CN101965421A - 编织结构以及包含该编织结构的板或容器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种编织结构，包括通过非附加的至少一根连接线(13)相互连接的至少两块编织壁(11，12)。根据本发明，所述至少一根连接线(13)的两个相邻的钻入点之间的长度的变化沿着经纱和/或纬纱方向在所述结构的至少一部分上是连续的，其中，每个所述钻入点对应于与不同的壁的纬纱线的交叉。本发明可应用于航空、海运、家具及汽车领域。

Description

编织结构以及包含该编织结构的板或容器

本发明涉及一种编织结构以及配有该编织结构的部件。本发明尤其涉及一种包括该编织结构并形成可膨胀储气物的柔性容器。

已知有为方便意外脱离跑道的商用和军用飞机的脱困和恢复而设计的飞机脱困可膨胀垫。

这种垫允许在飞行器脱离跑道时机场的救援设备托起该飞行器然后迅速、安全地将其拖走，同时避免对飞行器造成二次损伤。

图1是现有技术的用于飞机的抬高垫的截面图。这种垫典型地包含进行了密封涂覆和热硫化的两块编织壁1、2。这些编织壁1、2在壁四周通过橡胶制成的增厚部3连接。

这些壁1、2之间还通过聚酰胺线4连接，当通过对垫充气而使这些线4张紧时，这些线4相互平行且均匀地间隔开。

这些线4的长度相等以保持壁1、2平行。因此确保在下方设置有这种垫的飞机结构上施加均匀的抬高力。

后面的一点在例如抬高机翼5这种脆弱组件时，对于避免在机翼5上出现结构损伤尤其重要(图2)。

然而，可以观察到由制造缺陷导致的这种脱困垫的漏气现象，或者在脱困垫的结构产生断裂6时出现的漏气现象。为了举例说明的目的，制造缺陷可能由不适当的硫化导致，或者更进一步地，由硫化之前橡胶增厚部3的滑移导致。

这种缺陷导致抬高力在飞机结构上的不均匀施加，并且可能是二次损伤的原因。

因此，存在对实现为单个部件以提高对应力的耐受性的充气垫的迫切需要。

更一般地，通过组装最初分立、随后通过例如缝合而连接、从而使制品具有最终形状的纺织部件，得到具有复杂形状的多种编织制品(例如，填充聚苯乙烯小球的软垫、扶手椅套等)。

然而，这种制品本质上在组装区域处存在一定的结构弱点。

在这些区域处制品的过快磨损可能导致，例如，制品的填充材料丢失。

最后，组装这些具有复杂形状的制品的时间可能相对较长，并且需要熟练的操作者，这使得制品较昂贵。

因此，本发明的目的是提供一种构造和操作方式简单、一体的纺织部件，因此与现有技术的已知的制品(通过缝合、粘接...或进一步通过组合这些组装方式来组装最初分离的组件而获得)相比，该纺织部件具有更好的机械特性。

本发明的另一目的是一种具有复杂形状(如锥形或柱形形状等)的一体的编织结构，该编织结构具有增强的机械耐受性以实现拼装部件(如雷达天线罩、飞行器机身舱段、船体甚至是家具)。

为此，本发明涉及一种编织结构，该编织结构包括通过非附加的至少一根连接线相互连接的至少两块编织壁。

根据本发明，所述至少一根连接线的两个相邻的钻入点之间的长度的变化沿着经纱和/或纬纱方向在所述结构的至少一部分上是连续的，其中，每个所述钻入点对应于与不同的壁的纬纱线的交叉。

这两个钻入点中的每一个均属于不同壁或经纱层的基本织纹。换言之，这两个钻入点中的每一个对应于与另一不同的壁的纬纱线的交叉，或者说对应于连接线到不同的壁的纬纱线的连接，这些壁之间通过连接线相连接。因此，通过额外的经纱线来确保了两块编织壁之间的连接。

该编织结构可以是封闭的或者是至少部分开口的。该开口可以设置在编织结构的任何位置，也就是说，可以设置在编织结构的至少一个端部、与相互间未被连接的壁对应的边缘，或由在至少一个壁上出现的孔而形成。

在对不必要的经纱线进行可能的剪切之后，该编织结构可以优选地具有任何形状的截面，如圆形、方形、矩形、菱形、T形、U形、L形、H形以及I形等。

“连续变化”是指该变化是均匀的而不是跳变的或稳定不变的。

“非附加的连接线”是指这种线不是在编织每块壁之后添加来组装这些壁的，相反，这种线随着编织壁的制造而插入到这些编织壁的纬纱中。

因此，连接线成为两块壁的各个部分上的、该两块壁的织纹的组成部分。

因此，获得的编织结构是一体的，这使得该结构对于应力具有增强的机械耐受性。

该编织结构可以是单个部件，或者相反地，包含不同种材料。

“编织结构为单个部件”这一表述表示该结构是整体的并且基于单一材料实现。但是，采用的经纱或纬纱线可以是不同的形式，也就是说，其可以是例如，单丝线、复丝线、扁平线、由绞成绳索状的纤维形成的线、普通线或纺纱线，所使用的线还可以具有不同的密度和直径。

这些线可以是例如，棉线、聚酯线、聚酰胺线、聚丙烯线、聚乙烯线、由以淀粉为原料的生物降解塑料制成的线、由氧化降解塑料制成的线、由碳素纤维、石墨、玻璃、二氧化硅及纤维等材料形成的线。

所述壁还可以根据编织结构预期的应用而具有不同的大小和/或不同的形状。

因此，纯为了说明的目的，为了制造具有对称双凸形的飞机机翼，可以采用如下的编织结构，该编织结构包含凸起的上壁、平坦的中间壁以及凸起的、并且相对于中间壁与上壁对称的下壁。为了获得具有平凸形状的机翼，这些相同的壁将分别具有凸起部和平坦部，凸起部用来形成具有简单弧度的凸起的机翼上表面，平坦部用来形成平坦的机翼底面。当然，这些壁在端部连接以形成机翼的前缘和后缘。连接线的密度和组分确保结构坚固，同时确保对上壁和下壁的支撑以及机翼承受应力所需的机械刚性。

优选地，该结构包含上壁、中间壁和下壁，这些壁是重叠的，至少一根第一连接线连接所述上壁和中间壁，并且至少一根第二连接线连接所述下壁和中间壁，该第一和第二连接线的至少之一在两个相邻的钻入点之间的长度的变化沿着经纱和/或纬纱方向在所述结构的至少一部分上是连续的，每个所述钻入点对应于与不同的壁的纬纱线的交叉。

本发明还涉及一种编织结构，该编织结构包括至少一个上编织壁和一个下编织壁，该上编织壁和下编织壁通过非附加的至少一根连接线相互连接。

根据本发明，所述至少一根连接线沿纬纱方向具有多个浮动部分，这些部分中的每一个对应于所述至少一根连接线，所述至少一根连接线一方面被上壁的至少两根经纱线连接，另一方面被下壁的至少两根经纱线连接，所述浮动部分的长度变化沿着纬纱和/或经纱方向在所述编织结构的至少一部分上是连续的。

因此，通过额外的纬线而不是如先前说明的通过额外的经纱线来获得两个编织壁之间的连接。

在这种编织结构的不同的具体实现方式中，每一种具有其特定的优点并可以是多种可能技术的组合：

----连接线是张紧的，这些连接线的两个相邻的钻入点之间的长度的至少大部分是直线的，并且连接线被均匀地或非均匀地间隔开，

----壁和/或连接线是用不同的材料实现的，

连接线可以优选地由不同的材料制成，以使编织结构具有机械耐受性不同的区域。

纯为了说明的目的，还可以利用如下的连接线在编织结构中形成标志区域，该连接线具有比结构的其它连接线更差的机械耐受性，因此具有比其它连接线的断裂阈值更低的断裂阈值。

当对基于这种编织结构制作的柔性抬高储气物充气时，施加比建议的最大压力阈值高的压力可能导致这些具有更差的耐受性的连接线断裂，这使得允许操作者直观地看出已超出压力阈值并且必须进行干预来停止对储气物充气。

因此这种标志区域提供了一种简单、有效的安全及监控手段，来在使脱离跑道的飞机脱困时确保不会对飞机的结构组件造成任何二次损伤。

----这些壁可以是连续或不连续的，

纯为了说明的目的，这些壁中的至少一个可以包含孔。因此，编织结构可以包含孔并形成为环状物。

----这些壁中的至少一个的经纱线和/或纬纱线的长度与其它壁各自的经纱线和/或纬纱线的长度不同，

这可以在例如当壁具有不同的织纹时获得。这些壁可以以平纹编织或斜纹编织作为基础。

用于与地面接触的壁中的一个还可以具有包含凸起和凹陷的表面凸凹，以使该壁具有对地面的附着力。

或者，第一壁可以具有由凹陷构成的表面凸凹，而编织结构的第二壁包含用于与第一壁的凹陷匹配的凸起，以便避免在第一壁和第二壁相互层叠时可能的相互间的结构滑移。

这些凸起和凹陷可以分别是阳锯齿和阴锯齿。为了举例说明的目的，这些锯齿可以由蜂窝状织纹形成。

更一般地，壁具有相同织纹，经纱和/或纬纱线的长度可以不同，并且壁中的一个可以更长。

----编织结构包含至少一个连接这些壁的侧壁，这些经纱和/或纬纱线的至少一部分同时设置在这些壁的至少一个中以及所述侧壁中，所述线是连续的，

在这种特定的实现方式中，编织结构是至少部分封闭的。在上壁、下壁和侧壁的全部或部分上的经纱和/或纬纱线的连续性确保了编织结构的良好的机械耐受性。

----连接线密度大于1根/10cm²，

然而，该连接线密度取决于编织结构的所期望的应用。因此，该连接线密度可以从1根/10cm²变化至数百根/cm²。

----连接线是柔性的，

为了举例说明的目的，这种连接线可以从包括如下的线的组中选择：单丝线、复丝线、普通线或纺纱线、包含聚结纤维的线、扁平线、柔性金属线、包覆线(也就是指每根线都包含芯线和由热塑材料制成的包层的线)，以及这些线的组合。

“扁平线”是指通过挤压机挤压并拉长的产品，或者实心的、在整个长度上基本恒定的横截面为椭圆、方形、矩形、扁圆形以及变形的方形或矩形形状(也就是指有两个相对边具有凸弧形，另外两个边为直线、等长并且平行)的其它产品。

这些扁平线还可以是空心的，并且为了举例说明的目的，具有扁管形截面。

本发明还涉及一种柔性容器。根据本发明，这种储气物包含如先前说明的结构。

优选地，该结构是密封的。为此，壁可以涂覆密封材料如：以聚氯乙烯(PVC)或聚氨酯为原料的材料，并且最好是以经过防火处理的增塑PVC为原料的材料。

关于可用于例如抬高脱离轨道的飞机的可膨胀垫，容器包含织边，用于在容器被加压时形成圆形的区域以及平坦的中心区域。可膨胀垫可以包含多个把手以允许搬动该垫。

本发明同样涉及一种包含至少两块相互分隔开的壁的板。

根据本发明，这样的两块壁通过如先前说明的结构形成。

可以将整个结构埋入在硬化树脂中。或者，对连接线和壁的构成线进行预浸透，使编织结构聚合。

例如，可以利用热固性或热塑性树脂，尤其是热稳定的热塑性树脂(例如，聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK)、或聚酰胺(PA)系列的树脂)来预浸透这些线。

    

由于聚合操作是现有技术中熟知的过程，在此不重做说明。纯为了说明的目的，可简单地参照树脂传递模塑成型(RTM)工艺，或者还可以参照液体树脂浸泡成型(LRI)工艺。

当然，在聚合期间，应力求保持使连接线的浮动部分保持直线状。为此，在利用树脂浸透编织结构的步骤中要避免压迫编织结构。

本发明的板的优点在于，不仅每个壁的平面上具有良好的机械特性，而且由于有连接线连接这些壁，因此在垂直于壁的方向上也具有良好的机械特性。

本发明涉及一种配备了至少一块如先前说明的板的船舶。

本发明涉及一种配备了至少一块如先前说明的板的飞行器。所述至少一块板可以构成飞机机身，或者雷达天线罩的一部分。

本发明还涉及室内或室外的布置物(如填充聚苯乙烯小球的椅子、家具、填充泡沫材料或绒毛的褥子等)。

根据本发明，该布置物包括如先前说明的结构。

更一般地，本发明涉及所有配备有如先前说明的结构的制品。

将参照附图对本发明作更详细地说明，在附图中：

图1是现有技术的抬高垫的截面图；

图2示出设置在脱离跑道的飞行器的机翼下以使飞行器脱困的图1中的抬高垫的层叠；

图3示出根据本发明的优选实现方式的板的透视图；

图4是沿着用于制造图3的板的编织结构的轴线A-A的截面图；

图5是图4的编织结构的连接线的两个相邻钻入点之间的长度沿经纱方向的变化的示意图；

图6示意地表示图4的编织结构的织纹；以及

图7示意地表示在图4的编织结构的制造中使用的伸幅器。

图3示出根据本发明的优选实现方式的板的透视图。该板由埋入在热固性树脂(例如，环氧树脂)的硬化外包物内的编织结构10构成。

图4是用于制造图3的板的编织结构10的截面图。编织结构10是一体的并且由碳素纤维形成的线构成。

该编织结构10包括通过非附加的连接线13相互连接的两个编织壁11、12。上壁11倾斜并相对于水平的下壁12形成角度。

这两块壁11、12是连续且平坦的。壁11、12在每个端部通过编织部14、15相连接，编织部14、15用于在聚合之后产生圆形或近似圆形的形状，以使板形成封闭物体。

这两块壁11、12具有1比1的平纹组织，其经纱线数量大于10根/cm，并且纬纱线数量大于6根/cm，以便确保编织结构的良好密封性。

图5示出沿着经纱方向两个相邻钻入点之间的连接线的长度的变化(Y轴，16)，在此，经纱方向沿着板的长度方向(X轴，17)。

这两个钻入点中的每一个对应于与不同的壁的纬纱线的交叉，或者说对应于连接线到不同的壁的纬纱线的连接，这些壁被相互连接。在两个相邻的钻入点之间对应的连接线13是浮动的，也就是说连接线13具有浮动纱部分。

因此，通过获取同一连接线沿经纱方向的紧邻的两个浮动部分的长度之间的差异，来计算沿经纱方向的该长度变化(ΔL)。

从图5中看出，在两个相邻钻入点之间的连接线13的长度变化沿着编织结构的经纱方向按直线18改变。因此该变化是递增的，也就是说，该变化是持续且规则的。

更一般地，前面在额外的经纱线作为连接线的情况下说明的方案可应用于额外的纬纱线。同样，编织结构在经纱或纬纱方向上包含多根连接线，可以指出在给定方向上相接续的浮动部分的长度的连续变化，这些部分中的每一个属于不同的连接线。这些方向可以是纬纱方向、经纱方向或者还可以是按照对角线方向。在最后一种情况下，浮动部分可以相互错开(例如，配置成梅花型)。

这种编织结构可以按照在下面说明的制造方法获得。

在开始编织壁的同时，按照每块壁的基本织纹编织上经纱层11和下经纱层12，连接线13仅连接至上经纱层11的基本织纹。在通过所述至少一根连接线13连接这两块壁时(也就是说，在下经纱层中连接连接线之前)，中断编织并在编织区域中引入称为伸幅器的杆19，用来仅拉伸所述至少一根连接线13。这样被拉伸的连接线的长度被设置在上经纱层11上方。

当然，可以对称地处理，并且可以在将连接线插入至下经纱层之后、连接至上经纱层的基本织纹之前在下经纱层下方拉伸连接线。

根据图4可以看出，织纹行21示意地对应于对纬线的替换(即这样的编织阶段：对于每一垂直列，通过在编织区域中引入伸幅器拉伸编号为5和6的连接线)。编号为1和3的经纱线对应于下经纱层的经纱线，并且编号为2和4的经纱线对应于上经纱层的经纱线。

连接线的这样拉伸的长度以及上经纱层和下经纱层的分开距离对应于完成的编织结构的壁在所述至少一根连接线连接所述壁的地方的分开距离。

在连接线被拉伸适当的长度后，将伸幅器从编织区域取出，重新进行正常的编织壁的制造，直到通过连接线进行下一次壁连接。

因此，这些连接线13在形成编织结构的上壁11和下壁12的两个经纱层的上方(或者对称地，在下方)被拉伸，因此这些线13部分地设置在编织结构的外部。

这些连接线随后再进入编织结构中，同时将经纱层相互隔开。

杆19优选地在其一个边缘上具有粗糙表面或垂直凹槽20构成的网，粗糙表面和垂直凹槽20用于接纳每一根连接线以便在拉伸所述至少一根连接线的步骤中连接线不会在杆19的表面滑移。杆19更优选地在水平面21、22内可平移移动。

这里的壁11、12是平坦的，杆19具有均匀的直径并且没有表面凸凹(图7)。当希望对编织结构的一个壁赋予特定形状时，杆在边缘上将包括表面凸凹，包括粗糙表面或凹槽网，该凸凹构成要在这样拉伸的连接线处赋予壁的凸凹形状的模。当然，可能需要在拉伸连接线的步骤之间更换伸幅器，以随着编织结构的编织来构造该壁的最终形状。

更一般地，本发明涉及一种通过至少一根连接线相互连接的至少两个经纱层的编织方法。根据本发明，

a)开始编织经纱层，同时在第一经纱层的基本织纹中插入至少一根额外的经纱线或纬线，该经纱线或纬线构成所述连接线，

b)在将所述至少一根连接线引入到第二经纱层的基本织纹中之前，中断经纱层的编织，

c)从第二经纱层一侧拉伸所述至少一根连接线，同时将所拉伸的长度的至少一部分设置在由这样连接的经纱层形成的整体的外部，

d)然后，继续编织经纱层，同时将所述至少一根连接线引入到第二经纱层的基本织纹中，

在每次新将所述至少一根连接线引入一个经纱层的基本织纹中之前，重复如下过程：

e)中断经纱层的编织，

f)拉伸所述至少一根连接线，同时将所拉伸的长度的至少一部分设置在这样连接的经纱层所形成的整体的外部，该被拉伸的长度可以设置在上方或下方，

g)然后，继续编织经纱层，同时将所述至少一根连接线引入至所述经纱层的基本织纹中。

利用捡取元件来实现所述至少一根连接线的拉伸，捡取元件可以是如先前说明的伸幅器或者是在端部具有挂钩的一组针，这些针的每一根允许拉伸一根单独的连接线。这些针通过电磁铁，或者液压或空气活塞来推动。这些针更适合于平移运动。

本发明的方法可应用于实现薄板拼接部件以及飞机制造涉及的结构部件，例如机身或者飞机的一部分比如机翼，或雷达天线罩。本发明还可以实现推进装置的储气物或储气物的外壳。

也可以想见在航海方面的应用，为了举例说明的目的，本发明可用于实现船体、集装箱以及浮标等。

Claims (18)

1.一种编织结构，包括通过非附加的至少一根连接线(13)相互连接的至少两块编织壁(11，12)，其特征在于，所述至少一根连接线(13)的两个相邻的钻入点之间的长度的变化沿着经纱和/或纬纱方向在所述结构的至少一部分上是连续的，其中，每个所述钻入点对应于与不同的壁的纬纱线的交叉。

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，包括上壁(11)、中间壁和下壁(12)，所述壁是重叠的，至少一根第一连接线连接所述上壁和中间壁，并且至少一根第二连接线连接所述下壁和中间壁，所述第一和第二连接线的至少之一在两个相邻的钻入点之间的长度的变化沿着经纱和/或纬纱方向在所述结构的至少一部分上是连续的，每个所述钻入点对应于与不同的壁的纬纱线的交叉。

3.一种编织结构，包括至少一个上编织壁(11)和一个下编织壁(12)，该上编织壁和下编织壁通过非附加的至少一根连接线(13)相互连接，其特征在于，所述至少一根连接线(13)沿纬纱方向具有多个浮动部分，这些部分中的每一个对应于至少一根连接线(13)，所述至少一根连接线一方面被上壁的至少两根经纱线所连接，另一方面被下壁的至少两根经纱线所连接，所述浮动部分的长度的变化沿着纬纱和/或经纱方向在所述编织结构的至少一部分上是连续的。

4.根据权利要求1到3中任意一项所述的结构，其特征在于，所述连接线(13)是张紧的，所述连接线(13)的两个相邻的钻入点之间的长度的至少大部分是直线的，并且所述连接线(13)被均匀地或非均匀地间隔开。

5.根据权利要求1到4中任意一项所述的结构，其特征在于，所述壁(11，12)中的至少一个的经纱线和/或纬纱线的长度与其它壁(11，12)的经纱线和/或纬纱线的长度不同。

6.根据权利要求5所述的结构，其特征在于，所述壁(11，12)具有不同的织纹。

7.根据权利要求1到6中任意一项所述的结构，其特征在于，所述壁(11，12)是连续或不连续的。

8.根据权利要求1到7中任意一项所述的结构，其特征在于，所述结构是单个部件。

9.根据权利要求1到7中任意一项所述的结构，其特征在于，所述壁(11，12)和/或所述连接线(13)用不同的材料实现。

10.根据权利要求1到9中任意一项所述的结构，其特征在于，所述连接线(13)选自：单丝线、复丝线、包含聚结纤维的线、扁平线、柔性金属线以及这些线的组合。

11.根据权利要求1到10中任意一项所述的结构，其特征在于，所述编织结构包含至少一个与所述壁(11，12)连接的侧壁(14，15)，所述经纱线和/或纬纱线的至少一部分同时设置在所述壁(11，12)的至少一个中以及所述侧壁(14，15)中，所述线是连续的。

12.一种柔性容器，其特征在于，所述容器包括根据权利要求1到11中任意一项所述的结构。

13.根据权利要求12所述的容器，其特征在于，所述结构还是密封的。

14.根据权利要求13所述的容器，其特征在于包括：织边，用于在容器被加压时形成圆形的区域，以及用于形成可膨胀垫的平坦的中心区域。

15.一种板，包括至少两块相互分隔开的壁，其特征在于，所述两块壁(11，12)由根据权利要求1到11中任意一项所述的结构形成。

16.一种船舶，配备有至少一块根据权利要求15所述的板。

17.一种飞行器，配备有至少一块根据权利要求15所述的板。

18.一种室内或室外布置物，其特征在于，所述布置物包括根据权利要求1到11中任意一项所述的结构。

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