用于制造加强的材料的重复单元、多针机器和方法
【专利说明】用于制造加强的材料的重复单元、多针机器和方法
[0001 ] 本申请要求于2013年10月25日提交的德国专利申请编号10 2013 111 794.5的优先权，其内容通过参考并入本文。
技术领域
[0002]本发明涉及加强材料的制造。特别地，本发明涉及用于多针机器的前置设备的重复单元，其用于设置纺织半成品、例如纤维、线或者Roying，涉及用于制造加强的泡沫材料、加强的纺织品或其组合的多针机器，涉及多针机器用于制造加强的泡沫材料、加强的纺织品或其组合的应用，涉及多针机器用于制造用于交通工具的结构构件的应用，涉及多针机器用于制造风电设备的叶片的应用和涉及用于制造加强的泡沫材料、加强的纺织品或其组合的方法。
【背景技术】
[0003]由于刚和强度相对于密度的的良好的关系，在飞行器构造的领域中，复合材料和尤其三明治式构件存在宽的应用范围。这种复合材料，例如芯结构纺织材料或其他的芯复合物通常由上方的和下方的覆盖层或覆盖覆层形成，在所述覆盖层或覆盖覆层之间为了提高刚性而能够存在具有形成六边形横截面的蜂窝状的芯结构的竖直伸展的单元格。
[0004]泡沫材料尤其在构件制造中以及在扩展的构件特性的范围中由于其多重功能而对于在大型号的结构构件的芯复合件中的应用、例如在航空领域中的应用是令人感兴趣的。为了加强基于泡沫的芯复合件，使用缝针技术，借助所述缝针技术能够将下面称作为纺织半成品的纤维或线引入到硬质泡沫构件中。在树脂灌注工艺之后，掺有纤维的区域有助于泡沫材料的机械加强。
[0005]引入用于加强的纤维和线能够为所谓的粗纱，所述粗纱由平行伸展的纤维构成。其也能够为由扭转的或合股的纤维构成的线。
[0006]在已知的缝纽方法中，首先针进入到泡沫材料中并且刺穿泡沫材料。同时，针将线引入到泡沫材料中。在此，在插入到泡沫材料中期间线平行于针延伸并且基本上在整个长度之上延伸。刺穿孔的孔大小因此通过针直径和线的粗度来确定。
[0007]在将针从泡沫材料或纺织品中抽回之后，保留孔，所述孔的直径与引入的线的直径相比相对大。这引起:在用树脂灌注之后未用纤维填充的孔区域用树脂填充，这能够引起制成的构件的重量提高。
[0008]DE 10 2005 024 408 Al描述借助于打结方法加强泡沫材料，其中首先针刺穿要加强的材料(泡沫材料)并且随后才在泡沫材料的下侧的区域中容纳纺织半成品并且在随后的向回运动中穿过刺穿的口拉回。
[0009]以该方式孔直径整体上能够保持得相对小。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是:以高的速度实现具有弯曲表面的加强的、大尺寸的材料的生产。
[0011]所述目的通过独立权利要的特征来实现，本发明的改进形式从从属权利要求和下面的描述中得出。
[0012]根据本发明的第一方面，提出一种用于多针机器的递送设备的重复单元。重复单元必要时结合其他的重复单元用于沿着周期伸展的、非直线的轨道将纺织半成品设置在要加强的材料的后侧的表面的区域中。
[0013]要加强的材料例如为泡沫材料或其它的、适合作为芯复合件的芯材料的材料。替选于泡沫材料，也能够考虑纺织品，例如毛毡、其他的纤维织物或橡胶材料。用于加强材料的纺织半成品能够是由多个单纤维或单线丝构成的粗纱形式的纤维束、单独纤维本身以及通过将单独纤维或纤维束合股形成的线。
[0014]“沿着周期伸展的、非直线的轨道将纺织半成品设置在要加强的材料的后侧的表面的区域中”能够表示:纺织半成品在要加强的材料的后侧的表面附近波纹形地、之字形地或梯形地设置，使得其随后能够由针容纳。
[0015]为了实现上述特征，设有两个设备。在第一设备上安置有至少一个推杆(或替选地销)并且在第二设备上安置有至少一个销。例如，在第二设备上安置两个销。
[0016]要注意的是:下面结合第一设备总是谈及“推杆”；然而这不排除:推杆刚性地设置在第一设备上并且具有与第二设备的销相同的结构。
[0017]这两个设备中的至少一个(即第一设备或第二设备)围绕轴能旋转地安装。因此，能旋转安装的设备的旋转引推杆或一个/多个销沿着圆形轨道运动进而朝向相应的配对件(一个/多个销或推杆)运动并且随后经过该配对件。
[0018]尤其能够提出:这两个设备以可围绕共同的转动轴线旋转地安装。也能够提出:这两个设备分别围绕自身的转动轴线可旋转地安装，其中这两个转动轴线基本上彼此平行地定向。
[0019]推杆和销之间的相对运动实现:纺织半成品从直线伸展的线性布置过渡到周期伸展的、非直线的布置中，因为所述纺织半成品由推杆和销容纳和移动。
[0020]由于推杆和/或销在圆形轨道上旋转，尤其可行的是:加强弯曲的或甚至圆柱形的表面。特别地，重复单元能够被移入到圆柱形的、要加强的材料的圆柱体中。
[0021]要加强的材料能够为三明治式构件，所述三明治式构件除了芯材料之外具有一个或多个中间层和/或覆盖层。
[0022]以该方式，能够制造芯复合构件，其为具有双边叠置的表面的面状的构件并且在最简单的情况下为具有两个相对置的平行的表面的面状的构件。通常，所述构件具有二维的或三维的弯曲部或者具有沿着构件的扩展而变化的厚度。
[0023]泡沫材料例如能够为PMI硬质泡沫。然而，也能够应用其他的泡沫材料，所述泡沫材料例如能够由聚氯乙烯或聚亚安酯构成。
[0024]本发明的另一方面涉及一种用于制造加强的泡沫材料、加强的纺织品或其组合的多针机器，所述多针机器具有多个上文和下文描述的重复单元，所述重复单元彼此隔开一定间距地安置在共同的轴上。
[0025]能够为每个重复单元单独地或为多个重复单元共同地设置纺织半成品的输送装置(粗纱输送装置)。
[0026]换而言之，能够设有多个粗纱输送装置，其中每个粗纱输送装置操作一个或多个重复单元。
[0027]本发明的另一方面涉及这种多针机器的应用，其用于制造加强的泡沫材料、用于制造交通工具的结构构件和用于制造风电设备的叶片。
[0028]本发明的另一方面涉及一种用于制造加强的泡沫材料、加强的纺织品或其组合的方法，其中首先将纺织半成品沿着直线伸展的轨道设置在要加强的材料的后侧的表面的区域中。随后，移动纺织半成品，使得所述纺织半成品此后沿着周期伸展的、非直线的轨道位于要加强的材料的后侧的表面的区域中。通过推杆和至少一个销进行移动，其中推杆或至少一个销沿着圆形轨道移动并且经过至少一个销或推杆。
[0029]在沿着非直线的轨道递送纺织半成品之前或之后，将多个针引导穿过要加强的材料，使得各个针穿过材料的后侧的表面。于是，此后，将纺织半成品置入到各个针中，通过将针从材料中抽出的方式，针分别将纺织半成品的部段通过各一个针拉入到材料中。
[0030]在此重要的是:以充足的量递送纺织半成品，因为随后所述纺织半成品由每个单独的针分部段地拉动穿过相应的孔，使得其填充孔。
[0031]要加强的材料的不同的厚度能够通过相应地调节在该区域中工作的重复单元的转动角度的方式来补偿。大的转动角度对应于该区域中的纺织半成品的大的递送长度并且较小的转动角度对应于较小的长度。如果因此材料在特定的区域中相对厚，那么将相应的重复单元的第一和/或第二设备的转动角度调节得大。
[0032]于是，当递送纺织半成品时，不得到纺织半成品的就较窄的意义而言的周期伸展的非直线的轨道，而是得到具有不同高的“幅度”(即朝纺织半成品的平行于旋转轴12引导的原始主延伸方向的不同的偏转)的之字形的、波纹形的、梯形的或其他的往复伸展的图案。
[0033]其例如为打结方法并且不是缝纫方法，其中纺织半成品首先仅存在于要加强的材料的后侧表面上，然而不在前侧上。因为针同时移动，所以显著提高生产速度。
[0034]根据本发明的另一实施方式，重复单元具有圆柱形的壳体，在所述壳体中设置有第一设备和第二设备。
[0035]根据本发明的另一实施方式，第一设备以圆柱形的壳体的形式构成，在所述壳体中设置有第二设备。因此，在该情况下不设有分开的、容纳这两个设备的壳体。
[0036]根据本发明的另一实施方式，将两个销彼此平行地且在朝轴的径向方向上安置在第二设备上。第二设备相对于第一设备的旋转引起销的运动，所述销的运动引导销在相反侧上经过推杆。该运动沿着圆形轨道进行。
[0037]替选地或附加地，第一设备能够围绕轴旋转，然而沿相反的方向旋转。
[0038]根据本发明的另一实施方式，重复单元具有第一线性引导装置，所述第一线性引导装置实施推杆在朝轴的径向方向上的线性引导。以该方式可行的是:推杆在构成递送的纺织半