專利名稱：織造三維成型織物區(qū)的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按權利要求1前序部分所述的織連三維織物區(qū)的方法。
由DE3915085已知這種方法。在此已知方法中，經(jīng)紗在織物形成口處以不同的速度引出。因此通過增大緯紗距離，亦即減少交叉點數(shù)量，形成三維隆起的織物區(qū)。此織物區(qū)的三維形狀是不穩(wěn)定的，而且此織物結構取決于此三維形狀。
另一些用于織造三維織物殼的方法借助于改變經(jīng)紗的距離進行工作(US-PS3132671；EP0302012A1)。
這些已知方法基于通過增加紗線距離亦即通過減少每單位面積的交叉點數(shù)量以獲得隆起的織物區(qū)的原理。因此，此三維隆起區(qū)的結構松散，從而在某些情況下存在網(wǎng)狀組織。這些區(qū)域的滑移強度對于進一步加工而言過低。物理性能尤其是力學性能比其它的織物區(qū)差，而且沿各個方向是不均勻的。
用于直接制造三維薄殼結構的另一種方法織造一個作為雙層表面的錐體。此錐體接著從經(jīng)紗群(Kettfadenschar)切開和散解(Rothe，H.，Wiedemann，G.；Deutsche Textiltechnik 13，1963，95-101頁)。
本發(fā)明的目的是要克服上述缺點。應形成任意的三維成形織物區(qū)，它的結構能與此三維形狀(3D形狀)無關地任意規(guī)定和調(diào)整，尤其是沿經(jīng)紗方向和沿緯紗方向的密度和均勻性方面。此三維形狀首先應是穩(wěn)定的。
此目的通過權利要求1達到。
織物首先由其交叉點的數(shù)量及其交織點的數(shù)量確定。每單位面積交叉點的數(shù)量由在此單位面積內(nèi)的經(jīng)紗數(shù)與緯紗數(shù)的來積得出。作為交織點理解為這樣一個交叉點，即在這里有關的經(jīng)紗在上梭口與下梭口之間發(fā)生一次變換。
按本發(fā)明改變在三維織物區(qū)內(nèi)的交織點數(shù)量。對于較小的區(qū)域，通過此織物區(qū)的經(jīng)紗可以用恒定的和沿織物幅寬相同的牽拉速度工作。但通過此織物區(qū)的經(jīng)紗牽拉速度最好是變化的，亦即提高，以例如避免圍裙形成(Vortuchbildung)(權利要求2)。
為了補償由此產(chǎn)生的緯紗距離增大，亦即交叉點的減少，通過按照權利要求所述形成三維形狀，也導致增大交織點密度(權利要求3)。
采用本發(fā)明不僅可以織造三維的織造區(qū)，與此同時通過影響亦即增加或減少每單位面積的交織點數(shù)量以及在一定限度內(nèi)也增加或減少每單位面積的交叉點數(shù)量，還可以按期望的方式控制此織物區(qū)的結構。因此可以影響大量參數(shù)，例如強度、伸長率、滑移阻力、織物厚度、空氣阻力、對液體的滲透性和過濾特性、視覺效果(透光性、透明度)。
所制成的三維織物的特點在于可調(diào)整單位面積重量。不需要接縫或雙層加厚的接縫。此織物具有一種高的力學負荷能力，因為紗線的密度和均勻度可以調(diào)整，紗線也沒有因事后的伸長或過度伸長受到損傷。也避免了由于被凍結的應力使紗線收縮造成事后的變形。隆起可以通過計算準確預定并具有準確的可重復性。取消了零頭碎布以及這種方法具有高的生產(chǎn)率。
本發(fā)明基于這樣的思路，即，在織物中的三維隆起通過恰當?shù)厥褂貌煌慕豢楛c密度亦即在經(jīng)紗與緯紗之間不同的纏繞頻率來產(chǎn)生。為達到這一點通過改變織物結構和/或通過織入或去除附加的紗線。
因此與迄今所有的已知技術不同，三維織物隆起的產(chǎn)生，與交叉點數(shù)量無關，亦即與經(jīng)紗與緯紗的數(shù)量無關地發(fā)生在導布器之前，而且通過經(jīng)紗與緯紗的排列結構。提高或降低每單位面積的交織點密度或增加或減少纏繞的數(shù)量，導致增大此織物區(qū)的表面積。降低每單位面積的交織點密度導致減小此表面積。具有增大了表面積的織物區(qū)相對于其余的織物表面向里或向外隆起成為一個三維殼。在這種情況下此表面積可以增加得如此之大，以致構成了圓柱形的或拱起得更高的側面區(qū)的三維織物區(qū)。若所涉及的這一區(qū)相對于周圍區(qū)有一個較小的表面積，則周圍的織物相對于這一區(qū)撓起。
改變織物結構和添加或去除紗線可以互相結合，或調(diào)整隆起，或調(diào)整此織物區(qū)內(nèi)的織物密度。
已經(jīng)指出，通過改變經(jīng)紗牽拉速度來調(diào)整緯紗距離是合平目的的。除緯紗距離外也可以改變經(jīng)紗的側向距離。按權利要求2所述方法的這種設計尤其在很陡的三維區(qū)內(nèi)有這樣的目的，即恰當?shù)胤峙浣?jīng)紗和/或緯紗的側向距離，以獲得交織點分布的任意選型。通過控制經(jīng)紗的側向距離，可以恰當?shù)貙⒓喚€走向與交織技術產(chǎn)生的三維幾何形狀結合起來，從而例如滿足對織物增強的塑料構件提出的力學要求。
如曾提及的那樣，緯紗距離的調(diào)整通過產(chǎn)生經(jīng)紗不同的牽拉速度來實現(xiàn)。經(jīng)紗距離的調(diào)整則通過可控制的織筘來實現(xiàn)。作為舉例已知一種扇形織筘，其中，筘片(條籠)從織筘的上部或下部縱向中心起呈扇形彼此分開地延伸。迄今使用這種織筘，以便影響織物幅寬，尤其通過改變經(jīng)紗距離影響織邊(參見International Textile Bulletin，第2頁，1993)。此外，這種扇形織筘或多或少地沖擊式運動。按本發(fā)明此運動基本上連續(xù)進行，并與所期望的織物三維形狀的改變相匹配。另一個例子是具有可控制移動的筘片的織筘(DE-OS4137082)。
值得追求的是所形成的織物盡管交叉點距離不同但沿兩個方向(經(jīng)和緯)是均勻的。按權利要示3所述的方法即為此服務?，F(xiàn)在可以避免在任何方向的織物的網(wǎng)狀位置并影響織物的物理性能。因此，交織點密度或亦即纏繞的數(shù)量，不僅補償了沿經(jīng)紗的不同的交叉點距離，而且補償了與之垂直的亦即沿緯紗的交叉點距離的不同。
織入的經(jīng)紗和/或緯紗的數(shù)量可以這樣來改變，即，單根經(jīng)紗或成組的經(jīng)紗不參與在織物的區(qū)域內(nèi)的梭口形成，所以此經(jīng)紗或緯紗只是被織入另一些區(qū)域中，亦即尤其是三維區(qū)內(nèi)，但側向浮動。在這種情況下沒有參與梭口形成的經(jīng)紗最好保持在下梭口定位，以便使緯紗的浮動長度不會向下吊掛在織機中。
按本發(fā)明規(guī)定，在構成三維形狀的織物區(qū)內(nèi)改變織入的經(jīng)紗和/或緯紗的數(shù)量，或規(guī)定其它的組織類型。在這兩種情況下都要用一種多軸式織機來實施這種方法。如今在使用中的機器具有至24軸。通過在不同的軸內(nèi)懸掛(Aufhaengung)和不同地控制這些軸，可以達到在不同的軸內(nèi)導引的經(jīng)紗組以不同的方式參與梭口形成。
最好為此目的使用提花織機，采用這種織機所有的經(jīng)紗可以逐個地按程序為了形成梭口在上梭口和下梭口之間向上和向下。
采用按權利要求4的措施，將在其它區(qū)內(nèi)浮動的經(jīng)紗以及緯紗織入規(guī)定的織物區(qū)?？椚肓诉@些經(jīng)紗和緯紗的地方同樣增大了織物的密度，但在有的情況下也增大了織物的表面積，反之，在紗線浮動處織物的密度同樣較低，但在有的情況下織物表面積也較小。
采用投梭織機的優(yōu)點是，取決于三維織物區(qū)的寬度，緯紗只是投入此三維織物區(qū)內(nèi)，并在其余織物區(qū)內(nèi)不浮動(權利要求5)。這些附加的紗線基本上起前面所談論的浮動紗線的作用，差別在于它們的長度適合于所涉及織物區(qū)的寬度。取消了事后修剪部分長出的紗線端頭。此外，由于減少了零頭碎布的廢料，減少了材料用量。
按權利要求6的方法，可以在三維織物區(qū)內(nèi)附加地織入很大量的紗線。為此制成多層織物。在三維織物區(qū)內(nèi)，紗線從一個松散或變薄的織物層，轉移并織入確定此織物區(qū)三維形狀的織物層中。因此，織物密度基本保持相等，因為織入的紗線數(shù)量也保持相同。但三維隆起的可能性通過大數(shù)量的提供三維織物區(qū)使用的附加紗線而可以明顯增大。
按權利要求7的方法能特別有效地獲得三維織物區(qū)。它允許在此織物區(qū)內(nèi)使用與周圍的織物區(qū)相比為改變了的交織點密度和紗線纏繞數(shù)，亦即通常是使用更大的交織點密度和更多的紗線纏繞數(shù)。
兩根相鄰紗線(例如經(jīng)紗)的距離這樣來加以影響，即，改變在它們之間交叉的紗線系統(tǒng)(例如緯紗)穿過的頻率，因為這些紗線在一個纏繞點或交織點被互相壓開。每單位面積存在的貫通或交織點越多，這些紗線互相的距離就越大。例如在一種平紋組織中由于有最高的交織點密度所以距離最大，在簡單的斜紋組織中距離較小，以及，在長浮動的緞紋組織中距離更小。若在一種具有較小的每單位面積交織點密度的織物中形成了一個至少局部被包圍的具有更高的每單位面積交織點密度的織物區(qū)時，則由于這一織物區(qū)較大的表面積，便已經(jīng)形成了一種三維的殼形。這種方法易于制造三維的織物隆起，只要能在可選擇的位置控制圍裙形成，并只須通過產(chǎn)生不同的牽拉速度再補償此圍裙。可以完全取消織入附加的紗線。因此均勻度或織物其它的結構特性可以與織物幾何形狀無關地控制。
按本發(fā)明的方法通過改變織物結構和/或織入紗線的數(shù)量，一方面形成一個三維的織物區(qū)，另一方面可以補償此三維織物區(qū)交叉點距離的變化，此外還對于織物區(qū)的紡織、力學或物理性質(zhì)提供了有利的設計可能性。
通過按權利要求8的設計已經(jīng)闡明了工程上的使用可能性。其中強度、伸長率或滑移阻力等也可以取決于方向地沿經(jīng)向或沿緯向調(diào)整。若對于一種織物有確定的力學要求時這樣做是特別有利的，例如在一種承載的纖維復合材料的殼體中。
借助于前面所闡明的組織技術和充填紗線技術，可使織物結構、織物厚度、當?shù)乇诤衽c力學要求相匹配。
此織物適用于作為空氣、氣體和液體過濾器的過濾材料，因為可以調(diào)整滲透性和過濾特性，而且與三維織物區(qū)的幾何結構無關。
視覺效果如花紋圖案也可與三維織物區(qū)幾何結構無關地調(diào)整，在此三維織物區(qū)不僅無縫的三維織物的工程特性而且相應的外觀和圖案都起決定性的作用。
三維織物區(qū)也可以是一個空心體的組成部分。為此，此三維織物區(qū)可以與一個平的或另一個三維織物區(qū)平整地連接起來，例如通過縫合或粘結。這種工作程序被一種按權利要求9所述的有利于自動化的方法所代替。在這種情況下一種織物由至少兩層織成，它們在三維織物區(qū)的范圍內(nèi)獨立進行，在三維織物區(qū)之后才重新合并以及互相緊密連接或織入。因此在織物層之間形成間距或空腔。這種空腔可例如在這種情況下是有利的，即，當各個織物層在進一步加工期間或在使用過程中應相對移動或彼此分離時。對此，在這里所建議的結構不再由單個的織物塊組合而成。
在復合的織物層之間的空腔充填氣體、液體或顆粒材料時基本上可取任意形狀。按權利要求10避免了這一點。其中織入接結經(jīng)紗(Bindekettfaeden)，這些經(jīng)紗牽伸地在織物的一層和另一層中有規(guī)則或無規(guī)則變換浮動并總是有一個預定的長度。這些接結經(jīng)紗在空腔用氣體、液體或顆粒材料鼓脹時受拉應力并限制在兩個織物層之間的當?shù)鼐嚯x。因此，在處于互相重疊的織物層之間的距離可通過接結經(jīng)紗的浮動長度調(diào)整。由此，這兩個織物層可獲得確定的距離剖面。在這里特別有利的是，此接結經(jīng)紗同時用作充填紗線，用于控制三維形狀和/或織物密度。此三維織物區(qū)可以無縫地圍繞著氣囊袋的大部分。由例如生產(chǎn)天鵝絨已知制造兩個織物層，這兩個織物層用接結經(jīng)紗連接并作為定距離交變地織入上層和下層之間。在那里這些接結經(jīng)紗在將織物層拆開后起絨頭紗的作用。
這種雙層織物可有利地用作氣囊(Air Bag)，用于避免在汽車發(fā)生事故時人員受傷。通過接結經(jīng)紗的長度和拉應力，限制了氣囊膨脹時的形狀，在爆發(fā)時氣囊不會沖擊司機或乘客的面部和使它們受傷(權利要求23)。與迄今的相比按本發(fā)明的氣囊含有的縫要少得多。在這種情況下減輕了氣囊的總重量，尤其是在人與氣囊相撞的部位。
在充填液體、固體、顆粒狀或發(fā)泡(膨脹)材料或可硬化的液體時或在用一種可硬化的液體浸漬已鼓脹的織物時，可以此方式制成具有織物外殼的無縫體(權利要求11)。
按本發(fā)明的方法使用的紗線可由天然材料制成，尤其是長麻、棉花、大麻、黃麻林等。也可以涉及合成絲。因為三維形狀通過織造在加工過程中制成，所以這些紗線無需或只需少量塑性變形。對于這一些材料按本發(fā)明建議的方法和生產(chǎn)都是非常合適的，因為在產(chǎn)生隆起的過程中材料原先很小的變形能力沒有影響。
采取按權利要求12所述的措施可以增強和支持此三維的結構?？衫鐬閳A柱形或半球形的隆起因而處于二維織物環(huán)境的內(nèi)部，因此二維的環(huán)境環(huán)形地完全或局部地圍繞著隆起。
此二維的織物環(huán)境接著可以全部或部分地切除或一起使用。這樣一種構成尤其可設計作為帽子，其中，三維的例如半球形或圓柱形隆起的織物區(qū)的二維環(huán)形的織物環(huán)境用作為帽沿。尤其由權利要求13和14給出了這種織物區(qū)多種可用的形狀。
設計為半球或球形區(qū)的織物區(qū)尤其適合于用作眼飾的部分，它按本發(fā)明的織造方法在織造時與體形相匹配并接著在隆起區(qū)沒有妨礙的縫。
這種織物的一個重要的使用領域是矯形外科和醫(yī)學用的支持組織，它可無縫地適應身體部分，例如頭、頰或腳。這種具有可調(diào)整密度的無縫支持組織，在此織物為了支持身體部分必須長期固定地留在身體處時是特別有利的(例如在頜骨或顱底骨折后)。這種支持組織即使長期支承也不會引起任何壓痕。
另一個重要的使用領域是作為尤其是女用外衣、內(nèi)衣或游泳衣的部分。例如球殼形的織物區(qū)可用作胸部的支承或作為胸罩的一部分。這種支承的優(yōu)點是無縫和不再需要任何金屬增強裝置，后者在長期支承時是不舒服和受壓迫的。權利要求20。
還可以設計為長距離的織物型面。這樣一種織物區(qū)合乎目的的應用是帆，它在一個區(qū)域內(nèi)獲得一個支承面型面的形狀。在這種情況下取消了否則一般存在的縫，因此氣流在帆上能更好貼合和能量能更好地轉換，因為產(chǎn)生的紊流較少。權利要求22。
另一個重要的使用領域是作為濾布。在這種情況下的優(yōu)點是，制成一種無縫的、可設計為具有所期望的三維造型和具有對物質(zhì)和/或顆料的通過和滯留有規(guī)定過濾特性的均勻的過濾表面。
最后，此方法可利用來制造自支承的具有織物增強的殼、容器等，它們或用作這種用途，或作為塑料體和塑料型材的增強裝置之用。在最簡單的情況下可制造一種按權利要求18所述的成形體。按權利要求15或16，尤其在按權利要求17的設計中，這種成形體以最簡單的方式在僅僅一個或兩個工序中形成，即織造和熱處理。
作為纖維增強裝置，這種三維織物區(qū)和成形體具有的優(yōu)點是，它們可以在無需深拉或切削加工的情況下均勻和質(zhì)量穩(wěn)定地制成。纖維和母體材料的重量分布通過織物的制造已經(jīng)明確給定。
按權利要求13設計的織物區(qū)尤其可作為纖維增強裝置，用于車輪的輪轂或用于輪輞。
按本發(fā)明的殼狀纖維增強裝置適用于容器或防撞頭的盔或安全帽。這種容器可包括兩個這樣的織物區(qū)，它們置于盔的基體內(nèi)側和外側上。因為按本發(fā)明的纖維增強裝置既無縫又無須通過重疊多個平面層來適應此三維的盔的形狀，并因而纖維的導引不在任何地方被中繼尤其不在端側或頂側被中斷，因此，盡管用量小但此纖維增強裝置能承載。因為在制造過程中幾乎不再需要手工操作，所以此纖維附加物能按始終相同的預先計算好的質(zhì)量制成并置于盔殼上。
因此本發(fā)明保證制造的三維織物具有可自由選擇的幾何形狀和封閉的或能滿足不同要求的表面。幾何形狀和紗線結構可借助于現(xiàn)存的交織設備自由調(diào)整。其中，尤其是在按權利要求26的設計中可自由編程的電子控制的提花織機，是實施按本發(fā)明方法的一種適用的設備。輸入的控制程序，允許任意次頻繁地準確再生產(chǎn)具有規(guī)定的織物結構的預定的織物隆起。
按權利要求27的織機設計用于附加地改變經(jīng)紗距離。織物的質(zhì)量尤其取決于經(jīng)紗張力的均勻性及準確的調(diào)整。只有采用按權利要求28所述的設計才能達到這種均勻性和準確調(diào)整。這一設計與權利要求29結合可賦予其特殊意義，這一權利要求允許按程序逐個控制經(jīng)紗張力并與用于獲得織物三維形狀的其余控制相匹配。
下面借助附圖表示的實施例詳細說明本發(fā)明。其中

圖1一臺織機；圖2制動器詳情；圖3經(jīng)紗定位的詳情；圖4經(jīng)紗通過螺旋彈簧定位；圖5有或無定位器的經(jīng)紗導引；圖6程序和控制簡圖；圖7每單位面積交織點密度高的織物區(qū)被每單位面積交織點密度較低的區(qū)域包圍；圖8平紋組織的剖面和組織意匠圖；圖9斜紋組織的剖面和組織意匠圖；圖10緞紋組織的剖面和組織意匠圖；圖11采用并條方式織入附加紗線；圖12無儲存線紗的平紋組織的剖面和組織意匠圖；圖13在每第二根緯紗和經(jīng)紗之間有一根附加紗線的雙層織物剖面和組織意匠圖；圖14對每一根緯紗和經(jīng)紗有一根附加紗線的雙層織物的剖面和組織意匠圖；圖15通過具有浮動紗的組織的剖面；圖16織出的半球形；圖17圍裙形成；圖18帆；以及圖19袋形織物。
圖1表示織機和實施本發(fā)明所需的部分?？棛C前設有一個個經(jīng)紗筒子1。經(jīng)紗筒子1插在筒子架16上。經(jīng)紗2從筒子引出，然后分別經(jīng)織機各構件導引。本申請讀到的總只是一根經(jīng)紗；但應指出，也可認為是兩根、三根或一組經(jīng)紗。每根經(jīng)紗首先經(jīng)制動器3導引。每個制動器可分別用手調(diào)整。
按圖2的結構，每個制動器3由底盤3.1和上盤3.2組成。每根經(jīng)紗2穿過底盤與上盤之間。底盤3.2固定安裝；上盤3.1固定在電磁鐵36頂桿上，并能以預定力壓靠在底盤3.2上。電磁鐵36分別通過制動裝置14和制動程序21(圖6)控制。因此制動力和在經(jīng)紗2.1內(nèi)的紗線張力可調(diào)成不同的。再者，調(diào)整的各經(jīng)紗張力還取決于導布器11及其分別對每根經(jīng)紗的牽拉速度，因為制動的程序控制裝置根據(jù)經(jīng)紗的牽拉速度調(diào)用程序。這一點將結合圖6詳細說明。因此制動器可以在織造過程中逐個控制。不言而喻，在織造過程中制動器也可以調(diào)整為恒定的。
提花控制器4用來使經(jīng)紗上下運動。吊線18懸掛在此提花控制器4上。綜絲掛在吊線18上，在綜絲上掛著綜絲孔眼6。通過吊線和提花控制器使綜絲孔眼6向上運動并置于一個上部位置(上梭口)。綜絲孔眼6向下與橡筋線(圖3中表示)連接，橡筋線克服提花控制器的力將綜絲孔眼6拉到下部位置(下梭口)。
綜絲19是一些細長的金屬舌，在圖3中可以看到它們。在綜絲孔眼6前設有經(jīng)紗定位器5。吊線4和綜絲19和孔眼6借助于此經(jīng)紗定位器定位成，使綜絲孔眼6有與通過織筘7(見下面)流動的經(jīng)紗有相同的間距。
每一根經(jīng)紗在其制動器后面各通過一個綜絲孔眼6的孔眼導引。通過提花控制器4使每一根經(jīng)紗彼此獨立地按提花程序控制裝置22的程序，運動到上梭口或下梭口。
在這種情況下織物的結構和織入的紗線數(shù)量取決于提花控制，亦即取決于每一次投緯時經(jīng)紗中的哪一些運動到上梭口或下梭口。
織筘7設在提花控制器后面。織筘7是一個梯形或平行四邊形的框架。在上邊和與之平行的下邊之間張緊著一些筘片8(條籠)，使筘片從上邊起扇形地彼此撐開。在DE3915085A1中例如說明了這種織筘。每一根經(jīng)紗穿過筘片8之間的空檔導引。每一次投緯后通過織筘的向前運動15.1(圖3)將最近的這一根緯紗壓在織口上，織筘的向后運動15.1由織機操縱裝置例如曲柄傳動機構(圖中未表示)實現(xiàn)。
通過織筘緩慢地向上或向下運動15.2(圖3)，確定在織筘中和織筘后經(jīng)紗的側向距離。
定位器5已經(jīng)按照由織筘預先規(guī)定的側向距離導引經(jīng)紗通過提花控制器的孔眼。
通過織筘控制器按預定的程序控制向上運動和向下運動15.2。
在織筘后面進行緯紗9的引緯。緯紗例如從緯管10引出，并借助于片梭穿過梭口。但也可能是其它任何的引緯系統(tǒng)，尤其是用梭子(織梭)引緯。
形成的織物12可用一個個夾紗器拉出。在這里使用導布器11。導布器11是一個個可驅動的輥段，亦即分解為小寬度的輥。形成的織物夾緊在輥和可自由旋轉的對輥之間。一個個輥段通過牽拉控制器25和牽拉程序26(圖6)逐個驅動。為了形成平的織物或平的織物區(qū)，在每根緯紗9后輥段以同樣的速度運動。在形成三維織物區(qū)時，在每根緯紗9后輥段最好以不同的速度運動。因此織物區(qū)的經(jīng)紗獲得了一種可逐個控制的牽拉速度。一種恰當?shù)胤纸獬啥蔚膶Р计骷捌潋寗油瑯釉贒E3915085A1中表示和說明。如已提及的那樣，制動控制器與牽拉控制器一起并取決于牽拉控制器同步地操縱?？椢锞o接著可以卷繞在卷布輥17上。
圖3和4表示在進入織筘7前經(jīng)紗的定位詳情?？楏刂槐硎玖丝蚣芎蛢蓚€筘片8。筘片8從上邊起彼此呈扇形延伸。此外只表示了經(jīng)紗2，它穿過所表示的筘片8之間的空擋延伸。
基本上平行于經(jīng)紗延伸的平行導桿32群用于帶孔眼6的綜絲19或吊線的定位。為了視圖清晰只表示了一根導桿32，它用于導引圖中表示的綜絲和圖中所表示的經(jīng)紗。如同每一根導桿那樣，此導桿32也以其前端伸入兩個筘片8之間的同一個空擋內(nèi)，要導引的那根經(jīng)紗2也是穿過此空擋延伸的。每一根導桿32的另一端用一根橡筋線34沿經(jīng)紗方向以及用一根所有導桿公用的橡筋線35沿緯紗方向固定。此公共的橡筋線35可通過定位控制器5或多或少地彈性伸長。因此改變了導桿32的固定點在橡筋線35上的距離。按另一種可供選擇的方案，公共的橡筋線35可以用同樣方向(沿緯紗方向)的一根導條來替代，導桿32在導條上滑動。在這種情況下，導桿的定位具有足夠的精度僅僅通過筘片的水平距離實現(xiàn)，筘片導引導桿的前端。也就是說導桿的水平距離僅僅通過織筘的垂直位置給定，無需其它的定位控制器。
公共的橡筋線35也可以用螺旋彈簧35代替(圖4)。螺旋彈簧沿緯紗方向延伸。它以其彈簧圈插在相鄰的定位片22之間。螺旋彈簧35通過定位控制器5用力F或多或少地壓緊。由此改變螺距并因而改變了定位片22后端的距離。
導片前端的距離由織筘7的垂直位置給定。這兩個距離一方面通過垂直的織筘控制器和另一方面通過定位控制器5互相調(diào)諧。
因為每個導片貼靠在綜絲19上和側面導引綜絲，所以綜絲具有筘片8的距離。因此經(jīng)紗沒有明顯偏轉地通過織筘延伸。避免了摩擦和產(chǎn)生不希望的紗線張力。紗線張力可以僅僅通過制動和牽拉給定。
圖5作為俯視圖表示經(jīng)紗在提花裝置與織物12的織口之間的導引。在俯視圖中只表示了織機的一部分，而且是帶筘片8的織筘7、提花控制器的孔眼6、一些經(jīng)紗2以及織物12的織口。在俯視圖左側有經(jīng)紗導引但看不到定位器。當通過扇形織筘如這里作為舉例表示的那樣展寬了經(jīng)紗之間的距離時，無論在提花控制器的孔眼6處還是在條籠8處經(jīng)紗均發(fā)生偏轉。在俯視圖右側表示了經(jīng)紗借助于定位器5的導引。通過定位片22使綜絲和孔眼6互相保持一個距離，這一距離與在當時的織筘垂直位置下經(jīng)紗的距離一致。
由于在沒有定位器時造成的經(jīng)紗的偏轉，在經(jīng)紗群內(nèi)形成不均勻的經(jīng)紗張力。其結果表明這就是在這里導致三維織物區(qū)偏離預先計算好的形狀的原因。定位器還避免了經(jīng)紗的磨損。
圖6示意表示各控制器及所屬程序的配合作用?？棛C的控制通過上級織造程序20實現(xiàn)?？椩斐绦?0由應生產(chǎn)的三維織物預先規(guī)定。通過織造程序調(diào)用下級程序21、22、23、25的各個程序步驟。下級程序中涉及-制動程序21；通過它控制制動控制器14。用于每根經(jīng)紗2的制動器3可分別或成組或共同地根據(jù)牽拉程序25的指令步驟調(diào)整。
-提花程序22；通過它操縱提花控制器4。每一根吊線16可以對它或與其它一起成組地為構成上梭口向上拉，或通過橡筋線的構成下梭口向下拉。提花程序預先給定為，使在織物形成過程中織物組織的類型和/或交叉織入的紗線的數(shù)量，按照規(guī)定的要形成的織物區(qū)的三維形狀改變和調(diào)整。
-織筘程序23；通過它控制織筘控制器24并因而規(guī)定織筘沿方向15.2的垂直位置。由此影響經(jīng)紗的側向距離和交織點的密度。與此同時這樣控制定位控制器5，即，使織筘前的經(jīng)紗側向距離與經(jīng)紗通過織筘當時垂直位置所獲得的距離一致。
-牽拉程序25；通過它控制牽拉控制器26并因而規(guī)定了導布器11輥段逐個的或成組的或它們?nèi)w的速度。起動制動程序與牽拉程序的步驟同步進行。因此各紗線的制動與其牽拉速度相匹配。
為實施本發(fā)明首先制造一種沿長度和寬度均勻的平面織物。這種織物的特點在于每單位面積的交叉點數(shù)量，各具有一個由一根經(jīng)紗和一根緯紗纏繞的交織點的數(shù)量、浮紗的數(shù)量和長度、以及如果希望還包括織物層的數(shù)量。
為了織造例如按圖7的三維織物區(qū)13，則在織物一個可能在縱向邊處，可能在幅寬的中部的區(qū)域內(nèi)，交織點數(shù)量亦即具有各一個由經(jīng)紗和緯紗纏繞的交織點的數(shù)量應增加或減少。這通過改變織物結構和/或改變經(jīng)緯紗交叉織入的數(shù)量來實現(xiàn)。
交叉織入的紗線數(shù)量的提高，可通過在平的織物區(qū)使紗線浮起或在另一個織物層一起引動并因而準備好一個“備料庫(vorrat)”，人們可以從其中“取出”紗線和織入三維織物區(qū)內(nèi)。因此在此織物區(qū)內(nèi)織入更長的緯紗和/或經(jīng)紗的長度。其結果是在此織物區(qū)內(nèi)改變了經(jīng)紗與緯紗的互相推斥并使織物區(qū)呈三維隆起。
因此，就經(jīng)紗而言，合乎目的的是提高或降低導布器所涉及的輥段的牽拉速度，以免在導布器處織物過量。
應當指出，在先有技術中由經(jīng)紗牽拉速度的不同導致織物的三維隆起。因此這種三維隆起以改變交叉點的數(shù)量為基礎。它只能是比較薄弱的；尤其是這種三維隆起導致織物“變薄和變松”并因而穩(wěn)定性差。
相反，按本發(fā)明通過改變交織點的數(shù)量并因而通過改變其內(nèi)部結構迫使織物具有三維形狀。改變經(jīng)紗牽拉速度并非造成三維形狀的原因，而僅僅是提供了次要的可能性，但并非必要的措施，有關織物密度的補償措施最好通過進一步改變交織點的數(shù)量。改變經(jīng)紗牽拉速度尤其在較小的三維形狀或在較大的梭口形成時是不需要的。
此外，為了支持和修改織物區(qū)的三維結構，可以通過織筘向上或向下運動改變經(jīng)紗距離并因而改變每單位面積的交叉點數(shù)量。這一措施也同樣可以通過進一步改變交織點的數(shù)量來補償織物的密度。
改變織物結構或織入的紗線數(shù)量通過改變梭口形成的節(jié)律(提花孔眼6的上下運動)來實現(xiàn)。
進一步的詳細情況借助于圖7至17說明。
圖7表示了一種包括一個具有提高了經(jīng)緯紗交織點密度(交織點的數(shù)量)的織物區(qū)的織物。作為舉例，圍繞著的織物設計為斜紋組織。被圍繞的三維織物區(qū)具有平紋組織。在這一區(qū)域內(nèi)與圍繞著它的織物相比增加了經(jīng)/緯紗纏繞的頻率。因此紗線進一步互相壓開并比圍繞著的斜紋織物占有更大的表面積。交織成平紋的區(qū)域與周圍相比因而隆起，或在織造時形成一個不斷增長的圍繞。在此平紋組織區(qū)的范圍內(nèi)有利的是，織物以更高的速度引出，以便不干擾圍裙的形成。被以提高了的速度牽拉的交叉點在平紋組織不同時增加纏繞數(shù)時將具有更大的距離。因此平紋組織補償了交叉點距離的增大。
圖8至10表示了三種織物種類，它們具有各不相同的纏繞頻率并因而使被加工的紗線有不同的面積需求量。
圖8表示平紋組織，它使沿經(jīng)紗方向和沿緯紗方向均形成較大的紗線距離。
按圖9的斜紋組織相比之下有較少的纏繞和較小的紗線距離。在這種情況下不改變紗線的數(shù)量得出一個與平紋組織相比為較小的織物面積。
按圖10的五頁緞紋使紗線非常緊密地結合并因而需要更小的面積延伸。
在圖8至10中表示的三種組織的經(jīng)緯紗交織點的密度按圖序從上到下減小。每單位面積不同的交織點密度并因而不同組織的面積狀況，可利用來在三維隆起區(qū)內(nèi)獲得封閉的表面，避免因幾何結構引起的網(wǎng)狀裝置。
圖11表示當借助于并條方式織入的附加紗線支持三維殼形幾何形狀或符合特殊要求時的進行方式。在殼形隆起前在織物中位于以后隆起的平面的下層或上層中經(jīng)紗和緯紗一起引動，它們不織入這一平面內(nèi)。這些一起引動的紗線例如經(jīng)紗2.1在平紋組織內(nèi)的一定位置插入要隆起的織物平面/層。在不改變交叉點距離時這些迄今織在要隆起的平面上或下的紗線排擠在此平面內(nèi)現(xiàn)在已存在的紗線，并因而導致面積尺寸的增大(在從此平面取走紗線時導致面積尺寸的減小)。這一過程造成所期望的隆起。因此，盡管交變的牽伸速度和交變的交叉點距離，也能形成織物的性能，例如力學特性、透氣性和滑移阻力。
圖12至14借助于三種示范性的組織種類表示，如何借助于多層的織物組織構成充填和按其結構和密度調(diào)整三維的殼形幾何形狀。
在圖12中表示了單層的平紋組織。其中沒有紗線“儲存”。
按圖13的組織在第二平面27中每第二根緯紗9.2之間含有一根“附加緯紗”9.3和在每第二根經(jīng)紗2.2之間含有一根“附加經(jīng)紗”2.3。這些“附加的紗線”為構成三維形狀插入上層中。
在按圖14的組織中為每一根緯紗9.1和9.2各插入一根“附加緯紗”9.3和9.4和為每一根經(jīng)紗2.1和2.2各插入一根“附加經(jīng)紗”2.3和2.4作為第二織物層27。
根據(jù)隆起應有多大，決定應有多少紗線從附加層27織入引起隆起的織物平面28中。
根據(jù)晚些時候三維織物平面28故意隆起應有多大，決定必須有多少紗線一起引入附加層27中，直至將它們插入隆起平面28中。
圖15中表示除了形成多個附加層27外仍浮動的未交織的紗線(經(jīng)紗2.1或緯紗9.1)，它們通過期望的并條，亦即織物區(qū)13，織入要隆起的平面/層28中。
圖16表示一種織造的半球的結構。
圖16a(左)表示按先有技術的織物片段，其中沒有采用交織技術方面的方法來補償增大了的交叉點距離或調(diào)整規(guī)定的織物特性，也就是說僅僅改變了交叉點的距離；在三維形狀的區(qū)域內(nèi)織物密度較小或成網(wǎng)狀。
圖16b(右)表示一個織物片段，其中在表面織入了附加的紗線?？椢锏拿芏扰c三維形狀無關。在這種設計中，此織物例如可用于女裝的胸部或胸撐、用作容器、用作塑料件的纖維增強，例如盔殼。
圖17表示圍裙形成作為附加織入緯紗9的例子。它的基礎是在三維織物區(qū)通過減小緯紗距離和織物緊縮產(chǎn)生一種織物過量。在這種情況下一種沿織物幅寬實現(xiàn)不同牽拉速度的牽拉法是有利的，因為這樣尤其可以補償圍裙形成。
圖18表示一條帆船和在俯視圖中的帆30。帆在背風的一側形成形式上為飛機支承面的凸起。帆在桅桿31區(qū)域內(nèi)的這一隆起29是按本發(fā)明的三維形狀，它在沒有線縫和無需事后的變形的情況下制成。
圖19表示沿經(jīng)紗通過口袋形狀的三維織物的剖面。這種口袋例如可用作氣囊或成形體，用于充填氣態(tài)、液態(tài)、發(fā)泡的、固體的材料或散裝物料。通過相應的緊密的織物結構和通過織入許多附加的緯紗或經(jīng)紗形成口袋狀隆起。當然有些經(jīng)紗2.1沒有織入大的隆起區(qū)內(nèi)。確切地說，這些經(jīng)紗在較高的紗線張力下浮動。這些浮動的經(jīng)紗因而構成了氣囊的運動極限，并規(guī)定了在鼓風狀態(tài)下的形狀。
符號表1經(jīng)紗筒子2經(jīng)紗3制動器4提花控制器5經(jīng)紗定位器6孔眼7織筘8筘片，條籠9緯紗10緯管11導布器，牽拉器12織物13織物區(qū)，三維織物區(qū)14制動控制器15織筘運動16筒子架17卷布輥18吊線19綜絲20織造程序21制動程序22提花程序23織筘程序24織筘控制器25牽拉程序26牽拉控制器27織物平面，織物層28織物平面，三維織物層29隆起30帆31桅桿32導片，定位片33橡筋線34橡筋線35橡筋線，螺旋彈簧，導條36電磁鐵
權利要求
1.織造三維成形織物區(qū)的方法，其特征為在此織物區(qū)通過改變織入的經(jīng)紗或緯紗的數(shù)量和/或通過改變組物結構，改變交織點的數(shù)量。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征為在此織物區(qū)除了改變交織點數(shù)量外，通過造成各經(jīng)紗不同的牽拉速度改變沿經(jīng)紗方向的交叉點距離，和/或，通過改變經(jīng)紗的側向距離改變沿緯紗方向的交叉點距離。
3.按照權利要求2所述的方法，其特征為在此織物區(qū)通過改變交織點數(shù)量(織入的紗線的數(shù)量和/或組織結構)，完全或部分補償交叉點距離的改變。
4.按照權利要求1-3之一所述的方法，其特征為這樣來實現(xiàn)織入紗線數(shù)量的改變，即，將在鄰近此織物區(qū)的織物中浮動的紗線織入此織物區(qū)的范圍內(nèi)。
5.按照前列諸權利要求之一所述的方法，其特征為這樣來實現(xiàn)織入紗線數(shù)量的改變，即，將那些其長度適合此織物區(qū)的紗線織入此織物區(qū)的范圍內(nèi)。
6.按照權利要求4所述的方法，其特征為在多層織物中為了改變在此織物區(qū)的范圍內(nèi)織入的紗線數(shù)量，將紗線從一個織物層轉移到另一層并織入此另一個織物層內(nèi)。
7.按照前列諸權利要求之一所述的方法，其特征為為了改變在此織物區(qū)的范圍內(nèi)織入的紗線數(shù)量，采用一種具有改變了、最好是增大了交織點密度的以及相應地改變了或增加了紗線纏繞數(shù)量的織物結構。
8.按照前列諸權利要求之一所述的方法，其特征為，改變織物結構和/或織入紗線的數(shù)量是為了調(diào)整力學和/或物理性質(zhì)，尤其是下列性質(zhì)之一強度、伸長率或滑移阻力、織物厚度、空氣阻力、透氣性、過濾特性、視覺效果如外觀、透光性、花紋圖案、透明度。
9.按照前列諸權利要求之一所述的方法，其特征為此織物區(qū)至少在一個由兩層組成的區(qū)域內(nèi)構成，這些層有間距或層間形成空腔。
10.按照權利要求9所述的方法，其特征為織入所謂接結經(jīng)紗它們在上層與下層之間有預定的浮動長度地有規(guī)則或無規(guī)則地變換。
11.按照權利要求9或10之一所述的方法，其特征為織物層之間的空腔用一種液態(tài)的、液態(tài)發(fā)泡的或固態(tài)的材料充填。
12.按照權利要求1-11之一所述的方法，其特征為此織物區(qū)在二維織物的內(nèi)部構成，其中，二維織物最好環(huán)形地完全或部分圍繞著此織物區(qū)。
13.按照權利要求1-12之一所述的方法，其特征為此織物區(qū)有圓柱的形狀，圓柱有一個端面開口，在另一個端面具有平的或類似半球形的封蓋并最好設有中心孔。
14.按照權利要求1-12之一所述的方法，其特征為此織物區(qū)有球殼或半球的形狀。
15.按照權利要求1-14之一所述的方法，其特征為在此織物區(qū)內(nèi)第一種材料的紗線與第二種材料的紗線互相織造在一起。
16.按照權利要求15所述的方法，其特征為在緯紗和/或經(jīng)紗中摻入第二種材料的纖維或紗線，尤其是通過覆套(Ummantelung)、植絨或混合。
17.按照權利要求15或16所述的方法，其特征為第二種材料的纖維或紗線通過熱或化學處理變形為使它們形成一種互相連接在一起的母體，第一種材料的紗線分布在此母體。
18.按照前列諸權利要求之一所述的方法，其特征為此織物區(qū)為制成一種成形體，用一種可硬化的塑料的液相涂層和/或浸漬。
19.塑料制的成形體，其特征在于一個三維的織物區(qū)，它按權利要求1-18之一所述制造，作為纖維增強，尤其是作為容器、殼、盔殼、輪輞。
20.服裝部分，尤其是胸罩或胸撐，其特征為此服裝部分通過一個按權利要求1至16之一所述的無縫織造的織物區(qū)與體形相配。
21.織物制的空心成型體，其特征在于一個三維的織物區(qū)，它按權利要求1-18之一所述制造，該織物區(qū)與另一個平行織物連接，尤其是按照權利要求9或10所述連接。
22.帆，它有一個在背風一側隆起的區(qū)域，尤其是具有支承面型面形狀的隆起，其特征為此區(qū)域是按權利要求1至17之一所述的織物區(qū)。
23.氣囊，它至少局部被一個無縫的織物區(qū)圍繞，此織物區(qū)按權利要求1至17之一所述尤其是按照權利要求9或10所述制造。
24.帽，它制成按權利要求12所述的織物區(qū)，其中，環(huán)形地圍繞著此織物區(qū)的織物用作帽沿。
25.矯形外科和醫(yī)學用的支持組織，其特征在于按前列諸權利要求之一所述的一個或多個三維織物區(qū)，其中，無縫織物區(qū)的形狀與預定的身體部分如頭、頰、腳相配。
26.實施按前列諸權利要求1-18之一所述方法的織機，其特征在于下列裝置的組合具有經(jīng)紗筒子的筒子架，經(jīng)紗可從經(jīng)紗筒子一根根具有可控制的不同速度地引出；每一根經(jīng)紗各有一個制動器；用于引出加工好的織物的牽拉器(導布器)，它分為一些輸送段，它的用于每一根經(jīng)紗或一組經(jīng)紗的輸送段可互相分開驅動為具有不同的和可控制的速度；一個提花裝置，它具有控制器，用于改變織入的紗線數(shù)量和/或織物結構。
27.按照權利要求26所述的織機，其特征在于設在提花裝置下游的用于連續(xù)控制經(jīng)紗側向距離調(diào)整的分配器，尤其是織筘，在織造過程中它的筘片(條籠)可彼此相對地連續(xù)和基本上不斷地調(diào)整；或具有固定式條籠的織筘，它們設計為沿垂直方向扇形地收斂，其中，織筘可根據(jù)緯紗的引入水平運動以及基本上連續(xù)地上、下運動和定位。
28.按照權利要求27所述的織機，其特征在于一個用于將經(jīng)紗導引到提花裝置導引孔眼中去的導引裝置，它可根據(jù)分配器的位置控制為，使經(jīng)紗沒有明顯偏轉地通過提花裝置的導引孔眼。
29.按照權利要求26、27或28所述的織機，其特征在于一個制動控制器，通過它可按預定方式最好按程序逐個地控制為每根經(jīng)紗所配設的制動器。
全文摘要
在織造時通過改變織物結構和/或織入附加的紗線改變織物區(qū)域內(nèi)的交織點數(shù)量。所形成的面積增大導致有關織物區(qū)的隆起,并造成一種可調(diào)整的例如有一種均勻的紗線密度?？梢灾瞥晒こ炭椢锖图徔椏椢锖陀锌烧{(diào)整的織物性質(zhì),例如過濾特性、空氣阻力、光學或力學特性。經(jīng)紗一根根或成組地以不同的可變的速度引出。
文檔編號D03D1/00GK1183123SQ96193672
公開日1998年5月27日 申請日期1996年3月29日 優(yōu)先權日1995年4月6日
發(fā)明者亞歷山大·比斯根 申請人:亞歷山大·比斯根