CN106572757B - 生产座垫体的设备和方法 - Google Patents

Abstract

为生产座垫体，切割至少一根纱线(51、52)以生产纤维材料。将该纤维材料从切割所述至少一根纱线(51、52)的切割机系统(20)输送到模具。

Description

生产座垫体的设备和方法

技术领域

本发明的实施例涉及一种用于生产座垫体的设备和生产座垫体的方法。具体而言，本发明的实施例涉及一种用于用纤维材料生产座垫体的设备和用纤维材料生产座垫体的方法。

背景技术

诸如聚氨酯(PU)泡沫之类的泡沫被广泛用作用于座椅的织物背衬，诸如用于交通运输行业中的汽车内饰材料。泡沫粘附于纺织面料的背面。这些泡沫背衬的复合物具有能够在接触区域中提供舒适感或奢华感的缓冲效果。

将聚氨酯泡沫用作用于座椅的缓冲材料存在缺点。例如，聚氨酯泡沫背衬的材料可能释放促使车辆或住宅内部“起雾”的挥发性物质，并且泡沫本身可能随时间氧化，导致材料的颜色改变。可循环性也是需要解决的问题。

由于这些和其他的原因，对于能够以类似的费用提供类似于泡沫材料那样的缓冲性能的另一种材料存在持续的需求。在此方面已受到关注的一类材料是无纺布，例如聚酯无纺布。这些材料可以提供对许多面料织物的适当背衬。例如，在EP 2 417 876 A1、EP 2008 549 A1或EP 2 002 760 A2中公开了用纤维材料生产座垫体的方法。

用于用纤维材料生产座垫体的常规技术常常使用成捆的纤维材料。所述成捆的纤维材料可以展开并且其中所包含的纤维可以以纤维束的形式或者以孤立的纤维的形式提供给用于生产座垫体的设备。这些过程会显著增加操作该设备所需要的人工工作小时数，会使得难以可再生产地控制供应给模具的不同纤维材料部分，并且会增加在制造过程期间所浪费的纤维材料的量。

发明内容

鉴于以上，对于解决以上需求中的一些的、用于生产座垫体的设备和生产座垫体的方法存在持续的需要。本领域中尤其存在对用于生产座垫体的设备和生产座垫体的方法的需要，其中所生产的座垫体提供相较于现有PU泡沫座垫体的重量优势、提供良好的透气性和通风性，并且其中进送纤维材料所需要的人工工作量会得到减小。

这些和其他的需要通过用一根或更多根纱线来生产纤维材料的设备和方法来解决。所述一根或更多根纱线可以切割成段以生产能够热活化来形成座垫体的纤维材料。

纤维材料可以通过成批生产工艺来生产。可以生产一批纤维材料来填充模具，以便分别生产一个座垫体。当模具已经填满时，切割操作会被中断，并且一旦座垫体已从模具移除且模具准备好接收另外的纤维材料，就会继续切割操作以生产座垫体。

纤维材料的生产通过将一根或若干根纱线切割成段并且将段展开成组成丝线来执行，通过将这样的纤维材料生产整合到用于形成座垫体的设备中，不再需要展开成捆的纤维材料。操作该设备中所需要的人工工作量会得到减小。

根据一个实施例，提供一种用于用纤维材料生产座垫体的设备。该设备包括切割机系统，其配置为切割至少一根纱线来生产纤维材料。该设备包括输送系统，其配置为将纤维材料从切割机系统输送到模具。

因此，可以将纤维材料从切割机系统至模具的生产和输送整合到该装置中。该装置可操作来与作为原材料的纱线一起运行并且处理该纱线以生产纤维材料。

该设备可以包括纱线供应装置。纱线供应装置可以包括至少一卷纱线。纱线可以由纱线供应装置放出。

切割机系统可以配置为切割至少一根纱线来生产基质纤维和粘合纤维。粘合纤维可以配置为在模具中受到热活化。从而可以用至少两种不同的纤维来生产纤维垫体。基质纤维能够促进结构稳定性和回弹特性。当粘合纤维受到热活化时，粘合纤维能够提供热交联来形成整体式座垫体。

所述至少一根纱线可以包括第一丝线和第二丝线。切割机系统可以配置为通过切割所述至少一根纱线来生产第一丝线的段和第二丝线的段，以生产基质纤维和粘合纤维。第一丝线的段可以形成基质纤维。第二丝线的段可以形成粘合纤维。

纱线可以包括第一丝线和第二丝线二者。纱线中可以包括预定比例的第一丝线和第二丝线。例如，形成基质纤维的第一丝线的单位长度的质量与形成粘合纤维的第二丝线的单位长度的质量的比可以在1至3的范围内，尤其是1至2，尤其是1至1.3。

所述至少一根纱线中的每一根纱线可以分别包括第一丝线和第二丝线二者。

第一丝线和第二丝线在材料、直径和/或横截面形状中的一项或若干项上区别于彼此。形成基质纤维的第一材料可以是三叶形的丝线。形成粘合纤维的第二材料可以具有圆形的横截面。形成粘合纤维的第二材料可以具有内核和覆盖层，该覆盖层在比该内核低的温度熔化。

纱线可以分别为由短纤维形成的连续的纱线。纱线可以分别为由连续的丝线形成的连续的纱线。

纱线供应装置可以包括用于容纳纱线的外壳。纱线供应装置可以包括用于控制外壳内的空气的湿度和/或温度的空气控制装置。

纱线供应装置可以包括与气流体连通的通道以朝着切割机系统引导由纱线供应装置所放出的纱线。通道可以是管并且可以配置为使外壳内主流的空气同样维持在管的内部。通道从而可以限制每根纱线暴露于不能与纱线供应装置的外壳内的空气以相同的方式进行控制的外界条件的时间量。

切割机系统可以配置为将至少一根纱线切割成至少两种不同长度的段来生产纤维材料。这些长度可以以依赖时间的方式变化以在座垫体中的纤维长度上引入梯度。这些长度可以在开环或闭环控制下变化。

输送系统可以配置为产生将纤维材料输送远离切割机系统的气流。输送系统可以包括用于产生将纤维材料输送远离切割机系统的气流的至少一个通风器。

输送系统可以配置为产生将纤维材料从切割机系统输送到模具中的层流气流。输送系统可以配置为使得不需要其上邻接纤维的机械性移动部件来将所述纤维从切割机系统输送到模具。

输送系统可以配置为使由至少一根纱线切割成的纱线段的丝线在气流中分离。输送系统可以配置为生成层流或湍流区域，在所述层流或湍流区域中，由至少一根纱线切割成的纱线段被展开成至少两根丝线。

该设备可以配置为在输送纤维材料的气流的流速上生成梯度。该设备可以包括配置为输出气体射流的至少一个喷嘴，该气体射流具有大于输送系统所生成的气体层流的速度的速度。

所述至少一个喷嘴可以配置为使纱线段加速。所述至少一个喷嘴可以配置为通过产生速度梯度来使纱线段的丝线分离。速度梯度可以通过气体射流生成。

该设备可以配置为通过所述至少一个喷嘴输出脉冲气体射流来使纱线段加速并且使纱线段的丝线彼此分离。

输送系统可以配置为生成气流，使得其从切割机系统流动到模具中。

输送系统可以配置为通过控制所述气流以在模具中对纤维材料进行定向。

该设备可以包括控制装置，其配置为控制切割机系统来成批地生产纤维材料。

控制装置可以配置为使得纤维材料的批对应于插入到模具中以形成一个座垫体的纤维材料的量。

控制装置配置为在已经通过切割机系统生产出一批纤维材料后暂时地阻止切割机系统切割至少一根纱线。

该装置可以包括加热系统，其配置为在模具中加热纤维材料以热活化纤维材料的纤维的至少一部分。

一种用纤维材料生产座垫体的方法包括通过切割机系统切割至少一根纱线来生产纤维材料，以及将纤维材料从切割机系统输送到模具。

从而可以将用作原材料的纱线原地生产成纤维材料。不需要人工处理纤维材料的捆以对用于生产座垫体的设备进行进送。

该方法可以包括通过纱线供应装置供应所述至少一根纱线。纱线供应装置可以包括至少一卷纱线。纱线可以由纱线供应装置放出。

在该方法中，可以切割所述至少一根纱线来生产基质纤维和粘合纤维。粘合纤维可以配置为在模具中受到热活化。从而可以用至少两种不同的纤维来生产纤维垫体。基质纤维能够促进结构稳定性和回弹特性。当粘合纤维受到热活化时，粘合纤维能够提供热交联来形成整体式座垫体。

在该方法中，所述至少一根纱线可以包括第一丝线和第二丝线。可以通过切割所述至少一根纱线生产第一丝线的段和第二丝线的段，以生产基质纤维和粘合纤维。第一丝线的段可以形成基质纤维。第二丝线的段可以形成粘合纤维。

在该方法中，纱线可以包括第一丝线和第二丝线二者。纱线中可以包括预定比例的第一丝线和第二丝线。例如，形成基质纤维的第一丝线的单位长度的质量与形成粘合纤维的第二丝线的单位长度的质量的比可以在1至1.3的范围内。该比例可以大于1.3。

在该方法中，所述至少一根纱线中的每一根纱线可以分别包括第一丝线和第二丝线二者。

在该方法中，第一丝线和第二丝线可以在材料、直径和/或横截面形状中的一项或若干项上区别于彼此。形成基质纤维的第一材料可以是三叶形的丝线。形成粘合纤维的第二材料可以具有圆形的横截面。形成粘合纤维的第二材料可以具有内核和覆盖层，该覆盖层在比该内核低的温度熔化。

在该方法中，纱线可以分别为由短纤维形成的连续纱线。在该方法中，纱线可以分别为由连续纤维形成的连续纱线。

该方法可以包括控制容纳所述至少一根纱线的卷的外壳内的空气的空气湿度和/或温度。

该方法可以包括引导所述至少一根纱线通过与维持在外壳内的气流体连通的通道，以朝着切割机系统引导纱线。通道可以是管并且可以配置为使外壳内主流的空气同样维持在管的内部。

在该方法中，所述至少一根纱线可以切割成至少两种不同长度的段来生产纤维材料。这些长度可以以依赖时间的方式变化以在座垫体中的纤维长度上引入梯度。这些长度可以在开环或闭环控制下变化。

输送纤维材料可以包括产生将纤维材料输送远离切割机系统的气流。

输送纤维材料可以包括产生将纤维材料从切割机系统输送到模具中的层流气流。该输送可以实施为使得不需要其上邻接纤维的机械性移动部件来将所述纤维从切割机系统输送到模具。

该方法可以包括使由至少一根纱线切割成的纱线段的丝线在气流中分离。可以生成层流或湍流区域，由所述至少一根纱线所切割成的纱线段在所述层流或湍流区域中展开成至少两根丝线。

该方法可以包括在输送纤维材料的气流的流速上生成梯度。该方法可以包括通过至少一个喷嘴输出气体射流，使得通过所述至少一个喷嘴输出的气体射流具有比由输送系统所生成的气体层流的速度大的速度。

该方法可以包括通过由所述至少一个喷嘴所输出的气体射流来使纱线段加速。

该方法可以包括通过产生速度梯度来使纱线段的丝线彼此分离。

该方法可以包括将该气体射流生成为脉冲气体射流，以使纱线段加速并且使纱线段的丝线分离。

气流可以生成为使其从切割机系统流动到模具中。

该方法可以包括通过控制气流以在模具中对纤维材料进行定向。

在该方法中，纤维材料可以成批地生产。

在该方法中，纤维材料的批可以对应于插入到模具中以形成一个座垫体的纤维材料的量。

该方法可以包括控制装置，其在已经通过切割机系统生产一批纤维材料后暂时地阻止切割机系统切割所述至少一根纱线。

该方法可以包括加热模具中的纤维材料，以热活化纤维材料的纤维的至少一部分。

该方法可以由根据实施例的设备自动地执行。

该设备和方法可以用于形成具有主负载方向并且包括由纤维材料所形成的回弹部分的座垫体。座垫体可以形成为使得其具有纤维定向沿主负载方向的部分。

座垫体可以整合到车辆座椅或用于住宅、办公室、公共运输或其他目的坐具或寝具中。

该座椅可以为车辆座椅。该座椅可以为汽车座椅。该座椅可以为火车座椅。该座椅可以为飞机座椅。

根据实施例的方法可以包括将座垫体安装在座椅中。该座椅可以为汽车座椅。

根据实施例的方法可以包括将座垫体安装在家具中。该家具可以为家用椅或办公室椅。

根据各种方面和实施例的用于生产座垫体的设备和方法将纱线用作原材料并且生产形成座垫体的纤维材料。

根据各种方面和实施例的用于生产座垫体的设备和方法可以用来生产用于各种类型的座椅的座垫体，所述座椅包括用于汽车、飞机和火车的座椅以及用于办公室或家庭坐倚的座椅。

附图说明

将参照附图描述本发明的实施例，在附图中，相同的附图标号指代相同的元素。

图1是根据一个实施例的设备的示意图。

图2是根据一个实施例的方法的流程图。

图3是在根据一个实施例的设备和方法中使用的至少一根纱线的视图。

图4是在根据一个实施例的设备和方法中使用的至少一根纱线的视图。

图5是在根据一个实施例的设备和方法中使用的至少一根纱线的视图。

图6是根据一个实施例的方法的流程图。

图7是由根据一个实施例的设备或方法所生产的纤维垫体的横截面图。

图8是由根据一个实施例的设备或方法所生产的纤维垫体的横截面图。

图9是根据一个实施例的设备的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图描述本发明的示例性实施例。尽管一些实施例将在具体应用领域的情境下进行描述，但实施例并不限于该应用领域。而且，除非另外特别声明，各种实施例的特征可以彼此结合。

图1是用于生产座垫体的设备1的示意图。设备1使用纱线作为原材料，将纱线切割成段以生产粘合纤维和基质纤维，并且将粘合纤维和基质纤维输送到模具40中。在模具40中，可以对至少粘合纤维进行热活化。座垫体因而可以形成为一个交联纤维的整体。交联可以通过粘合纤维的热活化来获得。座垫体可以形成为使得座垫体的至少一部分中的纤维主要沿座垫体的主负载方向定向。

设备1包括切割机系统20，其配置为切割一根或更多根纱线51、52来生产形成座垫体的纤维材料。设备1包括输送系统30，其配置为将纤维从切割机系统20的切割刀片输送离开并将其送入模具40中。

设备1可以包括纱线供应装置10，其配置为将一根或更多根纱线51、52供应到切割机系统20。纱线供应装置10可以包括一个或更多个纱线卷轴11、12。卷轴11、12可以由相同的纱线或不同的纱线形成。卷轴11、12可以各自分别具有数千克的初始重量，例如至少五千克。每个卷轴11、12可以安装在可以由动力驱动装置13驱动的可转动支撑件上，以从卷轴11、12放出纱线。

纱线供应装置10可以具有将纱线卷轴11、12容纳在其中的外壳17。纱线在储存在外壳17内时的环境参数可以由纱线供应装置10的空气控制装置16来控制。外壳17在其内部具有空气。空气控制装置16可以配置为控制外壳17内的空气的空气湿度和/或温度。通过控制外壳17内的空气湿度和/或温度，可以为纱线51、52维持明确限定的条件，以便确保可以高效地切割纱线以生产形成座垫体的纤维材料。例如，可以通过空气控制装置16在外壳17内维持20℃到25℃、例如23℃的温度。可以通过空气控制装置16在外壳17内维持50％到60％的相对空气湿度。

空气控制装置16可以配置为控制纱线储存在其中的外壳17内的空气湿度和温度，使得由纱线供应装置10所供应的纱线具有至少2.5％的材料湿度。这已经证明导致在切割纱线来生产纤维材料时提供良好舒适性的座垫体。

纱线供应装置10可以包括朝着切割机系统20延伸的至少一个通道14、15。所述至少一个通道14、15可以与纱线供应装置10的外壳内所保持的空气流体连通。所述至少一个通道14、15可以配置为从外壳17延伸出的管。可以在所述至少一个通道14、15中引导纱线51、52。纱线51、52可以以使得纱线51、52至多在其输送到切割机系统的切割刀片的短距离上暴露于环境空气的方式，通过通道14、15从纱线供应装置输送到切割机系统20。

纱线供应装置10可以配置为分别以大于10m/min、例如至少100m/min的速度供应纱线51、52。例如，纱线供应装置10可以配置为分别以至少100m/min并且至多200m/min的速度供应纱线51、52。可以使用其他的供应速度。

纱线51、52可以分别由多根丝线组成。这些丝线可以为短纤维或连续的丝线。纱线51、52中可以包括不同横截面、材料和/或直径的丝线，如同将参照图3至图5更详细解释的。

尽管图1中示出两根纱线51、52和两个纱线卷轴11、12，但也可以使用其他数量的纱线。为了解释说明，可以从纱线供应装置10向切割机系统20供应至少四根纱线。纱线供应装置10可以配置为向切割机系统20输出四根或多于四根纱线。纱线供应装置10可以配置为向切割机系统20输出四至十六根纱线。

切割机系统20配置为将供应至此的纱线切割成段。可以通过将纱线切割成段来生产用于形成座垫体的粘合纤维和基质纤维二者。纱线中的至少一些可以由不同材料的混合物构成，使得第一丝线的段可以充当基质纤维且第二丝线的段可以充当基质纤维。

切割机系统20包括用于将纱线切割成段的一个或更多个切割刀片23、24。例如，可以提供旋转切割刀片23来切割纱线51。包括旋转切割刀片23的切割头可以包括固定的或反向旋转的切割刃，其中纱线51在旋转切割刀片23和切割刃之间被切割成段。可以使用传感器来测量作用到切割刀片23上的力和/或扭矩，并且可以基于所测量的力和/或扭矩对切割头的操作进行控制。用于切割另一根纱线52的另一个切割头可以包括旋转切割刀片24。该另一个切割头可以具有与包括切割刀片23的切割头相同的配置。

每个切割头可以包括用于引导纱线通过其中的通道。该通道可以配置为使得纱线被气流朝着相应的切割刀片23、24推进。可以通过相应切割刀片23、24的旋转来生成该气流，这引起通道出口和通道入口之间的压力差。该压力差形成将纱线朝着切割头推进的气流。纱线可以以超过10m/min的速度，例如以至少100m/min的速度朝着相应的切割刀片推进。

驱动装置25配置为旋转地驱动切割机系统20的切割刀片23、24。驱动装置25可以由控制装置26进行控制。控制装置26可以以协调的方式控制切割刀片23、24的操作和切割台的纱线进送器21的操作。控制装置26还可以可选地控制纱线供应装置10的驱动装置13。

切割机系统20可以包括纱线进送器21。纱线进送器21可以包括输送带或其他输送系统，其将纱线51、52从纱线供应装置10的输出端推进到包括旋转切割刀片23、24的切割台22。纱线送机器21可以配置为在管14、15的排出口处接收纱线51、52并且将纱线51、52传送到切割台22。纱线进送器21可以包括一个或若干个传送带、夹持和推进纱线51、52的夹持器或其他传送装置。

切割机系统20生产由纱线51、52切割成的纤维材料。由纱线51、52切割成的纱线段可以通过切割机系统20的切割动作而至少部分地展开成该纱线的丝线的段。切割机系统可以包括展开机构，其将纱线段展开成其丝线段，以便生产单根丝线段。

切割机系统20可以配置为切割具有2.5％或更大的材料湿度的纱线51、52。切割机系统20可以配置为切割以至少10m/min的速度(例如以至少100m/min且至多200m/min的速度)输送的纱线51、52。切割机系统20可以配置为切割以至少100m/min且至多300m/min的速度输送的纱线51、52。

切割机系统20可以配置为将纱线51、52切割成具有超过10mm的长度的段。切割机系统20可以配置为将纱线51、52切割成具有至少10mm且至多50mm的长度的段。切割机系统20可以配置为将纱线51、52切割成具有至少15mm且至多35mm的长度的段。切割机系统20可以配置为使得可以调整段的长度，从而用不同长度的纤维生产纤维材料。纤维的长度可以根据模具40中纤维材料的填充水平以受控的方式进行调整。

设备1包括输送系统30，其将纤维材料从切割机系统20的输出端输送到模具40中。输送系统30可以具有各种配置中的任意一种。为了解释说明，可以使用机械性移动的传送元件。输送系统30可以配置为产生气流、尤其是空气流，以将纤维材料从切割机系统20的输出端输送到模具40。输送系统30可以包括一个或若干个气流控制装置31、32，其可操作以产生从切割机系统20的输出端到模具40的气流。气流控制装置31、32中的每一个都包括通风器或另一个致动器，其可操作来产生气流。气流控制装置31可以配置为通过引导通道33将空气从切割机系统的输出端吸入到模具40中。气流控制装置31可以包括通风器，其在出口通道34、35处产生相对于切割机系统20的输出端处压强的负压。这提供产生将纤维材料从切割机系统20输送到模具40中的气流的吸力。模具40可以具有开口，输送纤维材料的气流可以通过该开口从模具40退出并且可以通过出口通道34、35排出。

输送系统30可以配置为在引导通道33中产生层流气流36。引导通道33的入口开口可以设置在切割刀片23、24之下。引导通道33的入口开口可以平行于向切割刀片23、24供应纱线的方向与切割刀片23、24偏置。气流36将纤维材料输送远离切割机系统并且随气流37延伸到模具中。在模具40中，气流可以转向，以便通过模具40中的开口离开模具。纤维可以通过这种气流模式在模具40中定向。

输送系统30可以配置为帮助将所切割的纱线段分离成其组成丝线。输送系统30可以产生帮助将所切割的纱线段分离成其组成丝线的段的流模式38。输送系统30可以配置为产生湍流或层流场38，其帮助将纱线段的丝线段彼此分离。输送系统30可以包括一个或若干个机械元件，其布置在纤维材料的输送路径中，以帮助将所切割的纱线段分离成组成丝线的段。

设备1可以包括中心控制单元3。中心控制单元3可以与切割机系统20的控制装置26连接。中心控制单元3可以与纱线供应装置10和/或输送系统30连接。中心控制单元3可以以协调的方式控制纱线供应装置10和切割机系统20的操作。中心控制单元3可以以协调的方式控制纱线供应装置10、切割机系统20和输送系统30的操作。中心控制单元3可以具有连接到切割机系统20的控制装置26的配合接口的接口。中心控制单元3可以直接控制纱线供应装置10的一个或若干个致动器和/或可以直接控制输送系统30的可动元件，例如通风器驱动装置。中心控制单元3可以与纱线供应装置10的对纱线供应装置10的一个或若干个致动器进行控制的控制装置连接。中心控制单元3可以与输送系统30的对输送系统30的操作进行控制的控制装置连接。

中心控制单元3可以被省略或者可以整合到设备1的功能单元中的一个或若干个中。例如，切割机系统20的控制装置26也可以执行中心控制单元3的功能，并且可以以与切割机系统20的操作相协调的方式控制纱线供应装置10和/或输送系统30的操作。

模具40可以包括可相对彼此移位的多个模具段41、42。模具40可以包括第一半模具41和第二半模具42，在二者之间限定有空腔43。第一半模具41和第二半模具42可以配置为在通过使纤维材料的至少粘合纤维热活化而使设置于模具40中的纤维材料59形成到座垫体中之前可相对于彼此移位。

对模具40中纤维材料的加热可以在通过输送系统将模具40以纤维材料填充的位置处执行。还可以为粘合纤维的热活化使模具40移位。

设备1可以配置为使得将通过切割纱线51、52所生产的纤维材料输送到模具40中而不积攒或存放在从切割机系统20到模具40的路径上。用于填充模具40的纤维材料可以按照对将纤维材料填充到模具40中的要求就地生产。

设备1可以配置为成批地生产纤维材料。切割机系统20可以在已经分别完成一批的生产后中断纤维材料的生产。为此，纱线进送器21可以停止向切割机系统20的切割刀片23、24进送纱线。将纱线切割成段可以暂时中止，直到模具40中积攒的纤维材料已经受到热活化并且已经从模具40移除。将纱线切割成段可以暂时中止，直到模具40准备好接收新一批纤维材料。

设备1的切割机系统20和输送系统30可以结合在一个结构单元中。例如，设备1可以包括框架，切割机系统20和输送系统30附接于该框架。用于固持模具40的支架可以附接于设备1的框架2。纱线供应装置10还可以附接于框架2。

图2是根据一个实施例的方法60的流程图。方法60可以由根据一个实施例的设备1自动地执行。在方法60中，通过切割纱线来生产纤维材料。所切割的纱线段的丝线段作为纤维材料被输送到模具中。一旦已经生产出一批纤维材料，模具中的纤维材料就可以形成到座垫体中，其包括对纤维的至少一部分进行热活化。

在61处，操作切割机系统来将一根或若干根纱线切割成段，以生产纤维材料。

在62处，确定是否已经生产出一批纤维材料。在62处的确定可以在开环控制下执行。可以检测预定时间间隔的终结来确定要在何时中断纤维材料的生产以允许插入到模具中的纤维材料进行热交联。可替换地或另外地，可以执行闭环控制来确定是否已经生产出一批纤维材料。可以监测供应给切割机系统的切割机的纱线的长度、穿过引导通道33的纤维材料的量和/或模具40的填充水平来确定是否已经生产出一批纤维材料。

在用纱线对纤维材料进行的分批生产中，一批可以对应于插入到模具中以形成一个座垫体的量的纤维材料。

如果确定尚未生产出一批纤维材料，那么可以在61处继续将纱线切割成段。

如果确定已经生产出一批纤维材料，那么该方法可以在63处继续。在63处，可以暂时停止对纱线的切割。切割机系统20的切割刀片可以继续旋转，但对切割刀片的纱线供应可以暂时停止。

在64处，当切割机系统20暂时停止生产新的纤维材料时，可以对插入到模具40的纤维材料进行加热。这引起至少粘合纤维的热活化。当座垫体从模具40移除时，该方法可以返回到步骤61来生产下一批纤维材料。

作为原材料供应给切割机系统20的多种纱线可以具有多种配置。当向切割机系统20供应多根纱线时，纱线中的每一根都可以是完全相同的。纱线中的每一根都可以由不同丝线的混合物构成。形成纱线的丝线可以分别为形成为纱线的连续丝线或短纤维丝线。

图3图示根据一个实施例的设备和方法的纱线51、52。尽管图3中示出两根纱线51、52，但可以向切割机系统供应多于两根的纱线。切割机系统可以具有四个或多于四个切割机，将一根纱线分别供应给这些切割机中的每一个。

纱线51、52具有完全相同的配置。纱线51、52中的每一根可以具有小于5000dtex的单位长度质量。纱线51、52中的每一根可以具有至多3300dtex的单位长度质量。

纱线51、52中的每一根可以由不同丝线的混合物组成。不同的丝线可以具有不同的横截面、直径和/或材料。第一丝型的丝线可以配置为在切割成段时形成基质纤维。第二丝型的丝线可以配置为在切割成段时形成粘合纤维。粘合纤维可以具有比基质纤维的熔化温度低的熔化温度。当在模具中加热纤维材料时，加热可以在高于粘合纤维的热活化温度且低于基质纤维的熔化温度的温度下进行。这引起粘合纤维至少部分地熔化并且形成热交联纤维的整体式垫体。

纱线51可以包括第一丝线71，其在切割成段时形成基质纤维。纱线51可以包括第二丝线72，其在切割成段时形成粘合纤维。纱线51中可以包括多于两根丝线。

被切割来形成基质纤维的纱线的丝线也可以被称为“第一型的丝线”。被切割来形成粘合纤维的纱线的丝线也可以被称为“第二型的丝线”。

第一型的丝线的单位长度重量可以大于第二型的第二丝线的单位长度重量。例如，第一型的丝线的单位长度重量与第二型的第二丝线的单位长度重量的比可以为1到1.3。

纱线中第一型的丝线的比率可以大于纱线中第二型的丝线的比率。第一型的丝线的数量与第二型的丝线的数量的比可以为至少70％/30％。第一型的丝线的数量与第二型的丝线的数量的比可以为70％/30％。第一型的丝线的数量与第二型的丝线的数量的比可以为75％/25％。第一型的丝线的数量与第二型的丝线的数量的比可以为80％/20％。

另一根纱线52具有与第一纱线的配置完全相同的配置。当向切割机系统供应多于两根纱线时，每根纱线可以具有参照纱线51所解释的配置。

第一丝线71可以分别具有圆形或三叶形的横截面。第二丝线72可以具有双组成(BiCo)丝线。第二丝线72可以具有内核74和围绕内核74的壳体73。当纱线51被切割成段而第二丝线72的段形成粘合纤维时，通过供应热量使壳体73活化。第二丝线72的段可以在由第一丝线71的段所形成的基质纤维之间提供热交联。

不同的丝线在被切割机系统切割成段时分别形成基质和粘合纤维，通过使用各自由所述不同丝线的混合物构成的纱线，可以调整纱线的数量。也可以更换纱线卷中的一个同时其他卷仍然向切割机系统提供纱线，因为每个切割刀片已经将由第一型的丝线的段形成的基质纤维和由第二型的丝线的段形成的粘合纤维的混合物输出。原材料的供应库存也得到便利，因为可以使用相同的纱线卷作为用于具有不同数量的切割机的设备的原材料。

通过切割多根纱线51、52中的每一根，可以获得基质纤维和粘合纤维的混合物以插入模具40中。提供若干根纱线减少了生产一批所需要的时间。

图4图示根据一个实施例的设备和方法的纱线51、52。尽管图3中示出两根纱线51、52，但可以向切割机系统供应多于两根的纱线。切割机系统可以具有四个或多于四个的切割机，分别将每一根纱线供应给这些切割机中的每一个。

纱线51、52中的至少两根具有不同的配置。纱线中的一根、例如纱线51可以仅由第一型的丝线71、75形成。丝线71、75的段形成插入到模具中的基质纤维。纱线中的另一根、例如纱线52可以仅由第二型的丝线72、76形成。丝线71、75的段形成插入到模具中的粘合纤维。第一型的丝线和第二型的丝线可以配置为参照图4所描述的那样。

如此挑选供应给切割机系统的纱线，使得针对供应给切割机系统的全部纱线所确定的第一型的丝线的数量大于针对供应给切割机系统的全部纱线所确定的第二型的丝线的数量。从而可以确定基质纤维对粘合纤维的期望混合比。例如，可以创建至少7/3的混合比。可以测量为不同丝线的重量比的该混合比可以等于或大于70％/30％。该混合比可以等于或大于75％/25％。该混合比可以等于或大于80％/20％。

不同的纱线可以具有不同数量的丝线。纱线中第一型的丝线的数量可以不同于相同纱线中第二型的丝线的数量。

图5图示根据一个实施例的设备和方法的纱线51、52。尽管图3中示出两根纱线51、52，但可以向切割机系统供应多于两根的纱线。切割机系统可以具有四个或多于四个切割机，分别将每一根纱线供应给这些切割机中的每一个。

纱线51、52中的至少两根具有不同的配置。纱线中的一根、例如纱线51可以仅由第一型的丝线71、75形成。丝线71、75的段形成插入到模具中的基质纤维。纱线中的另一根、例如纱线52可以由第一型的丝线和第二型的丝线形成。例如，纱线52可以包括第一型的丝线71，其可以与纱线51的丝线完全相同。纱线52可以包括第二型的丝线72，其被切割来形成粘合纤维。

对于图5中所图示的纱线51、52，如此挑选供应给切割机系统的纱线，使得针对供应给切割机系统的全部纱线所确定的第一型的丝线的数量大于针对供应给切割机系统的全部纱线所确定的第二型的丝线的数量。从而可以确定基质纤维对粘合纤维的期望混合比。例如，可以创建至少7/3的混合比。该混合比可以等于或大于70％/30％。该混合比可以等于或大于75％/25％。该混合比可以等于或大于80％/20％。

根据各种实施例的设备和方法可以配置为使得能够调整纤维的段的长度。例如，切割机系统可以配置为针对不同的座垫体将由至少一根纱线所切割成的段的长度设置为不同的值。该设备还可以配置为使得由至少一根纱线所切割成的段的长度可以在一批之内变化。由至少一根纱线所切割成的段的长度可以根据模具中纤维材料的填充水平而变化。因而可以在座垫体中形成纤维长度上的梯度。

图6是根据一个实施例的方法80的流程图。方法80可以由根据一个实施例的设备来执行。

在81处，操作切割机系统来将一根或若干根纱线切割成段。纱线的段可以展开为单独的丝线段。

在82处，确定是否要调整对于纱线的段被切割成的切割长度的调整标准。该标准可以根据模具中纤维材料的填充水平。当填充水平达到阈值时，可以调整切割长度。当填充水平达到若干个阈值中的任一个时，可以对切割长度进行调整。例如，可以将较长的纤维用于座垫体的中心部分，同时可以将较短的纤维用于座垫体更靠近表面的部分。如果确定不要调整切割长度，那么切割机系统可以继续切割出具有之前在81处所使用的切割长度的段。

在83处，如果确定要调整切割长度，那么调整切割机系统的控制以改变切割长度。可以增加向切割机进送纱线的速度以减小切割长度和/或可以减小速度以增加切割长度。可以减小切割刀片的旋转速度以减小切割长度和/或可以增加旋转速度以增加切割长度。

在84处，确定是否已经生产出一批。如果纤维材料的量仍然小于一批所需要的量，那么该方法可以返回81处。如果需要，可以在83处再次调整切割长度。

如参照图2所解释的，在85和86处，当已经生产出一批时，可以暂时停止进送纱线。

在87处，监测对生产新一批纤维材料的触发。如果未检测到该触发，可以在等待时间88后继续针对该触发的监测。如果检测到该触发，该方法可以返回步骤81以生产新的一批。

图7是由通过切割纱线所生产的纤维材料形成的座垫体91的横截面图。座垫体91可以具有中心部分92和边界部分93、94。边界部分93、94可以具有暴露的表面。可以针对中心部分92和边界部分93、94将粘合纤维和基质纤维的长度设置为不同的值。例如，中心部分92可以由具有第一长度的纤维形成，而边界部分93、94可以由具有短于第一长度的第二长度的纤维形成。当将纤维材料插入到模具中时，可以调整由纱线所切割成的纱线段的切割长度，以便在纤维长度上产生变化。

可以根据座垫体91中纤维的功能来设置纤维长度。例如，中心部分92可以提供回弹特性。中心部分92中的纤维可以主要沿座垫体的主负载方向定向。边界部分93、94中的纤维可以由具有较短长度的由纱线所切割成的丝线段形成，以便在座垫体的表面处提供更加均一的感觉和触感。

在根据实施例的设备和方法中，可以将纤维材料填充到模具中作为通过将纱线切割成段所生产的松散纤维材料。可以通过蒸汽、温热气体或通过其他方式来加热纤维材料，以使粘合纤维热活化并且将座垫体形成为一个整体。座垫体可以形成为使得其不具有使纤维材料的预制层在此相互邻接的任何尖锐区域边界。座垫体可以形成为使得其在纤维定向和/或纤维密度上具有渐进变化。

图8是通过由根据实施例的设备或方法所生产的座垫体101的详细横截面图。图8的横截面图是沿垂直于座垫体101的主面且平行于座垫体101的主负载方向的平面所取得的。座垫体101配置为在将沿主负载方向102定向的力施加到座垫体101上时提供回弹特性。

座垫体101具有两个主面103、104，其布置为在座垫体101上彼此相对。主面103、104可以具有近似平面的形状，其基本上垂直于主负载方向102延伸。座垫体101可以配置为使得主负载方向102限定主面103和104的平面的法线。可以在主面上设置凸起或凹槽(未在图8中示出)以限定用于结构性或功能性的座椅部件的附接区域。

座垫体101是由热交联的纤维整体形成的单一体。形成座垫体的纤维材料可以包括至少两种不同类型的纤维，即粘合纤维和基质纤维。可以通过将纱线切割成段来生产粘合纤维和基质纤维。粘合纤维是可以通过向其供应热量来进行热活化的纤维。一旦进行热活化，每一根粘合纤维的至少一部分熔化，从而引起基质纤维的形成。可以使用各种已知的纤维类型作为粘合和基质纤维。形成座垫体的纤维材料可以包括能够由再循环材料获得和/或能够以有效率的方式进行再循环的纤维。粘合纤维可以是双组成(BiCo)纤维。粘合纤维可以具有比基质纤维的熔化温度低的热活化温度。根据示例性实施例，粘合纤维可以是具有聚酯或聚酰胺内核并且具有聚酰胺或改性聚酯覆盖层的BiCo纤维。BiCo纤维在横截面上可以具有三叶形的形状。基质纤维可以由聚酯或聚酰胺形成并且具有至少比粘合纤维的覆盖层的熔化温度高的熔化温度。基质纤维可以具有优选为10到100detx的线性质量密度。粘合纤维可以具有优选为7到40detx的线性质量密度。形成座垫体的纤维材料可以包括多于一种类型的基质纤维和/或多于一种类型的粘合纤维。

座垫体101包括多个不同的部分105-107。这些部分在特性纤维定向和/或座垫体101的密度和/或平均纤维长度方面区别于彼此。在不同的部分之间不存在尖锐边界。然而，座垫体101在不同部分之间在纤维定向和/或座垫体密度上展现出渐进的过渡。座垫体101区别于通过将预成型的垂直放置的纤维片熔断而形成的本体，尤其是因为其不包括尖锐区域边界，这提高了耐久性和舒适度。

座垫体101具有回弹部分105。回弹部分105具有对应于座垫体的主负载方向102的纤维定向。即，回弹部分中纤维的优选定向对应于主负载方向102并且垂直于座垫体101的至少一个主面103。由于纤维基质、纤维形状和纤维定向上的统计分布的形成，在回弹部分中并非所有的纤维都将沿主负载方向102定向。如果超过50％的纤维各自相对主负载方向102以小于45°的角度定向，那么可以将回弹部分105视为具有沿主负载方向102的纤维定向。换言之，在回弹部分105中，大部分的纤维相对于主面103的平面以大于45°的角度设置。

回弹部分105中的纤维配置示意性表示在插入图115处。如插入图115中所见，回弹部分105中大部分的纤维可以相对于主负载方向以小于45°的角度定向，并且纤维间隔可以是足够大的，以允许纤维在直接沿主负载方向102定向时进行转向。使主要平行于主负载方向102设置的纤维相互连接的交联纤维允许纤维基质在回弹部分105中形成。

座垫体101可以包括分别设置在主面103和104处的另外的部分106、107。另外的部分106、107分别在纤维定向或座垫体密度中的至少一项方向区别于彼此。在图8的座垫体101中，另外的部分106和107中的纤维分别具有与其所设置于的主面的平面平行的优选方向。座垫体在主面103或104处的密度可以大于回弹部分105中的密度。另外的部分106和107中纤维的平均长度可以不同于回弹部分105中纤维的平均长度。

主面103处所设置的另外的部分106中的纤维配置示意性表示在插入图116处。如插入图116中所见，另外的部分106中的大部分纤维可以相对于主面103的平面以小于45°的角度定向，并且所述纤维的填充密度可以大于回弹部分105中的填充密度。另外的部分106中的纤维可以具有比回弹部分105中纤维的平均长度短的平均长度。设置在另一个主面104上的另外的部分107可以在纤维定向和座垫体密度方面具有类似于部分106的配置。

如以上所表明的，座垫体101可以由根据实施例的设备和方法以单一的方式形成。座垫体101可以形成为使得回弹部分105和另外的部分106和107之间在纤维定向和密度方面分别存在渐进的过渡。座垫体101可以包括过渡部分108，其设置在回弹部分105和主面103上的另外的部分106之间。在过渡部分108中，纤维定向从回弹部分105的纤维定向渐进变化到主面103上的另外的部分106的纤维定向，而垫体的密度从回弹部分的密度渐进变化到主面103上的另外的部分106的密度。回弹部分108中的纤维配置示意性表示在插入图117处。

座垫体101包括过渡部分109，其设置在回弹部分105和主面104上的另外的部分107之间。在过渡部分109中，纤维定向从回弹部分105的纤维定向渐进变化到主面104上的另外的部分107的纤维定向，而垫体的密度从回弹部分105的密度渐进变化到主面104上的另外的部分107的密度。

座垫体101可以由包括粘合和基质纤维的纤维材料以单一方式形成。尽管座垫体101具有在纤维定向和/或座垫体密度方面区别于彼此的部分，但就在具有不同纤维定向和/或座垫体密度的部分之间不存在尖锐区域边界而言，座垫体101是均一的。因而形成为单一体的座垫体101具有可以大于4cm的高度112。具有高度111的回弹部分105可以设置为与主面103和104二者间隔开。

纤维可以在座垫体的不同部分之间延伸。例如，至少基质纤维可以具有优选大于15mm的长度。为了进一步说明，至少基质纤维可以具有优选小于或等于35mm的长度。纤维中的至少一些可以从回弹部分105延伸到主面103上的另外的部分106中或延伸到主面104上的另外的部分107中。

在座垫体101中，具有沿主负载方向102的纤维定向的回弹部分105提供良好的通气性和回弹性。通过以单一方式使热交联纤维形成座垫体101，获得了良好的耐久性和舒适性。

在根据实施例的设备、方法和系统中，可以使用输出气体射流的一个或若干个喷嘴。所述至少一个喷嘴可以设置为在气流中生成速度梯度，在所述气流中将纱线段输送远离切割机系统。这种喷嘴对于改进所切割的纱线段的丝线的分离是有效的。这种喷嘴对于将所切割的纱线的段携带到将所述段输送到模具的气流中是有效的。

图9是示出根据一个实施例的设备1的简图。该设备包括一个喷嘴或若干个喷嘴121、122。每一个喷嘴121、122配置为输出气体射流。所述至少一个喷嘴121、122可以设置在切割机系统的切割刀片附近。

所述至少一个喷嘴121、122可以配置为输出气体射流。喷嘴开口处气体射流的速度可以大于由输送系统所生产的气体层流的流动速度。从而在从切割机系统到模具的流场中产生速度梯度。该速度梯度可以由切割机系统的切割刀片附近的至少一个喷嘴121、122来产生。该速度梯度可以局限于在切割机系统的下游和附近的区域。

由所述至少一个喷嘴121、122所输出的气体射流可以是脉冲气体射流。气体射流的脉冲操作可以由控制单元3或控制装置26来进行控制。

由所述至少一个喷嘴121、122所输出的气体射流使所切割的纤维段加速。能够与垂直于气流方向上的速度大小的变化相对应的速度梯度帮助所切割的纱线段的丝线进行分离。提供至少一个喷嘴121、122还可以帮助减小由切割机系统所产生的、在设备1的环境中可察觉的噪声。

尽管已经详细描述根据实施例的设备和方法，但可以在另外的实施例中进行替代和修改。例如，尽管可以使用通过生产气流输送纤维材料的输送系统来将纤维材料输送远离切割机系统并使其进入模具，但输送系统也可以以其他方式来实施。例如，可以设置将纤维材料从切割机系统移除并将其朝着模具传送的一个或若干个传送带。

尽管已经描述在插入模具之后对纤维进行定向的生产座垫体的方法，但也可以在将纤维插入到模具中之前形成沿优选方向定向的纤维。纤维可以插入到模具中，使得其优选方向对应于模具之内所形成的座垫体的主负载方向。即，可以输送纤维，使得其优选方向垂直于由模具的内表面所限定的主面。

根据实施例的设备和方法可以用于生产能够整合到各种座椅中的座垫。可以使用座垫体的示例性座椅包括汽车座椅、火车座椅、飞机座椅、家用座椅和办公室用座椅。根据多种实施例的座垫体还可以在多种座椅部件上使用。例如，座垫体可以在容纳人大腿的座椅部分、在支撑人后背的靠背部分或在头枕部分或期望缓冲的其他部件处使用。

Claims (13)

1.一种用于用纤维材料生产座垫体(91；101)的设备，所述设备包括：

切割机系统(20)，其配置为切割至少一根纱线(51、52)来生产所述纤维材料，其中，所述切割机系统(20)配置为切割所述至少一根纱线(51、52)来生产基质纤维和粘合纤维，所述粘合纤维配置为在模具(40)中受到热活化，其中，所述至少一根纱线(51、52)包括第一丝线(71；71、75)和第二丝线(72；72、76)，并且其中，所述切割机系统配置为通过切割所述至少一根纱线(51、52)来生产所述第一丝线(71；71、75)的段和所述第二丝线(72；72、76)的段，以生产所述基质纤维和所述粘合纤维，以及

输送系统(30)，其配置为将所述纤维材料从所述切割机系统(20)输送到所述模具(40)。

2.根据权利要求1所述的设备，

其中，所述第一丝线(71；71、75)和所述第二丝线(72；72、76)在以下各项中的至少一项上区别于彼此：

材料；

直径；或

横截面形状。

3.根据权利要求1所述的设备，

其中，所述切割机系统(20)配置为将所述至少一根纱线(51、52)切割成至少两种不同长度的段来生产所述纤维材料。

4.根据权利要求1所述的设备，

其中，所述输送系统(30)配置为产生将所述纤维材料输送远离所述切割机系统(20)的气流(36-38)。

5.根据权利要求4所述的设备，

其中，所述输送系统(30)配置为使从所述至少一根纱线(51)切割成的纱线段的丝线在所述气流(36-38)中分离。

6.根据权利要求5所述的设备，

其中，所述输送系统(30)配置为产生所述气流(36-38)，使得所述气流(36-38)从所述切割机系统(20)流动到所述模具(40)。

7.根据权利要求5所述的设备，

其中，所述输送系统(30)配置为通过控制所述气流以在所述模具中对所述纤维材料进行定向。

8.根据权利要求1所述的设备，还包括：

控制装置(26)，其配置为控制所述切割机系统(20)来成批地生产所述纤维材料。

9.根据权利要求8所述的设备，

其中，一批所述纤维材料对应于插入到所述模具(40)中以形成一个座垫体(91；101)的量的纤维材料。

10.根据权利要求8所述的设备，

其中，所述控制装置(26)配置为在已经通过所述切割机系统(20)生产出一批所述纤维材料后，暂时地阻止所述切割机系统(20)切割所述至少一根纱线(51、52)。

11.根据权利要求1所述的设备，还包括：

加热系统，其配置为在所述模具(40)中加热所述纤维材料以热活化所述纤维材料的纤维的至少一部分。

12.一种用纤维材料生产座垫体的方法，所述方法包括：

通过切割机系统(20)切割至少一根纱线(51、52)来生产所述纤维材料，其中，切割所述至少一根纱线(51、52)的步骤包括切割所述至少一根纱线(51、52)来生产基质纤维和粘合纤维，所述粘合纤维在模具(40)中受到热活化，其中，所述至少一根纱线(51、52)包括第一丝线(71；71、75)和第二丝线(72；72、76)，并且其中，切割所述至少一根纱线(51、52)的步骤包括通过切割所述至少一根纱线(51、52)来生产所述第一丝线(71；71、75)的段和所述第二丝线(72；72、76)的段，以生产所述基质纤维和所述粘合纤维，以及

将所述纤维材料从所述切割机系统(20)输送到所述模具(40)。

13.根据权利要求12所述的方法，

其由根据权利要求1所述的设备(1)来执行。