CN103492132A

CN103492132A - 纺织结构元件及其制造方法

Info

Publication number: CN103492132A
Application number: CN201280016779.5A
Authority: CN
Inventors: T·施特格麦尔; J·萨尔托里; 约尔格·鲁舒尔特
Original assignee: Global Safety Textiles GmbH
Current assignee: Global Safety Textiles GmbH
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2014-01-01
Also published as: RU2013146222A; JP2014512468A; KR20140010071A; US20140030455A1; WO2012136347A4; EP2694256A1; WO2012136347A1; CA2832042A1; MX2013011485A; BR112013018135A2

Abstract

本发明涉及一种纺织结构元件（1），其具有纺织伸展元件（11、12、13、61、62）以及一体的纺织支撑元件（21、41），其中，在适当位置，所述伸展元件（11、12、13）以及所述支撑元件（21、41）互连，并且至少部分地允许至少一个可填充伸展元件和/或支撑元件在空间上膨胀。

Description

纺织结构元件及其制造方法

本发明涉及一种纺织结构元件。

机械和气动的结构元件是已知的，其主要用于自动系统中，所述自动系统还使用机器人，例如，用于操纵物品。

线性运动的目的例如是将物品从位置A移到位置B或者握持物品或者确保物品在空间里稳定或者诸如此类的。为了实现这一目的，采用复杂的驱动、构造或控制，直接经由旋转、平移、枢轴连接或间接借助液压设备、链条传动或气动气缸来实现相应的运动。为此机械零件传统上广泛用于工程，它们常常趋于磨损并且还昂贵，且除此之外常常需要大量消耗在传感器和精度控制上。

还公知的是由金属、箔、混凝土等制成的用于空间结构的构造的结构元件，所述空间结构例如是房屋、工厂厂房、墙壁、隔壁等，这些空间结构共同特征是，通常包括对支撑设备或骨架支撑件的需求。这些空间结构中的一些在没有一些破坏的情况下不能被拆卸和/或甚至在拆卸之后不再可用。

本发明的目的在于提出纺织结构元件及其制造方法，其中，该纺织结构元件和方法避免了或至少大大减小了现有技术的已知缺点。

该目的首先由如权利要求1中所述的纺织结构元件实现，所述纺织结构元件即为以纺织伸展元件和纺织支撑元件为特征的纺织结构元件，所述伸展元件和所述支撑元件局部彼此连接，从而允许至少一个可充气的伸展元件和/或支撑元件至少部分地在空间上膨胀。根据本发明的结构元件的使用允许有利地通过气动或液压致动并且通过被容纳在空气膨胀中的结构元件而在没有使用用于构造元件或多个结构元件的附加支架的情况下构造空间结构以及附带地与气袋或空气室结构的加压结合来实现握持功能和线性运动的施加。

在本发明的一个有利实施方式中，纺织结构元件的特征在于能被缩短的一体式伸展元件和空间上可伸展的或恒定的一体式支撑元件。根据本发明，所述伸展元件在该装置中变短，因而导致牵引，而所述支撑元件例如在空间中沿一个方向延伸，并且导致沿另一方向的缩短。这些效应能用来提高由伸展元件和支撑元件形成的运动，因为这些元件设计成由于沿水平或竖直方向的压力而间歇地连接在一起，或者“成为三维”。另外，纺织结构元件的成形可能性可能改变，以提高它们的使用机会。本装置中根据本发明提出的“拱形纺织”也能被理解为“纺织肌肉”，其表示这样的致动器，这些致动器借助高度灵巧且缓和的手段实现与成本低廉结合的低磨损，从而几乎不需要感测控制。

本发明的另一有利实施方式中，所述纺织结构元件的特征在于，所述纺织伸展元件和/或所述纺织支撑元件构造为编织成一体件的包括气袋或空气室的单个且多层的编织纺织片材（OPW=一体式编织技术）。

包括支撑元件和伸展元件的根据本发明的结构元件由例如可充气和不可充气的元件结合在一起。OPW制造阶段能有利地由缝合方法扩展，即，OPW结构元件与利用纺织片材的片段缝合的空气室的特定结合。对成形结合的纺织结构元件的响应由可充气的伸展元件或支撑元件的气动配设来控制。成形也可以通过相应地顺应可充气和不可充气的部件的结合来确定。

在本发明的有利变型中，还可想到包括呈非纺织元件的形式的支撑元件（诸如轻质轮廓、圆柱、管等）。

在本发明的另一有利实施方式中，所述纺织结构元件的特征在于包括具有伸展元件的第一织物层、具有支撑元件的第二织物层以及具有伸展元件的第三织物层。该构造同时导致当该构造例如处于空闲状态时呈平坦的结构元件，例如取决于第一或第三层织物的致动，结构元件产生向上（凸起的）或向下（凹入的）的表面曲率。在这方面通过例如设计具有不可缩的、所谓的“无源的”伸展元件的第一织物层（其长于第三层织物的伸展元件）得到的示例性构造现在使得，在第三层织物的伸展元件被致动（即，充气）时无源伸展元件有可能被拉紧，从而具有如下效果，即，第一伸展元件确定纺织结构元件的最大弯曲程度。

在本发明的又另一实施方式中，所述纺织结构元件的特征在于包括具有支撑元件的第四织物层，所述第四织物层有利地提高了结构元件的稳定性。

在本发明的再另一有利实施方式中，所述纺织结构元件的特征在于包括具有不可充气伸展元件的第一织物层、具有不可充气支撑元件的第二织物层以及具有不可充气伸展元件的第三织物层。该变型有利地提供了纺织结构元件的预定端位置，从而在支撑元件充气到最大时达到恒定的拱形结构。

在本发明的又另一有利实施方式中，所述纺织结构元件的特征在于包括具有第四，可充气支撑元件的织物层和具有第五，可充气伸展元件的织物层。该变型代表有利地提高上述的结构元件的稳定性的变型。

在本发明的再另一有利实施方式中，所述纺织结构元件的特征在于，伸展元件和支撑元件至少部分地可充气，其中，所述伸展元件和/或所述支撑元件单独地可充气，并且能通过充气而改变所述纺织结构元件的外形。从上面的详细讨论将清楚根据本发明的方法的优点。

在本发明的又另一有利实施方式中，能致使所述结构元件弯曲，在这方面对可能的形状的数量没有限制。弯曲的形状具有具体的优点，例如，能形成大厅或拱道或者例如不需要另外的支撑装置的其他自立式结构。

在本发明的又另一有利实施方式中，所述结构元件适于握持和/或保持和/或夹持物品。所述结构元件的曲率能被极度地被扩大，例如，从而得到保持、夹持或握持装置。

本发明的目的还由用于制造如权利要求4至10中的任一项所述的纺织结构元件的方法来实现，其中一体式编织（OPW）空气袋、或者设置有空气室和片材织物的片段的单层或多层编织纺织片材缝合在一起。根据本发明的方法的优点从上面的详细讨论、尤其是从以下事实被得出，即，制造中OPW阶段能被扩展以受益于缝合过程，也就是，OPW结构元件与利用片材织物片段缝合的空气室的特定结合致使经济上有吸引力的解决方案。

为了更好地理解本发明，参照附图根据实施方式在下面简要地描述本发明，其中所有图都是示意性剖视图。

图1是示出为未伸展的根据本发明的结构元件的第一示例实施方式的简化示意图。

图2是图1中所示的但是对称伸展的第一示例实施方式的简化示意图。

图3是部分伸展的图1中所示的第一示例实施方式的简化示意图。

图4是部分伸展的根据本发明的结构元件的第二示例实施方式的简化示意图。

图5是示出为伸展的根据本发明的结构元件的第三示例实施方式的简化示意图。

图6是示出为伸展的根据本发明的结构元件的第四示例实施方式的简化示意图。

图7是示出为未伸展的根据本发明的结构元件的第五示例实施方式的简化示意图。

图8是部分伸展的如图7所示的示例实施方式的简化示意图。

图9是完全伸展的如图7所示的示例实施方式的简化示意图。

图10至图13示出了根据本发明的纺织结构元件的更多实施方式。

图14是作为拱形纺织物、这里作为用于机动车的车棚的根据本发明的纺织结构元件的视图。

在示例实施方式中，所有相似的部件用相似的附图标记标识。

参考图1示出了纺织结构元件1，其包括第一伸展元件11、第二伸展元件12和支撑元件21，在此这些元件全都被制造为OPW织物元件，所述OPW织物元件包括附着点4（在此用符号表示为粗黑点），这些附着点由缝合接缝（与编织接缝形成对比）或由粘结剂或焊接（例如，激光和超声速焊接）等来互连。伸展元件11、12和支撑元件21用符号示意性地示出为设置在线42之间的小矩形31，其中该矩形31旨在代表OPW织物的可充气室，并且线42旨在代表OPW织物的单层部分。为了更容易理解，图1中的示意图不按比例绘制。事实上，将仅看到平的叠加编织层I、II和III，而实际上室和单层织物区域沿垂直于该平面的方向延伸。矩形表示处于放气状态的室，而相同的室在充气状态下被显示为圆。

参看图2示出了如下状态，即，支撑元件21借助于例如充气器（未示出）被充气。支撑元件21的空间上的膨胀使伸展元件11、12远离彼此移动。第二织物层II变成可谓“三维的”，而织物层I和III本身没有经历变化，但是已远离彼此移动。

参看图3示出了当第三织物层III的伸展元件12通过空气室的充气被加压时，具体化根据本发明的纺织结构元件1的曲率或成拱形。通过使伸展元件12充气，它们变得更短并且朝着彼此拉动附着点4以及固定在附着点处的支撑元件21的部分，最终导致整个结构元件1成拱形。未充气的伸展元件11被伸展。仅为了更好地理解，将空气室31表示为“空的”。

还可以通过气体充气来加压织物层I和III，从而导致形成实心席子。成形主要由伸展元件和支撑元件的几何设计和彼此附接的线来实现。

参看图4同图3相比，示出了具有附加的织物层IV的织物结构元件102的第二示例实施方式，所述附加的织物层IV这里显示为已经充气的支撑元件41。

参看图5示出了具有第一伸展元件61、第二伸展元件62、支撑元件21和支撑元件41以及第三伸展元件13的纺织结构元件103，由此伸展元件61、62形成为片材织物，而支撑元件21和41以及第三伸展元件13被形成为OPW织物。第一伸展元件61和第二伸展元件62被伸展至纺织结构元件103的最大可能曲率。

在该构造中，两个支撑层（织物层II和IV）布置在伸展层（织物层I、III和V）之间。伸展元件的较大的间距隔开有利于例如更高的负载能力。此外，除了设计伸展层的长度和收缩距离之外，成形现在被更精确地设定。

在该情况下，未借助压力来对伸展元件61、62起作用，这些伸展元件通过附着点之间的距离简单地支撑成形。

为了提高稳定性从而更精确地致使成拱形，能添加伸展层V。

参看图6示出了根据本发明的纺织结构元件104的实施方式，除现在第一伸展元件61和第二伸展元件62由片材织物制成并且支撑元件21由OPW织物制成之外，纺织结构元件104都类似于如图3所示的纺织结构元件。潜在的曲率仅在当支撑元件21被充气时所示的位置是稳定的。

在该构造中，一个支撑层（织物层II）设置在两个伸展层（织物层I和III）之间。在该情况下伸展元件61和62不由压力致动。成形这里仅受位于固定点4之间的伸展元件的距离以及支撑层的尺寸影响。

参看图7至图9，示出了除现在如这里所示的之外类似于图1至图3的那些纺织结构元件的纺织结构元件105的另一，第五示例实施方式，不同之处在于，第五示例实施方式的第一织物层I中具有片材编织织物制成的第一支撑元件61，并且在第二织物层I和第三织物层III中具有都形成为OPW织物的支撑元件21和伸展元件12。因此示出为弯曲的由片材织物制成的第一伸展元件61的长度大于第二伸展元件12的长度，结果是，在图7对比图8的支撑元件21的可充气室和第二伸展元件12的压力下，纺织结构元件105的展开致使如图9所示的弯曲位置。

参看图10至图13，示出了根据本发明的纺织结构元件的更多实施方式，其中，这里所使用的部件对应于具有相同的附图标记的上述实施方式的类似部件。与上述实施方式形成对比，如图10至图13所示那些部件不具有所谓的第一织物层1，从而尽管设计不太复杂，但该实施方式不太稳定。

参看图14，示出了根据本发明的纺织结构元件107的另一实施方式，其除了图14中支撑元件和伸展元件被加到两侧、以对称地示出作为例如拱形纺织品的本纺织结构元件如何能为机动车93提供车棚之外，非常类似于如图3所示的本发明的第一实施方式的结构元件1。结构元件107在地面100上的机动车93上方成拱形站立。当然，该图示不按比例绘制。还注意到，与本文所述的本发明的所有其他纺织结构元件相同的如图14所示的纺织结构元件107能在可充气室已被放气和放松之后以非常节省空间的方式被压缩以用于存储。

应该理解的是，权利要求和如根据本发明在上提及的示例实施方式（图1至图14）中所引用的所有结构元件沿垂直于图的平面的方向或多或少地延伸，即，本文示出具有它们的可充气的或以其他方式利用气体或液体加压的室的结构元件可以伸长地延伸和/或变成构造为沟槽和/或管状结构。

将理解的是，在本说明书中关于室或空气袋的关于“充气的”的任何指示始终包括被充有流体（诸如气体、液体或泡沫）以及包括至少固化变硬（即，变成固体）的流体的意义。

本发明例如也可应用于下列应用，诸如气动结构元件、临时救援车棚、支撑结构、仿生结构（平坦中空的手掌）、敏感性物品的负载固定、纺织品夹、棒球手套、筒仓的内衬、缓冲连接件、铰链连接器、诸如桥建筑布局的张悬气肋梁结构、飞机机翼等。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种纺织结构元件（1），所述纺织结构元件包括纺织伸展元件（11、12、13、61、62）以及一体的纺织支撑元件（21、41），其中，所述伸展元件（11、12、13）和所述支撑元件（21、22）部分地互连并且至少部分地允许至少一个可充气的伸展元件和/或支撑元件在空间上膨胀，其特征在于，所述纺织伸展元件（11、12、13）和/或所述纺织支撑元件（21、22）构造成编织成一体件，即，作为OPW（OPW=一体式编织的）空气袋或作为设置有空气室（31）的单个且多层编织的纺织片材。

2.如权利要求1所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述伸展元件（11、12、13）是可收缩的伸展元件（11、12、13），并且所述支撑元件（21、22）是在空间上可膨胀或恒定的支撑元件（21、22）。

3.如权利要求1或2所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述纺织结构元件包括具有纺织伸展元件（11、12、13）的第一织物层（I）、具有纺织支撑元件（21、22）的第二织物层（II）以及具有纺织伸展元件（11、12、13）的第三织物层（III）。

4.如权利要求3所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述纺织结构元件包括具有纺织支撑元件（21、22）的第四织物层（IV）。

5.如权利要求1或2所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述纺织结构元件包括具有不可充气的纺织伸展元件（11、12、13）的第一织物层（I）、具有可充气的纺织支撑元件（21、22）的第二织物层（II）以及具有不可充气的纺织伸展元件（11、12、13）的第三织物层（III）。

6.如权利要求5所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述纺织结构元件包括具有可充气的织物支撑元件（21、22）的第四织物层（IV）以及具有可充气的纺织伸展元件（11、12、13）的第五织物层（V）。

7.一种纺织结构元件（1），该纺织结构元件包括至少部分地可充气的伸展元件（11、12、13）以及支撑元件（21、22），其特征在于，所述伸展元件（11、12、13）和/或所述支撑元件（21、22）单独地可充气，并且所述纺织结构元件（1）的外形能够通过充气而改变。

8.如权利要求7所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述结构元件（1）能够被弯曲。

9.如权利要求7或8所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述结构元件适于握持和/或保持和/或夹持物品。

10.一种用于制造如权利要求3至9中的任一项所述的纺织结构元件（1）的方法，其特征在于，将一体式编织（OPW=一体式编织）的空气袋或单个且多层编织的并且设置有空气室（31）的纺织片材或该纺织片材的部分缝合在一起。

Claims

1.一种纺织结构元件（1），其特征在于，所述纺织结构元件包括纺织伸展元件（11、12、13、61、62）以及一体的纺织支撑元件（21、41），其中，所述伸展元件（11、12、13）和所述支撑元件（21、22）部分地互连并且至少部分地允许至少一个可充气的伸展元件和/或支撑元件在空间上膨胀。

3.如权利要求1或2所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述纺织伸展元件（11、12、13）和/或所述纺织支撑元件（21、22）构造成编织成一体件，即，作为OPW（OPW=一体式编织的）空气袋或作为设置有空气室（31）的单个且多层编织的纺织片材。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述纺织结构元件包括具有纺织伸展元件（11、12、13）的第一织物层（I）、具有纺织支撑元件（21、22）的第二织物层（II）以及具有纺织伸展元件（11、12、13）的第三织物层（III）。

5.如权利要求4所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述纺织结构元件包括具有纺织支撑元件（21、22）的第四织物层（IV）。

6.如权利要求1至3中的任一项所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述纺织结构元件包括具有不可充气的纺织伸展元件（11、12、13）的第一织物层（I）、具有可充气的纺织支撑元件（21、22）的第二织物层（II）以及具有不可充气的纺织伸展元件（11、12、13）的第三织物层（III）。

7.如权利要求6所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述纺织结构元件包括具有可充气的织物支撑元件（21、22）的第四织物层（IV）以及具有可充气的纺织伸展元件（11、12、13）的第五织物层（V）。

8.一种纺织结构元件（1），所述纺织结构元件尤其是如前述权利要求中的任一项所述的纺织结构元件（1），该纺织结构元件包括至少部分地可充气的伸展元件（11、12、13）以及支撑元件（21、22），其特征在于，所述伸展元件（11、12、13）和/或所述支撑元件（21、22）单独地可充气，并且所述纺织结构元件（1）的外形能够通过充气而改变。

9.如权利要求8所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述结构元件（1）能够被弯曲。

10.如权利要求8或9所述的纺织结构元件（1），其特征在于，所述结构元件适于握持和/或保持和/或夹持物品。

11.一种用于制造如权利要求4至10中的任一项所述的纺织结构元件（1）的方法，其特征在于，将一体式编织（OPW=一体式编织）的空气袋或单个且多层编织的并且设置有空气室（31）的纺织片材或该纺织片材的部分缝合在一起。