的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)用，涉及多針機(jī)器用于制造風(fēng)電設(shè)備的葉片的應(yīng)用和涉及用于制造加強(qiáng)的泡沫材料、加強(qiáng)的紡織品或其組合的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]由于剛和強(qiáng)度相對于密度的的良好的關(guān)系，在飛行器構(gòu)造的領(lǐng)域中，復(fù)合材料和尤其三明治式構(gòu)件存在寬的應(yīng)用范圍。這種復(fù)合材料，例如芯結(jié)構(gòu)紡織材料或其他的芯復(fù)合物通常由上方的和下方的覆蓋層或覆蓋覆層形成，在所述覆蓋層或覆蓋覆層之間為了提高剛性而能夠存在具有形成六邊形橫截面的蜂窩狀的芯結(jié)構(gòu)的豎直伸展的單元格。
[0004]泡沫材料尤其在構(gòu)件制造中以及在擴(kuò)展的構(gòu)件特性的范圍中由于其多重功能而對于在大型號的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的芯復(fù)合件中的應(yīng)用、例如在航空領(lǐng)域中的應(yīng)用是令人感興趣的。為了加強(qiáng)基于泡沫的芯復(fù)合件，使用縫針技術(shù)，借助所述縫針技術(shù)能夠?qū)⑾旅娣Q作為紡織半成品的纖維或線引入到硬質(zhì)泡沫構(gòu)件中。在樹脂灌注工藝之后，摻有纖維的區(qū)域有助于泡沫材料的機(jī)械加強(qiáng)。
[0005]引入用于加強(qiáng)的纖維和線能夠?yàn)樗^的粗紗，所述粗紗由平行伸展的纖維構(gòu)成。其也能夠?yàn)橛膳まD(zhuǎn)的或合股的纖維構(gòu)成的線。
[0006]在已知的縫紐方法中，首先針進(jìn)入到泡沫材料中并且刺穿泡沫材料。同時(shí)，針將線引入到泡沫材料中。在此，在插入到泡沫材料中期間線平行于針延伸并且基本上在整個(gè)長度之上延伸。刺穿孔的孔大小因此通過針直徑和線的粗度來確定。
[0007]在將針從泡沫材料或紡織品中抽回之后，保留孔，所述孔的直徑與引入的線的直徑相比相對大。這引起:在用樹脂灌注之后未用纖維填充的孔區(qū)域用樹脂填充，這能夠引起制成的構(gòu)件的重量提高。
[0008]DE 10 2005 024 408 Al描述借助于打結(jié)方法加強(qiáng)泡沫材料，其中首先針刺穿要加強(qiáng)的材料(泡沫材料)并且隨后才在泡沫材料的下側(cè)的區(qū)域中容納紡織半成品并且在隨后的向回運(yùn)動中穿過刺穿的口拉回。
[0009]以該方式孔直徑整體上能夠保持得相對小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是:以高的速度實(shí)現(xiàn)具有彎曲表面的加強(qiáng)的、大尺寸的材料的生產(chǎn)。
[0011]所述目的通過獨(dú)立權(quán)利要的特征來實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明的改進(jìn)形式從從屬權(quán)利要求和下面的描述中得出。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出一種用于多針機(jī)器的遞送設(shè)備的重復(fù)單元。重復(fù)單元必要時(shí)結(jié)合其他的重復(fù)單元用于沿著周期伸展的、非直線的軌道將紡織半成品設(shè)置在要加強(qiáng)的材料的后側(cè)的表面的區(qū)域中。
[0013]要加強(qiáng)的材料例如為泡沫材料或其它的、適合作為芯復(fù)合件的芯材料的材料。替選于泡沫材料，也能夠考慮紡織品，例如毛氈、其他的纖維織物或橡膠材料。用于加強(qiáng)材料的紡織半成品能夠是由多個(gè)單纖維或單線絲構(gòu)成的粗紗形式的纖維束、單獨(dú)纖維本身以及通過將單獨(dú)纖維或纖維束合股形成的線。
[0014]“沿著周期伸展的、非直線的軌道將紡織半成品設(shè)置在要加強(qiáng)的材料的后側(cè)的表面的區(qū)域中”能夠表示:紡織半成品在要加強(qiáng)的材料的后側(cè)的表面附近波紋形地、之字形地或梯形地設(shè)置，使得其隨后能夠由針容納。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)上述特征，設(shè)有兩個(gè)設(shè)備。在第一設(shè)備上安置有至少一個(gè)推桿(或替選地銷)并且在第二設(shè)備上安置有至少一個(gè)銷。例如，在第二設(shè)備上安置兩個(gè)銷。
[0016]要注意的是:下面結(jié)合第一設(shè)備總是談及“推桿”；然而這不排除:推桿剛性地設(shè)置在第一設(shè)備上并且具有與第二設(shè)備的銷相同的結(jié)構(gòu)。
[0017]這兩個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)(即第一設(shè)備或第二設(shè)備)圍繞軸能旋轉(zhuǎn)地安裝。因此，能旋轉(zhuǎn)安裝的設(shè)備的旋轉(zhuǎn)引推桿或一個(gè)/多個(gè)銷沿著圓形軌道運(yùn)動進(jìn)而朝向相應(yīng)的配對件(一個(gè)/多個(gè)銷或推桿)運(yùn)動并且隨后經(jīng)過該配對件。
[0018]尤其能夠提出:這兩個(gè)設(shè)備以可圍繞共同的轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)地安裝。也能夠提出:這兩個(gè)設(shè)備分別圍繞自身的轉(zhuǎn)動軸線可旋轉(zhuǎn)地安裝，其中這兩個(gè)轉(zhuǎn)動軸線基本上彼此平行地定向。
[0019]推桿和銷之間的相對運(yùn)動實(shí)現(xiàn):紡織半成品從直線伸展的線性布置過渡到周期伸展的、非直線的布置中，因?yàn)樗黾徔棸氤善酚赏茥U和銷容納和移動。
[0020]由于推桿和/或銷在圓形軌道上旋轉(zhuǎn)，尤其可行的是:加強(qiáng)彎曲的或甚至圓柱形的表面。特別地，重復(fù)單元能夠被移入到圓柱形的、要加強(qiáng)的材料的圓柱體中。
[0021]要加強(qiáng)的材料能夠?yàn)槿髦问綐?gòu)件，所述三明治式構(gòu)件除了芯材料之外具有一個(gè)或多個(gè)中間層和/或覆蓋層。
[0022]以該方式，能夠制造芯復(fù)合構(gòu)件，其為具有雙邊疊置的表面的面狀的構(gòu)件并且在最簡單的情況下為具有兩個(gè)相對置的平行的表面的面狀的構(gòu)件。通常，所述構(gòu)件具有二維的或三維的彎曲部或者具有沿著構(gòu)件的擴(kuò)展而變化的厚度。
[0023]泡沫材料例如能夠?yàn)镻MI硬質(zhì)泡沫。然而，也能夠應(yīng)用其他的泡沫材料，所述泡沫材料例如能夠由聚氯乙烯或聚亞安酯構(gòu)成。
[0024]本發(fā)明的另一方面涉及一種用于制造加強(qiáng)的泡沫材料、加強(qiáng)的紡織品或其組合的多針機(jī)器，所述多針機(jī)器具有多個(gè)上文和下文描述的重復(fù)單元，所述重復(fù)單元彼此隔開一定間距地安置在共同的軸上。
[0025]能夠?yàn)槊總€(gè)重復(fù)單元單獨(dú)地或?yàn)槎鄠€(gè)重復(fù)單元共同地設(shè)置紡織半成品的輸送裝置(粗紗輸送裝置)。
[0026]換而言之，能夠設(shè)有多個(gè)粗紗輸送裝置，其中每個(gè)粗紗輸送裝置操作一個(gè)或多個(gè)重復(fù)單元。
[0027]本發(fā)明的另一方面涉及這種多針機(jī)器的應(yīng)用，其用于制造加強(qiáng)的泡沫材料、用于制造交通工具的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和用于制造風(fēng)電設(shè)備的葉片。
[0028]本發(fā)明的另一方面涉及一種用于制造加強(qiáng)的泡沫材料、加強(qiáng)的紡織品或其組合的方法，其中首先將紡織半成品沿著直線伸展的軌道設(shè)置在要加強(qiáng)的材料的后側(cè)的表面的區(qū)域中。隨后，移動紡織半成品，使得所述紡織半成品此后沿著周期伸展的、非直線的軌道位于要加強(qiáng)的材料的后側(cè)的表面的區(qū)域中。通過推桿和至少一個(gè)銷進(jìn)行移動，其中推桿或至少一個(gè)銷沿著圓形軌道移動并且經(jīng)過至少一個(gè)銷或推桿。
[0029]在沿著非直線的軌道遞送紡織半成品之前或之后，將多個(gè)針引導(dǎo)穿過要加強(qiáng)的材料，使得各個(gè)針穿過材料的后側(cè)的表面。于是，此后，將紡織半成品置入到各個(gè)針中，通過將針從材料中抽出的方式，針分別將紡織半成品的部段通過各一個(gè)針拉入到材料中。
[0030]在此重要的是:以充足的量遞送紡織半成品，因?yàn)殡S后所述紡織半成品由每個(gè)單獨(dú)的針分部段地拉動穿過相應(yīng)的孔，使得其填充孔。
[0031]要加強(qiáng)的材料的不同的厚度能夠通過相應(yīng)地調(diào)節(jié)在該區(qū)域中工作的重復(fù)單元的轉(zhuǎn)動角度的方式來補(bǔ)償。大的轉(zhuǎn)動角度對應(yīng)于該區(qū)域中的紡織半成品的大的遞送長度并且較小的轉(zhuǎn)動角度對應(yīng)于較小的長度。如果因此材料在特定的區(qū)域中相對厚，那么將相應(yīng)的重復(fù)單元的第一和/或第二設(shè)備的轉(zhuǎn)動角度調(diào)節(jié)得大。
[0032]于是，當(dāng)遞送紡織半成品時(shí)，不得到紡織半成品的就較窄的意義而言的周期伸展的非直線的軌道，而是得到具有不同高的“幅度”(即朝紡織半成品的平行于旋轉(zhuǎn)軸12引導(dǎo)的原始主延伸方向的不同的偏轉(zhuǎn))的之字形的、波紋形的、梯形的或其他的往復(fù)伸展的圖案。
[0033]其例如為打結(jié)方法并且不是縫紉方法，其中紡織半成品首先僅存在于要加強(qiáng)的材料的后側(cè)表面上，然而不在前側(cè)上。因?yàn)獒樛瑫r(shí)移動，所以顯著提高生產(chǎn)速度。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，重復(fù)單元具有圓柱形的殼體，在所述殼體中設(shè)置有第一設(shè)備和第二設(shè)備。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，第一設(shè)備以圓柱形的殼體的形式構(gòu)成，在所述殼體中設(shè)置有第二設(shè)備。因此，在該情況下不設(shè)有分開的、容納這兩個(gè)設(shè)備的殼體。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，將兩個(gè)銷彼此平行地且在朝軸的徑向方向上安置在第二設(shè)備上。第二設(shè)備相對于第一設(shè)備的旋轉(zhuǎn)引起銷的運(yùn)動，所述銷的運(yùn)動引導(dǎo)銷在相反側(cè)上經(jīng)過推桿。該運(yùn)動沿著圓形軌道進(jìn)行。
[0037]替選地或附加地，第一設(shè)備能夠圍繞軸旋轉(zhuǎn)，然而沿相反的方向旋轉(zhuǎn)。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，重復(fù)單元具有第一線性引導(dǎo)裝置，所述第一線性引導(dǎo)裝置實(shí)施推桿在朝軸的徑向方向上的線性引導(dǎo)。以該方式可行的是:推桿在構(gòu)成遞送的紡織半