циркулярная иглопробивная машина

Формула изобретения

1. Циркулярная иглопробивная машина для иглопробивания кольцевого каркаса, формируемого из подлежащего иглопробиванию материала волокнистой структуры, содержащая вертикально подвижный иглопробивной стол (12), служащий горизонтальной опорой для кольцевого каркаса (10), иглопробивную головку (14), которая содержит определенное число крючковых игл (140), расположена вертикально над иглопробивным столом в зоне иглопробивания и приводится в вертикальное возвратно-поступательное движение, отличающаяся тем, что кольцевой каркас уложен непосредственно на иглопробивной стол и приводится во вращение с помощью протягивающих средств (20а, 20b, 20с, 24), при этом иглопробивной стол во время указанного вращения остается неподвижным.

2. Иглопробивная машина по п.1, отличающаяся тем, что протягивающие средства, образующие привод кольцевого каркаса, содержат комплект конических фрикционных валков (20а, 20b, 20с), удерживаемых в постоянном контакте с кольцевым каркасом.

3. Иглопробивная машина по п.2, отличающаяся тем, что комплект конических фрикционных валков содержит три конических фрикционных валка, расположенных с угловым шагом 120°.

4. Иглопробивная машина по п.3, отличающаяся тем, что каждый из конических фрикционных валков приводится во вращение независимым блоком (22а, 22b, 22с), состоящим из двигателя и редуктора.

5. Иглопробивная машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что иглопробивной стол содержит множество отверстий (120), выполненных с возможностью приема крючковых игл во время первых проходов иглопробивания.

6. Иглопробивная машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что иглопробивной стол покрыт антифрикционным материалом.

7. Иглопробивная машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что иглопробивной стол образует верхнюю стенку всасывающей коробки, предназначенной для отвода волокнистых отходов.

8. Иглопробивная машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один конический контр-валок (24), расположенный в углублении (122) иглопробивного стола и предназначенный для взаимодействия, по меньшей мере, с одним из конических протягивающих валков (20а).

9. Иглопробивная машина по п.8, отличающаяся тем, что конический контрвалок установлен с возможностью свободного вращения.

10. Способ циркулярного иглопробивания кольцевого каркаса с помощью машины, содержащей вертикально подвижный иглопробивной стол (12), служащий горизонтальной опорой для кольцевого каркаса (10), и иглопробивную головку (14), которая содержит определенное число крючковых игл (140), расположена вертикально над иглопробивным столом в зоне иглопробивания и приводится в вертикальное возвратно-поступательное движение, отличающийся тем, что кольцевой каркас укладывают непосредственно на иглопробивной стол и приводят во вращение с помощью протягивающих средств, при этом иглопробивной стол во время указанного вращения остается неподвижным.

11. Способ циркулярного иглопробивания по п.10, отличающийся тем, что протягивающие средства, образующие привод кольцевого каркаса, содержат комплект конических фрикционных валков (20а, 20b, 20с), удерживаемых в постоянном контакте с кольцевым каркасом.

12. Способ циркулярного иглопробивания по п.11, отличающийся тем, что комплект конических фрикционных валков содержит три конических фрикционных валка, расположенных с угловым шагом 120°.

13. Способ циркулярного иглопробивания по п.10, отличающийся тем, что иглопробивной стол покрыт антифрикционным материалом.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к текстильным конструкциям, прорабатываемым иглопробиванием, и в более узком аспекте к иглопробивной машине циркулярного типа.

Уровень техники

Иглопробивные машины циркулярного типа в настоящее время хорошо известны, как показывают, например, патентная заявка Франции №2626294 и европейская заявка ЕР 0849389. В этих известных машинах иглопробивание текстильной конструкции достигается посредством относительного углового вращения круглой опорной плиты или стола, поддерживающего эту конструкцию, и иглопробивной головки, совершающей вертикальное возвратно-поступательное движение. Обычно иглопробивная головка совершает возвратно-поступательное движение, а стол вращается относительно иглопробивной головки, положение которой является фиксированным в отношении вращения. Кроме того, для удержания каркаса на столе во время его вращения и обеспечения достаточного сцепления этот стол покрывают допускающим иглопробивание материалом, таким как слои войлока из полипропиленовых волокон, связанные друг с другом склеиванием или сшиванием (см., например, международную заявку ЕР 0232059), или комплект ворсовых (щеточных) матов (ЕР 0849389).

Эта конструкция циркулярных машин с войлочным или щеточным покрытием стола имеет множество недостатков. Во-первых, трудность обеспечения связности первых слоев каркаса обычно вынуждает производить избыточное иглопробивание. Оно ведет к изменению плотности иглопробивания каркаса на уровне этих первых слоев и, кроме того, создает проблему при выдаче каркаса, который необходимо отделить от щетки или удалять вместе с войлоком. Далее, поскольку прокалываемые иглами волокна, такие как углеродные волокна, обычно обладают высокой хрупкостью, это вызывает значительное загрязнение щетки и требует ее частой очистки во избежание засорения машины, негативного для процесса формирования каркаса. И, наконец, эластичность, обеспечиваемая за счет наличия щетки или войлока, вызывает их сплющивание, которое возрастает по мере увеличения толщины каркаса и препятствует точному определению положения верхней поверхности этого каркаса, а следовательно, и точному управлению глубиной прокалывания иглами.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении указанных недостатков за счет создания циркулярной иглопробивной машины нового типа, которая обеспечивает изготовление кольцевых каркасов особенно равномерной или однородной структуры. Задачей изобретения является также создание машины, хорошо приспособленной для иглопробивания текстильных конструкций, формируемых из хрупких волокон, в частности, углеродных волокон.

В соответствии с изобретением решение поставленных задач достигается за счет создания иглопробивной машины циркулярного типа для иглопробивания кольцевого каркаса, формируемого из подлежащего иглопробиванию материала волокнистой структуры, содержащей вертикально подвижный иглопробивной стол, служащий горизонтальной опорой для кольцевого каркаса, и иглопробивную головку, которая содержит определенное число крючковых игл. Иглопробивная головка расположена вертикально над иглопробивным столом в зоне иглопробивания и приводится в вертикальное возвратно-поступательное движение. Машина по изобретению характеризуется тем, что кольцевой каркас уложен непосредственно на иглопробивной стол и приводится во вращение с помощью протягивающих средств. При этом иглопробивной стол во время указанного вращения остается неподвижным.

За счет этой принципиально новой конструкции циркулярной иглопробивной машины с "гладкой" опорной плитой или столом обеспечивается возможность изготавливать кольцевые каркасы, имеющие равномерную плотность проработки иглами по всей толщине каркаса и постоянную толщину различных слоев.

Согласно предпочтительному примеру выполнения протягивающие средства, образующие привод кольцевого каркаса, содержат комплект конических фрикционных валков, удерживаемых в постоянном контакте с кольцевым каркасом. Предпочтительно этот комплект конических фрикционных валков содержит три конических фрикционных валка, расположенных с угловым шагом 120°, а каждый из них приводится во вращение независимым блоком, состоящим из двигателя и редуктора.

Иглопробивной стол содержит множество отверстий, выполненных с возможностью приема указанных крючковых игл во время первых проходов иглопробивания, и предпочтительно покрыт антифрикционным материалом.

Согласно предпочтительному примеру осуществления, предназначенному конкретно для изготовления каркасов на основе хрупких волокон, иглопробивной стол образует верхнюю стенку всасывающей коробки, предназначенной для отвода волокнистых отходов.

Иглопробивная машина по изобретению может дополнительно содержать, по меньшей мере, один конический контрвалок, расположенный в углублении иглопробивного стола и предназначенный для взаимодействия, по меньшей мере, с одним из указанных конических протягивающих валков. Предпочтительно этот контрвалок установлен с возможностью свободного вращения.

Настоящее изобретение относится также к способу иглопробивания, осуществляемому на описанной циркулярной иглопробивной машине.

Краткое описание чертежей

Не являющиеся ограничивающими примеры осуществления настоящего изобретения, его дополнительные особенности и преимущества будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает на виде сбоку циркулярную иглопробивную машину в соответствии с изобретением,

фиг.2 изображает на виде сверху циркулярную иглопробивную машину по фиг.1, иллюстрируя протягивающие средства для приведения во вращение текстильной конструкции, подлежащей иглопробиванию,

фиг.3 изображает вариант выполнения протягивающих средств для приведения во вращение текстильной конструкции, подлежащей иглопробиванию.

Осуществление изобретения

На фиг.1 схематично показана циркулярная иглопробивная машина в соответствии с изобретением.

Обычно в процессе циркулярного иглопробивания кольцевые текстильные пласты или слои укладываются и прокалываются иглами на столе (опорной плите) для формирования проработанного иглами волокнистого каркаса кольцевой формы. Эти слои могут быть сформированы предварительно из колец или смежных секторов кольца, вырезанных из ткани или нетканых холстов с волокнами одного направления или множества направлений. Они могут быть также сформированы посредством витков, плоско укладываемых с подачей от питателя, подобного описанному в заявке, которая одновременно подана заявителем настоящего изобретения на основе международной заявки WO 02/088449 и названа "Устройство подачи непрерывной спиральной ленты в иглопробивной машине". Кроме того, такие слои могут быть сформированы витками из деформированных плетеных шнуров или витками из плоской деформируемой структуры.

Кольцевой каркас 10, который, в частности, может представлять собой каркас тормозного диска из композитного материала, опирается непосредственно на опорную плиту 12, образующую иглопробивной стол. Стол приводится во вращение и проходит через зону действия узла иглопробивания, который содержит иглопробивную головку (плиту) 14, перекрывающую определенный сектор иглопробивного стола (крайние линии сектора перекрытия показаны штрихпунктирными линиями на фиг.2).

Иглопробивная плита приводится в возвратно-поступательное движение в направлении, перпендикулярном столу, с помощью приводного средства 16 типа кривошипно-шатунного механизма. Иглы 140, установленные на иглопробивной плите, снабжены зазубринами, крючками или скобами для захвата волокон в наложенных друг на друга слоях и их переноса, при прокалывании иглами, поперечно слоям кольцевого каркаса. Иглопробивной стол 12 содержит набор отверстий 120, локализованных в области взаимодействия с иглопробивной плитой и выполненных напротив каждой иглы для захода игл в эти отверстия при прокалывании первых слоев кольцевого каркаса. При каждом цикле проработки иглами нового текстильного слоя иглопробивной стол смещается вертикально с помощью приводных средств 18 на определенный шаг опускания, соответствующий толщине прорабатываемого слоя.

Согласно изобретению (см. фиг.2) приведение во вращение или протягивание кольцевого каркаса 10 осуществляется с помощью комплекта конических валков 20а, 20b, 20с, которые покрыты фрикционным материалом, таким как полиуретан или любой другой синтетический каучук, и удерживаются в постоянном контакте с кольцевым каркасом. Предпочтительно этот комплект содержит три конических фрикционных валка 20, которые расположены с угловым шагом 120° и приводятся во вращение каждый независимым блоком 22а, 22b, 22с, состоящим из двигателя и редуктора.

За счет использования этой специальной конструкции, в которой кольцевой каркас лежит непосредственно на иглопробивном столе (то есть прямо опирается на стол без какого-либо промежуточного элемента), может быть легко решена проблема выдачи этого каркаса (в известных решениях требовалось отделение каркаса от щеточного покрытия или от войлока из полипропиленовых волокон, предварительно жестко закрепленных на иглопробивном столе). В заявке, которая одновременно подана заявителем настоящего изобретения на основе международной заявки WO 02/088450 и названа "Иглопробивная машина, оснащенная устройством автоматической выдачи каркасов", описано устройство для выдачи каркасов, специально выполненное для такой конфигурации циркулярной иглопробивной машины, которая может классифицироваться как машина с "гладким" столом. Эта способность скольжения по столу может быть усилена путем оснащения стола покрытием из антифрикционного материала, такого как тефлон® (политетрафторэтилен). Кроме того, в данной конструкции устраняется также трудность обеспечения связности первых слоев, которая имела место в известных иглопробивных машинах и требовала избыточной проработки иглами этих первых слоев.

В варианте осуществления по фиг.3 протягивающие средства дополнительно содержат, по меньшей мере, один конический контрвалок 24. Предпочтительно этот контрвалок, установленный с возможностью свободного вращения, расположен в углублении 122 иглопробивного стола 12 напротив конического протягивающего валка (например, валка 20а) и предназначен для взаимодействия с ним. В альтернативном варианте этот контр-валок может также приводиться во вращение с той же скоростью, что и расположенный напротив него прижимной протягивающий валок. Такое расположение кольцевого каркаса между прижимным (приводным) валком и контрвалком (свободного вращения или приводимым во вращение) обеспечивает лучшее протягивание, в особенности в тех случаях, когда каркас имеет значительный диаметр. Кроме того, для каркасов очень больших диаметров может оказаться целесообразным предусмотреть контрвалок для каждого протягивающего валка.

В случае использования углеродных волокон для изготовления кольцевого каркаса 10 представляется целесообразным удалять всасыванием волокнистые отходы в процессе иглопробивания. Волокна этого типа имеют природную хрупкость, создавая значительное количество волокнистых отходов, которые целесообразно удалять, чтобы не засорять машину. Для этого перфорированный иглопробивной стол 12 установлен над всасывающей коробкой 26, образуя ее верхнюю стенку. В нижней стенке этой коробки имеется выпускное отверстие 260, которое сообщается с обычным всасывающим устройством (не показано), предназначенным для сбора отведенных всасыванием волокон. В таком примере выполнения при наличии одного или нескольких контрвалков, расположенных в углублении или углублениях иглопробивного стола, они очевидным образом оснащаются кожухами для обеспечения изоляции от всасывающего устройства.

За счет данного изобретения устраняются многие недостатки, обусловленные использованием вращающегося стола со щеточным или войлочным покрытием, а именно ликвидируется трудность обеспечения сцепления первых слоев каркаса и трудность выдачи каркаса после проработки иглами. Кроме того, устраняется трудность определения точного положения верхней поверхности каркаса, обусловленная прогибом щетки или войлока в ходе иглопробивания. В то же время данные об этом положении позволяют точно контролировать глубину прокалывания, что является важным параметром процесса иглопробивания для обеспечения изготовления кольцевых каркасов с равномерными размерными характеристиками, как это показано в патентной заявке Франции №0102869, поданной заявителем настоящего изобретения и названной "Иглопробивная машина, оснащенная устройством для измерения глубины проникновения игл".