CN112048800A - 刚度提高的用于织机的综框横杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刚度提高的用于织机的综框横杆，由金属挤压型材组成，包括在横杆(H)的内部纵向边缘处以附件(C)结尾的空心体(B)，所述附件(C)用于连接综条(L)。横杆(H)还包括加强元件，其由固定在至少在空心体(B)的外边缘处形成的腔内的杆(1)和覆盖所述杆(1)和横杆(H)的空心体(B)的相应外侧的至少一部分的板(2)组成。所述加强元件由具有高弹性模量的复合材料制成。

Description

刚度提高的用于织机的综框横杆

技术领域

本发明涉及一种具有提高的刚度的综框横杆，其用于织机，特别是用于高速织机，例如喷气织机。特别地，本发明涉及一种包括加强元件的综框横杆，该加强元件布置成以提高其在综框的运动平面内的抗弯和抗剪刚度，从而优化其操作性能并确保其更长时间的结构完整性。

背景技术

众所周知，综框是用于织机的装置，其中其通过由织机控制的沿垂直于编织平面的交替运动来控制成组的经纱的运动，从而形成梭口，其中纬线是同步插入的。当制造最简单的织物即所谓的布料时，综框为两个，并且经线交替地连接至所述综框中的一个或另一个。对于图案更复杂的织物，还有更多的综框，例如最多24个综框，还通过使用质量或颜色不同的经纱和纬纱，每个综框都在较少数量的经纱上操作以创建更复杂的图案。

综框在合适的侧向引导件内相对于织物形成平面在上下位置之间滑动，并且通过致动钩在综框上的拉杆来控制在该运动中的综框。织机以已知的方式将运动赋予所述拉杆，以形成期望的和预定的织物图案。

在当今各种类型的织机中，特别是针对喷气织机构想了本发明，其中在综框的交替运动期间，压缩空气射流用于将纬纱插入通过在经纱之间形成的梭口。由于不存在插入纬纱的移动机械构件，因此在喷气织机中，可以实现比在剑杆织机或片梭织机中更高的操作速度；因此，由于如此高的运行速度所引起的高应力，当前用于喷气织机的综框使用寿命太短。

每个综框都由两个平行的横杆组成，将钢或其他材料的薄杆(实际上是“综片”)以一定的间隙插入所述横杆上，并设有中央孔眼，一根或多根经线穿过该孔眼，两个侧部件横向连接横杆的相对端。此外，侧部件与上述侧引导件配合以确定综框的交替运动。为了具有稳定的框架结构，侧部件和横杆通过合适的连接接头在框架的四个角处相互固定。所述上和下横杆必须具有减小的厚度和重量，以限制综框的整体惯性质量，然后在操作期间需要通过致动拉杆降低推力和拉应力。因此，通常将横杆制成为低比重材料(通常为铝或铝合金)的空心挤压型材。然而，另一方面，综框横杆的结构必须具有这样的刚性，以充分承受在综框的非常快速的交替运动期间出现的高应力。实际上，由于经纱张力和综片与横杆的总惯量，喷气织机的极高的运行速度会导致综框交替运动期间在运动反转阶段横杆上产生很高的峰值应力。上述峰值应力导致横杆在综框运动平面上的翘曲构型，其最大翘曲高度在横杆的中心点处。

但是，这种局部翘曲不能达到使综片在横杆上的正常间隙无效的程度，因为这将导致综片粘在横杆上，并导致综片沿综框的不均匀分布，并且因此随之而来的是织物中缺陷的出现，甚至随着时间的流逝，甚至出现综片的变形/断裂。

因此，最终发现，轻合金薄壁空心型材(其惯性极低，因此令人满意地满足了综框高速交替运动的严格要求)不足以单独地提供这种横杆刚度以随着时间的流逝最佳和稳定地承受由于喷气织机典型的高操作速度而在横杆上产生的极高的峰值应力。

因此，近来市场上对提供综框横杆的需求不断增长，这些综框横杆要在综框的运动平面内表现出足够的抗弯刚度，这对于将峰值应力下的局部翘曲包含在可接受的范围内很有用，然而，保持轻量化，以便在高速操作过程中提供横杆的总体更好的稳定性，更好地保护综片的机械完整性并延长综框的使用寿命。

US-3754577(1973)公开了一种综框结构，其中在横杆的外边缘上并且还可能在其内边缘上设置两个相对的长形加强元件，这种加强元件在设置在制造横杆主体的型材中的相应腔中用粘合剂胶粘。所述加强元件由具有高弹性模量的材料制成，例如基于钢或碳纤维的层压板，以便增加横杆的抗弯刚度，并且根据横杆的弯曲刚度的期望的增加量来确定其厚度和长度。用于获得显示出所需性能的产品的基本特征是，将加强元件稳定地结合到用于制造横杆主体的轻质合金型材上；然而，由于在加强元件和构成横杆主体的型材之间的接触面较小，因此在该专利中公开的横杆结构中不能令人满意地实现该特征。

EP-1528130(2005)公开了一种综框结构，该综框结构与US-3754577中所述的综框结构非常相似，但是其中加强元件的结合表面显著增加。实际上，在横杆的每个边缘处插入了单个加强元件，并且该加强元件与制成横杆主体的型材一样厚。这种设计使得加强元件与横杆的结合更加稳定，这是由于加强元件更大，因此更深地包含在制造横杆主体的型材结构中。但是，这种结构必然要求所述型材具有非对称的结构，因为容纳加强元件的空腔的封闭壁只能布置在型材本身的横向位置。然而，制成横杆主体的型材的这种非对称结构不是优选的，因为它可以在综框的扩展使用下促进横杆的翘曲和扭转。

因此，上述已知的横杆代表针对上述技术问题的两种不同的解决方案，但是，该解决方案引入了目前尚未解决的其他缺点。具体而言：在由US-3754577专利公开的解决方案中，加强元件的潜在不稳定和因此无效的结合；在EP-1528130专利公开的解决方案中，制成横杆主体的型材是非对称结构。

因此，仍然存在尚未完全解决的技术问题，即提供一种具有改善的抗挠性和抗剪刚度的综框横杆的技术问题，以使其适用于高速喷气织机，但是同时在将加强元件到制成横杆本体的型材的结合方面没有关键问题，并且其中所述型材还具有完全对称的结构，从而在应力下保持完美的平衡性能。

在这个问题的范围内，本发明的第一个目的是提供一种综框横杆，其中，相对于直接接触制造横杆主体的型材的加强元件的表面积，所述加强元件的结合表面显著增加，以改善所述型材和加强元件之间相互结合的条件。

因此，本发明的另一个目的是在不显著增加其重量的情况下，特别是在横杆与侧部件之间的联接接头处产生高集中应力的横杆的端部中增加横杆本体的抗剪刚度。

发明内容

通过具有在权利要求1中限定的特征的用于织机的综框横杆解决了该问题并且实现了这些目的。在从属权利要求中限定了所述横杆的其他优选特征。

附图说明

然而，根据本发明的优选实施例的以下详细描述，本发明的综框横杆的其他特征和优点将变得更加明显，所述实施例仅作为非限制性示例给出并且在附图中示出，其中：

图1是根据本发明的包括横杆的综框的角部的透视图；和

图2是沿着图1的横杆的上部的竖向平面截取的截面图。

具体实施方式

图1示意性地示出了包括根据本发明的横杆的综框的总体构造；为了便于说明，在图中仅示出综框的角部。所述综框以本身已知的方式包括两个侧部件F和两个横杆H，即，上横杆和下横杆，它们通过适当的联接接头以直角相互固定在综框的四个角处，所述联接接头通过紧固螺钉V而锁定。每个横杆H由金属挤压型材(最好由铝合金制成，或者也可能由复合材料制成)组成，其包括空心主体B，其在横杆的内部纵向边缘处以扁平附件C终止，所述扁平附件C被适当地布置用于附连综片L。

根据本发明，如图1和2清楚所示。如图1和图2所示，为了解决上述问题，横杆H在其自己的纵向外边缘处边缘部分P，其具有I形横截面。所述I形部分的翼部与空心体B一样大，而所述I形部分的芯部沿着横杆H的竖向中间平面布置。因而形成两个相对的纵向腔，其相对于横杆H的竖向中间平面对称，所述腔每个都具有面向横杆H的相应侧的开口。

根据本发明，通过在上述类型的横杆结构中使用两个不同的加强元件，可以实现允许实现期望目的的解决方案。具体地，第一加强元件包括一对杆1，每个杆固定在形成在横杆的边缘部分P中的相对的空腔中的相应的一个内。而第二加强元件由一对片材2组成，每个片材固定在主体B的两个相对侧之一上或其至少一部分上，并且延伸以完全覆盖相应的杆1。

前述的加强元件，即杆1和片材2，由具有高弹性模量的拉挤或层压复合材料制成，特别是基于通用(GP)标准碳纤维的复合材料，其弹性模量为约200GPa，或基于高模量碳纤维(HM和UHM)的复合材料，其弹性模量为300至600GPa以上。杆1和片材2优选地例如由浸渍有环氧树脂的碳纤维层组成，纤维沿着横杆H的长度单向地布置。或者，片材2优选地由浸渍有环氧树脂的碳纤维织物构成，碳纤维沿彼此成直角且相对于横杆H的纵向成约45°角的方向布置在两个重叠的层中；最后一种更昂贵的图案对于更好地分配和吸收横杆H上的剪切载荷特别有用，特别是当为了减小横杆的整体质量其竖向壁非常薄时。作为环氧树脂的替代，也可以使用聚酯树脂、乙烯基酯树脂或其他热固性聚合物材料。

如现有技术中已知的，通过粘接剂将杆1和片材2彼此固定并且固定至横杆的相应支撑表面。加强元件的上述布置使得由于杆1与片材2之间的粘结因为这两个组件具有共用的聚合物基体而非常坚固，因而可以实现横杆1与制成横杆H的型材特别牢固和稳定地结合，使得这两个加强元件在应力下表现为单个元件。因此，杆1到横杆H的结合表面不再仅仅限于所述杆的与横杆H直接接触的表面，而是现在在横杆H的外侧的至少一部分上延伸，并且因此其宽度明显大于上述现有技术横杆中使用的加强杆结合表面。

考虑到复合材料的高成本，可以适当地优化横杆H的外侧上的片材2的最大延伸范围，以便仅获得粘合力的增大，其刚好足以对于综框的预期使用寿命将杆1稳定地保持在适当位置，或者也具有横杆2的特定加强效果，当横杆由非常薄的金属材料制成时，这种加强效果特别有用。作为通过粘合剂将条1与相应的片材2相互结合的替代方案，还可以预先同时层压这两个组件，以使它们共用聚合物基体，因此实际上表现为单个连续元件。

从上面的描述中可以清楚地理解，由设置在根据本发明的综框横杆H中的由杆1和片材2组成的加强元件使得可以完美地实现预期的目的。

布置在横杆H的边缘部分P的相应腔内的加强杆1实际上提高了横杆H在综框的运动平面中的抗弯刚度，显著减少了横杆H在使用中的翘曲，并且因此在综框的高速交替运动期间，最大翘曲高度是在其中心区域。由于其在制成横杆H的型材上的延伸的结合表面，借助于复合材料的片材2，即使经过长时间的工作，所述杆1也仍然与横杆H完美地形成一体。因此可以避免已知的综框的粘着、变形和折断现象，这当横杆的最大翘曲高度变得大于横杆H上的综片的所需设定游隙时发生，如在已知类型的横杆中当经受特别高的工作速度时，在不令人满意的短时间使用之后发生。

上面相对于横杆H的外边缘所描述和示出的加强杆1的创新结构显然也可以在横杆H的内边缘处相同地重复，从而对于弯曲行为具有横杆的完美的对称结构。可替代地，在图1所示的优选实施例中，通过使用综片保持板S作为用于将综片L钩挂在横杆H的内部纵向边缘上的装置，实现了横杆H的内部边缘的相当的加固，所述综片保持板优选地由钢制成并且是本申请人在EP-1790761专利中公开的类型。实际上，由于钢板S与横杆H的附件C的相应肋的过盈配合，这种钢板S刚性地联接至横杆H的主体，因此对于综框的运动平面中的弯曲应力，用作其下部加强元件。

因此，加强板2执行两种不同的功能。根据对于实现本发明的目的关键的第一功能，加强板2将杆1的结合区域延伸至形成横杆H的型材的部分或全部侧面，从而使这种锚固随着时间推移更加稳定。此外，当片材2进一步在横杆H的外侧的大部分上或在其整个侧表面上延伸时，，当考虑到这些竖向壁必须具有非常小的厚度以减小整体质量并因此减小横杆H的惯性时，它们还通过增加横杆H的竖向壁的结构性抗剪应力性能而执行第二附加功能。特别地，加强片材2能够以更大的有效性和和耐用性承受在横杆H的相对两端产生的集中应力，在综框交替运动的每次反转过程中，横杆H的竖向壁通过将横杆H与侧部件F相连的接头而承受很高的剪应力。为了节省昂贵的复合材料，可以使片材2根据横杆H的不同部分的局部应力强度而以不同的范围覆盖横杆的空心体B的外侧。特别有利的是，仅在由侧部件/横杆接头产生较高的局部应力的横杆H的相对端部处采用所述外侧的完全覆盖，而应力均匀分布的横杆H的其余部分只是部分覆盖。

最后，应当指出的是，由于制成加强元件的复合材料的特定性能，所述加强元件1和2进一步提供了横杆H在相应的侧向引导件上的振动的令人满意的衰减效果，因此限制了在综框移动期间，源自综片对横杆的冲击的噪音水平，这是织机的主要噪音来源之一。

然而，应理解，本发明不应被视为限于以上所说明的特定实施例，其仅是其示例性实施例，而是可以在本领域技术人员力所能及的范围内进行各种变化，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的范围仅由所附权利要求限定。

Claims (12)

1.一种综框横杆，其用于织机并且由型材组成，该型材包括在横杆(H)的内部纵向边缘处以附件(C)结尾的空心体(B)，所述附件(C)布置成用于附接综框(L)，其特征在于，所述综框横杆还包括由杆(1)和片材(2)组成的加强元件，所述杆固定在至少在所述空心体(B)的外边缘处形成的空腔内，所述片材覆盖所述杆(1)和空心体(B)的相应外侧的至少一部分，并且所述加强元件(1、2)由具有高弹性模量的复合材料制成。

2.根据权利要求1所述的综框横杆，其特征在于，所述空腔对称地形成在空心体(B)的具有I形横截面的边缘部分(P)中，其中所述I形部分的翼部与与空心体(B)的宽度一样大，并且所述I形部分的芯部沿着横杆(H)的中间平面布置。

3.根据权利要求1或2所述的综框横杆，其特征在于，所述具有高弹性模量的复合材料由在聚合物基体中的碳纤维拉挤或层压的复合材料制成。

4.根据权利要求3所述的综框横杆，其特征在于，所述加强元件(1、2)中的至少一个的碳纤维平行于横杆(H)的纵向方向单向布置。

5.根据权利要求3所述的综框横杆，其特征在于，所述杆(1)的碳纤维平行于横杆(H)的纵向单向布置，而所述片材(2)的碳纤维沿相对于横杆(H)的纵向方向形成大约45°的角度的相互垂直的方向布置在重叠的层中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的综框横杆，其特征在于，所述杆(1)和所述片材(2)通过粘合剂固定至横杆(H)的空心体(B)，并且彼此固定。

7.根据前述权利要求1至5中任一项所述的综框横杆，其特征在于，所述杆(1)每个都与对应的片材(2)一起整体地预成型为具有共用的聚合物基体的单个元件，并且该单个元件通过粘合剂固定至横杆(H)的空心体(B)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的综框横杆，其特征在于，所述金属型材由轻合金、优选铝合金制成。

9.根据前述权利要求中任一项所述的综框横杆，其特征在于，所述复合材料的聚合物基体基于环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基酯树脂或其他热固性聚合物材料。

10.根据前述权利要求1至7中任一项所述的综框横杆，其特征在于，所述杆(1)也设置在横杆的所述空心体(B)的内边缘处。

11.根据前述权利要求1至7中任一项所述的综框横杆，其特征在于，通过与所述附件(C)的相应肋的过盈配合，钢综框保持板(S)固定至所述附件(C)。

12.根据前述权利要求1至7中的任一项所述的综框横杆，其特征在于，所述片(2)在所述横杆(H)的相对端部处覆盖所述空心体(B)的外表面的整个表面，并且在横杆(H)的其余部分中仅覆盖所述表面的一部分。

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