[发明专利]用于将纤维编织成编织结构的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将纤维编织成编织结构的设备和方法，尤其是 一种多层编织结构的设备和方法。

背景技术

这种编织结构最好是作为是作为纤维增强塑料产品的增强核心来使 用。为了生产这种产品，编织结构通常被设置在一个模具中，随后向该 模具中注入树脂，最后凝固。这种方法特别用于纤维含量高的纤维增强 塑料的生产中，特别应用于其中纤维使用量超过总体积的60％高纤维含 量的纤维增强塑料的生产中。使用该方法生产出的纤维增强塑料，具有 强度高、重量低的特点，例如可应用在航空航天领域。另一个可能的应 用领域是在汽车制造领域。

编织结构通常使用的生产设备，包括编织机，包括形成环的成型设 备，以及一个抽取设备。该编织机包括一个设置多个纱线支架的轨道板。 纱线支架上设置线轴，线轴可利用张力控制装置在加工过程中释放纱线。 一半纱线支架沿顺时针方向转动，另一半纱线支架沿逆时针方向转动。 支架的运动是由轨道板引导的，其使得两套相反的支架绕着所携带的相 对于编织机轨道板平面垂直伸出的纱线按照五朔节花柱形式运动。在纱 线形成编织的点(通常称为编织点)上，通常设置一个用于控制编织纤 维的尺寸和形状的成型设备。通常，该成型设备包括一个成型环，它控 制编织产品的成品外径。抽取设备提供将纱线从支架上拉出和拉出成品 编织结构所需的拉力，抽取设备通过拉动完成的编织结构提供拉力。

由于考虑到编织结构缺少内在稳定性，编织结构一般是围绕着一个 呈最终的成品形状的固体芯棒编织的。芯棒控制编织产品的内部尺寸。 在编织过程中，芯棒和编织机相互移动，产生一个片状结构。编织的厚 度可通过不同的编织层厚度或增加叠放在一起的编织层的层数来控制。

在已知的编织过程中，编织机和成型环围绕着芯棒，通过编织机和 成型环，芯棒结构可在一个或多个线性结构间转换。这样，可形成所谓 的2.5D产品。该产品可以是直线或曲线结构，但沿其轴向的横向尺寸会 发生变化。

生产连续的编织结构已经成为需求。连续结构也就是没有结尾的结 构，也就是没有明显的头尾结构，例如：框架结构，如汽车底盘。像这 样的框架结构可能有三维(3D)结构，也可能是双曲线结构。生产这种 结构已知的方法是编织一些的2D或2.5D结构织物，并将这些组装形成 预先设定的框架结构。但是，这种方法需要使用独立的连接部件，因此 耗时并且生产成本高。特别是在纤维增强塑料制品制作中，并且连接区 域通常是产品性能薄弱的部位。

发明内容

本发明的目的，是提供一种用于将纤维编织成一个连续编织结构的 设备和方法，所述纤维结构不需要组装。

本发明中提供的设备和方法可实现这个目的。本发明特别提供一种 将纤维编织成编织结构的设备，该设备包括：

一个编织机，其包括一个轨道板；

一个成型设备，其包括一个形成环；

一个编织芯棒，在其上编织机至少编织一层编织结构；

定位装置，用于在编织过程中实现芯棒和编织机的相对运动；

其中，轨道板和/或成型环分别由至少两个可相互分开并且重新合并 在一起的部分组成，所述部分的这种设置方式，可将轨道板和/或成型环 环绕在芯棒周围。通过按照本发明提供的设备，连续(无限不间断)编 织结构可由一次生产来完成，无需组装各编织部分。这种设备特别是在 编织强纤维时具有突出的优势，尤其是在纤维增强复合材料产品的生产 中。事实上，由本发明中提供的编织设备和方法生产出的编织结构成品 不会出现组装产品中存在的弱点。

在一个优选实施例中，本发明中提供的设备其特征为，轨道板和成 型环分别由至少两个可相互分开并且重新合并在一起的部分组成，所述 部分设置成可使轨道板和成型环环绕在芯棒周围。

虽然该设备能够用来编织任何一种编织结构，但该设备特别适合于 编织连续编织结构。为此，该设备的芯棒优选是连续的。然而所述芯棒 也可以由几个可相互连接部分组成。现有的编织设备不允许编织出连续 结构编织物，这是因为在编织设备中没有包围连续(框架)芯棒的方法。 这也就是目前无法在现有技术中连续芯棒的原因。本发明正是着眼于此， 将轨道板和成型环至少“分割”成两个部分，以使连续芯棒可以应用在 编织设备中。