CN115710784A - 用于线材的在线处理的系统 - Google Patents

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CN115710784A CN202211412761.9A CN202211412761A CN115710784A CN 115710784 A CN115710784 A CN 115710784A CN 202211412761 A CN202211412761 A CN 202211412761A CN 115710784 A CN115710784 A CN 115710784A
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Abstract

本发明提供了一种用于至少一个线材的在线处理的系统。该系统被构造为用于线材消耗装置，并包括：处理单元，其具有相对于所述至少一个线材布置在不同位置处的多个喷嘴，所述至少一个线材在使用时处于运动状态，每个喷嘴被构造为在启动时将一种或多种涂敷物质分配到所述至少一个线材上；以及至少一个线材配合装置，其被构造为随着所述至少一个线材移动通过所述处理单元而使所述至少一个线材沿着其纵向轴线旋转。

Description

用于线材的在线处理的系统
本申请是申请日为2017年05月17日，申请号为CN201780031059.9，发明名称为“用于线材的在线处理的系统”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及与线材消耗装置一起使用的用于对线材进行在线处理的系统。
背景技术
已经建议对一些线材消耗装置(例如刺绣机器等)设置在线设备，其被设计为对线材提供某些处理。这样的在线设备可以例如用于对线材染色，从而当制造多色图案时多个颜色喷嘴可以代替当前使用的多个预先染色的线材。
当喷嘴被布置为对经过的线材染色时，液滴将在特定的周向位置撞击线材。由于线材和染料的特定属性，不能确保染料将围绕线材的周向浸染。因此，导致不均匀的染色。
考虑到此问题，存在对于改善的用于线材的在线处理的系统的需求，解决上述缺点。
发明内容
根据第一方面，提供了一种用于至少一个线材的在线处理的系统。该系统被构造为用于线材消耗装置，并包括：处理单元，其具有相对于所述至少一个线材布置在不同位置处的多个喷嘴，所述至少一个线材在使用时处于运动状态，每个喷嘴被构造为在启动时将一种或多种涂敷物质分配到所述至少一个线材上；以及至少一个线材配合装置，其被构造为随着所述至少一个线材移动通过所述处理单元而使所述至少一个线材沿着其纵向轴线旋转。
所述至少一个线材配合装置中的一个可以布置在所述处理单元的沿着所述至少一个线材的行进方向的下游侧。
所述至少一个线材配合装置可以被构造为将转矩施加到所述至少一个线材，以开始所述至少一个线材的旋转。
所述配合装置可以包括配合表面，其在与所述至少一个线材进行接触时提供所述至少一个线材的旋转。
在一个实施例中，所述至少一个线材配合装置是导引构件。
所述至少一个线材配合装置中的一个能够移动，以控制所述至少一个线材沿着其纵向轴线的旋转。
所述至少一个线材配合装置可以是一个或多个管状构件，所述至少一个线材通过所述管状构件被导引。
在一个实施例中，一个管状构件被布置在所述处理单元的下游侧，并且/或者一个管状构件被布置在所述处理单元的上游侧。
所述管状构件的内径可以进行选择，使得所述管状构件的内壁向所述至少一个线材施加摩擦力。
所述管状构件能够沿着其纵向轴线旋转。
在一个实施例中，所述至少一个线材配合装置包括具有外表面的旋转配合构件，所述至少一个线材在所述外表面上被导引以提供旋转。
所述系统可以还包括至少一个线材导引构件，其被布置在所述至少一个线材配合装置的下游和/或上游。
所述喷嘴可以是喷墨喷嘴，并且所述涂敷物质可以是染色物质。
根据第二方面，提供了一种线材消耗装置。所述装置包括线材消耗单元和根据第一方面的系统。
线材消耗单元可以是刺绣单元、缝纫单元、针织单元或编织单元。
根据第三方面，提供了一种用于提供用于线材的在线处理的系统的方法。所述方法包括如下步骤：提供处理单元，其具有沿着线材布置在不同纵向位置处的多个喷嘴，每个喷嘴被构造为在启动时将涂敷物质分配到所述线材上；以及提供线材配合装置，其被构造为随着所述线材移动通过所述处理单元而使所述线材沿着其纵向轴线旋转。
根据第四方面，提供了一种用于对至少一个线材在其被供给到线材消耗装置之前提供处理的方法。所述方法包括如下步骤：供给所述至少一个线材，使得其与至少一个线材配合装置配合，从而使得所述至少一个线材引起沿着其纵向轴线旋转，以及使所述至少一个线材通过处理单元，所述处理单元具有相对于所述至少一个线材布置在不同位置处的多个喷嘴，每个喷嘴被构造为在启动时将一种或多种涂敷物质分配到所述至少一个线材上。
一种系统，与线材消耗装置一起使用的用于对至少一个线材进行在线处理，包括：
处理单元，具有相对于所述至少一个线材布置在不同位置处的多个喷嘴，所述至少一个线材在使用时处于运动状态，每个喷嘴被构造为在启动时将一种或多种涂敷物质分配到所述至少一个线材上；以及
至少一个线材配合装置，被构造为随着所述至少一个线材移动通过所述处理单元而使所述至少一个线材沿着其纵向轴线旋转。
优选的，所述至少一个线材配合装置中的一个布置在所述处理单元的沿着所述至少一个线材的行进方向的下游侧。
优选的，所述至少一个线材配合装置被构造为将转矩施加到所述至少一个线材，以开始所述至少一个线材的旋转。
优选的，所述配合装置包括配合表面，其在与所述至少一个线材进行接触时提供所述至少一个线材的旋转。
优选的，所述至少一个线材配合装置是导引构件。
优选的，所述至少一个线材配合装置中的一个能够移动，以控制所述至少一个线材沿着其纵向轴线的旋转。
优选的，所述至少一个线材配合装置是一个或多个管状构件，所述至少一个线材通过其被导引。
优选的，一个管状构件被布置在所述处理单元的下游侧，并且/或者一个管状构件被布置在所述处理单元的上游侧。
优选的，所述管状构件的内径被选择为使得所述管状构件的内壁向所述至少一个线材施加摩擦力。
优选的，所述管状构件能够沿着其纵向轴线旋转。
优选的，所述至少一个线材配合装置包括具有外表面的旋转配合构件，所述至少一个线材在所述外表面上被导引以提供旋转。
优选的，系统还包括至少一个线材导引构件，其被布置在所述至少一个线材配合装置的下游和/或上游。
优选的，所述喷嘴是喷墨喷嘴。
优选的，所述涂敷物质是染色物质。
一种线材消耗装置，包括线材消耗单元和根据前述权利要求中任一项所述的系统。
优选的，所述线材消耗单元是刺绣单元、缝纫单元、针织单元或编织单元。
一种用于提供用于线材的在线处理的系统的方法，包括：
提供处理单元，其具有沿着线材布置在不同纵向位置处的多个喷嘴，每个喷嘴被构造为在启动时将涂敷物质分配到所述线材上；以及
提供线材配合装置，其被构造为随着所述线材移动通过所述处理单元而使所述线材沿着其纵向轴线旋转。
一种用于对至少一个线材在被供给到线材消耗装置之前提供处理的方法，所述方法包括：
供给所述至少一个线材，使得其与至少一个线材配合装置配合，从而使得所述至少一个线材引起沿着其纵向轴线旋转，以及
使所述至少一个线材通过处理单元，所述处理单元具有相对于所述至少一个线材布置在不同位置处的多个喷嘴，每个喷嘴被构造为在启动时将一种或多种涂敷物质分配到所述至少一个线材上。
定义
线材消耗单元在此上下文中是使用时消耗线材的任意设备。其可以是刺绣机、编织机、缝纫机或针织机，或可以从表面处理或涂敷或涉及使线材经历一物质的任意其他处理(例如，染色)受益的任意其他线材消耗设备。
处理在此上下文中是被设计为引起线材属性的改变的任意工艺。这样的工艺包括但不限于染色、浸湿、润滑、清洁等。
线材在此上下文中是柔性细长构件或基材，在宽度和高度方向向上较细，并具有比本文所描述系统的任意部分的纵向延伸以及其自身宽度和高度尺寸显著更长的纵向延伸。通常，线材可以包括扭转在一起的多个股。术语线材因此包括由各种不同材料(例如玻璃纤维、羊毛、棉花、诸如聚合物之类的合成材料、金属，或例如羊毛、棉花、聚合物或金属的混合物)制成的纱、线、线股、单纤维等。
股在此上下文中是形成线材的一部分的柔性构件。股通常包括扭转在一起的数个单纤维。为了产生平衡线材，即没有或非常少的自身扭转的趋势的线材，股和单纤维可以在一些情况下沿相反的方向扭转。
在此说明书内，对上游和/或下游的全部引用应该理解为在线材消耗装置的常规操作期间(即，装置进行操作以处理沿常规操作方向连续地移动通过该装置的例如线材之类的细长基材时)的相对位置。因此，上游部件被布置为使得线材的特定部分在其经过下游部件之前经过该上游部件。
附图说明
将在以下对本发明的说明中描述本发明的实施例；并参考对发明概念如何可以付诸实施的非限制性的示例进行图示的附图。
图1是根据一实施例的线材消耗装置的示意图；
图2是根据一实施例的用于线材的在线处理的系统的线材配合装置的剖视图；
图3是根据另一实施例的用于线材的在线处理的系统的线材配合装置的剖视图；
图4是根据另一实施例的用于线材的在线处理的系统的线材配合装置的剖视图；
图5示出了根据一实施例的系统的示意图；
图6示出了根据可选实施例的系统的正视图；
图7示出了根据一实施例的处理单元；
图8示出了根据一实施例的处理单元；
图9示出了根据一实施例的处理单元；
图10示出了根据一实施例的处理单元；并且
图11是根据一实施例的对至少一个线材提供处理的方法的示意图。
具体实施方式
本发明的构思是提供一种用于以受控的方式将涂敷物质分配到线材上的系统和方法，以与线材消耗单元结合使用以形成线材消耗装置。线材消耗单元可以例如是刺绣机、编织机、缝纫机或针织机。更具体而言，一般目的是允许在绕线材的限定周向位置处精确地分配到线材，有利的是，这样精确的分配将允许非常精确地将涂敷物质定位到线材上。例如，将可以获得在线材上特定的染色图案。
图1示意性地示出了与线材消耗装置100一起使用的用于线材20的在线处理的系统10，其包括例如刺绣机之类的线材消耗单元90。线材20从线材供应部21供给，经过用于线材20的在线处理的系统10，并被供给到线材消耗单元90。
系统10包括处理单元30，其被构造为在处理单元30被启动时将例如墨水之类的涂敷物质分配到线材20上。控制单元40连接到处理单元30，以控制如将在下文进一步描述的处理单元30的操作。线材配合装置50设置在处理单元30的下游以引起线材20的旋转，使得线材20将随着其经过处理单元30而旋转，如图1中的螺旋箭头所示。
由于线材20在经过处理单元30的同时旋转的事实，可以提供对线材20绕其周界更均匀的处理，其从而提高处理的质量。在处理单元30的下游布置线材旋转单元(即，线材配合装置50)的方案，可以对于利用喷墨技术的在线染色系统(即，处理单元30包括数个喷墨喷嘴的系统)特别有利。在这样的应用中，喷墨喷嘴可以在朝向线材20的方向对准，并且线材20可以在沿着其纵向延伸的数个位置处被染色。随着线材20旋转，所分配的液滴将在特定周向位置处撞击线材20，从而提供更均匀的染色。
线材配合装置50可以以多种方式实现，例如，作为静态(或固定)结构，或者作为动态和受控的结构。在下文中，将更详细讨论这些可选方案中的一些。
对于所有示例共通的是，线材配合装置50确保线材20的旋转，即，线材20在经过处理单元30的同时旋转。
在一个实施例中，如图2所示，线材配合装置50是具有配合表面51的导引构件52。这种线材配合装置对于具有不对称横截面的线材20特别有利。如图2所示，通过扭转在一起的两个股22a、22b形成线材20。因此，每个股22a、22b遵循沿着其纵向方向延伸的螺旋图案。
当线材20与导引构件52进行接触时，其定位为使得线材20受压而受到其导引，导引构件52由于线材张力而将力施加到配合表面51。该力对线材20施压以使其旋转，直到从所施加的力导致的转矩、线材20的内在扭转、以及线材20的向下游移动之间达到平衡。更具体而言，所施加的转矩是由于配合表面51处的摩擦、线材20的不对称构造、和线材移动得到的结果。由于该摩擦，线材20将受到压力而旋转，使得线材20与配合表面51之间的接触面积最大化。这在图2中由虚线示出，表明了线材20的旋转行为。在一些情况下，线材20的弹性将抵抗所施加的旋转，但是同样在这些情况下，已经表现出实现了净旋转。具体而言，基于线材张力、摩擦和线材20的弹性，已经表现出净旋转。
因此，在其最简单的形式中，线材配合装置50是具有配合表面51的静态导引构件52，配合表面51随着线材20经过配合表面51而与线材20接触。但是，也可以将受控的功能添加到线材配合装置50，例如，通过将导引构件52布置在可动台(未示出)上从而导引构件52的位置将影响施加到线材20的力，从而控制在处理单元30下方线材20的旋转。
在图3中，示出了线材配合装置50的另一示例。如将在下文解释的，线材配合装置50可以定位处理单元30的上游或下游。在一些实施例中，第一线材配合装置50布置在处理单元30的上游，第二线材配合装置50布置在处理单元30的下游。这里，线材配合装置50是可移动的管状构件54，线材20通过管状构件54得到引导。管状构件54具有圆筒形状和内腔体55。形成线材导引空间的内腔体55优选地是非圆形的，因此可以防止不对称的线材20相对于管状构件54旋转。线材20因此相对于管状构件54在旋转方向上紧固。优选地，管状构件54在线材20的纵向上非常薄，因此它可以在不损伤线材20的情况下用于具有不同扭转的线材20，即，用于具有股22a、22b的不同螺旋形式的线材。出于相同的原因，管状构件54可以是弹性的，其可以提供与线材20改善的接触的优点。
管状构件54连接到旋转驱动器(未示出)，其能够使管状构件54沿着其纵向轴线旋转。当启动时，线材20将因此与管状构件54一起旋转，从而实现线材20的上游旋转。为了产生此情况，对管状构件54的内径进行选择，使得管状构件54的内壁向线材20施加摩擦力。
对于参照图2和3所述的实施例，应该理解的是，只要线材20的横截面是不对称的，线材20可以具有任意数量的股22a、22b。但是，如上所述，管状构件54可以具有一定程度的弹性，这意味着与具有圆形横截面的线材20的配合也是可能的。对于非弹性的管状构件也可以实现相同效果，只是其尺寸需要良好地匹配于线材20的尺寸。
在图4中，示出了线材配合装置50的另一示例。在此示例中，线材配合装置50具有两个旋转配合构件56。每个旋转构件56包括由转轴57驱动的环形带56a、56b。每个带56a、56b形成其上对至少一个线材20进行导引的外表面；在此示例中，线材20在两个相邻的带56a、56b之间的接口被供给。随着线材20经过此接口，带56a、56b将向线材20施压以使其旋转。应该注意的是，如图4所示的实施例不要求不对称的线材20，此实施例的线材配合装置50已经证明不在相关的在线处理系统中带来任何大的摩擦增大。
再次参照图1，设置有仅一个线材配合装置50。但是，如在下文所述的，可以与处理单元30结合使用数个线材配合装置50。对于这样的实施例，不需要线材配合装置50是相同的，而是可以组合使用不同类型的线材配合装置50，只要各个线材配合装置50有助于线材20的受力旋转，并且只要至少一个线材配合装置50可选地布置在处理单元30的下游。因此，可以使用额外的线材配合装置50，不仅增加线材20的总旋转，还可以用于例如线材导引之类的其他重要功能。线材配合装置50可以出于此目的而紧接着处理单元30布置在其上游，以将线材20与处理单元30的分配装置对准。额外的线材配合装置50因此布置在处理单元30的下游，以确保当线材20经过处理单元30时线材20的期望旋转。这是因为如下事实：在紧接着线材配合装置50的上游发生最大旋转，至少对于如图2所示的线材配合装置50而言如此。
至此，包括一个或多个线材配合装置50的系统10仅被描述为与单个线材20配合。但是，已经展示的是，所提出的系统还可以用于多个线材20。线材20可以例如扭转以形成线束，从而处理单元30确保绕整个线束的周向的平均染色。多个线材可以在更下游处分离，或保持线束状态以用于后续处理。
可选地，线材可以以分离状态供给到一个或多个线材配合装置50，从而线材或多或少地平行移动通过系统。当线材与线材配合装置进行接触时，不仅各个线材自身发生旋转，而且整个线束发生旋转。因此，线材将在紧接着线材配合装置50的上游绕彼此扭转，但在线材配合装置50的下游再次分离。此现象适用于例如如图3和4所示的线材配合装置。因此可以利用此现象同时对多个线材染色，同时使线材在其经过处理单元处理单元30之前和之后保持分离。
现在转向图5，更详细示出了用于线材的在线处理的系统10的实施例。处理单元30具有沿着在使用期间经过处理单元30的线材20的不同纵向位置处布置的多个喷嘴32a-g。使用中线材的移动方向由如图5所示的实心箭头所示。各个喷嘴32a-g布置为在喷嘴被启动时将例如墨水之类的涂敷物质分配到线材20上。系统10还包括控制单元40，其被布置为启动喷嘴32a-g中的至少两个以分配涂敷物质，使得当线材20由于可选地布置在处理单元30下游的线材配合装置50而绕其纵向轴线旋转时，涂敷物质在线材20不同周向位置处被线材20吸收。可以对两个相邻分配的涂敷物质的液滴的相对位置进行选择，使得液滴将至少一定程度地叠置，即，线材20的周向区域的一部分将由两个相邻的液滴覆盖。线材20的旋转由图5中的弯曲虚线箭头所示。
对于染色操作，控制单元40接收指定期望颜色和/或染色效果的一个或多个输入信号。颜色输入优选地包括涉及实际颜色、以及对于该颜色的线材20的纵向开始和停止位置的信息。如果线材速度是确定的，则纵向开始和停止位置可以由特定时间来表示。染色效果输入优选地包括图案信息，例如，是否期望均匀的染色。通常，均一的染色需要在线材的紧密的或甚至相同的纵向区域中在不同的周向位置进行涂敷。另一方面，一侧染色效果仅需要在单个周向位置进行涂敷。基于线材20具有每单位长度的特定旋转或扭转的认知，可以随着线材20经过处理单元30在线材20的不同周向位置精确地分配涂敷物质。通过将每单位长度的扭转与线材20的速度相乘，可以获得扭转速率，即每秒的旋转或扭转角度。例如，如果每单位长度的扭转是360°/cm，并且线材20的速度是2cm/s，则得到的扭转速率是720°/s，即每秒两个360°回转。扭转速率可以用于计算对于各个喷嘴32a-g所需的启动时机，使得各个喷嘴32a-g能够分配涂敷物质使得涂敷物质将在线材20的特定周向位置撞击线材20。应该理解的是，线材20的扭转涉及当线材沿着纵向移动时观察者见到的线材20的旋转。可选地，线材还可以具有自身扭转，其例如是通过多股线材的螺旋外观所形成。当螺旋布置的股经过固定纵向位置时，它将呈现为仿佛线材相对于该固定纵向位置旋转。在另一实施例中，如果线材包括仅一个股或者沿着其纵向延伸方向平行布置的多个股，则扭转或旋转弯曲整个地由线材配合装置50产生。
用于实现线材20的期望处理的重要因素是，线材20在其经过处理单元30时旋转，使得处理单元30的喷嘴32a-g的启动可以受到控制以使用时在线材20的特定周向位置处分配涂敷物质。但是，为了实现期望的处理效果，这还需要喷嘴32a-g之间的特定距离。
启动时机还可以基于多个喷嘴32a-g中各个之间的纵向距离d1的认知。例如，通过知晓各个喷嘴32a-g之间的纵向距离d1，可以在相同纵向位置和两个选定的周向位置(例如，0°和180°)处将涂敷物质分配到线材20上。例如，如果第一和第二喷嘴32a-g之间的纵向距离是5mm，给定以上示例，线材20的特定位置从第一喷嘴32a-g移动到第二喷嘴32a-g将花费0.25秒(5mm/(2cm/s))。在0.25秒内，线材20已经扭转了180°(720°/s*0.25s)。因此，在此情况下，启动时机可以进行计算，使得第一喷嘴在时间零点启动，并且第二喷嘴在时间零点之后的0.25秒启动。控制单元40具有处理能力，并可以具有包括存储器的处理器。使用时控制单元40可以接收与线材20的扭转水平相关的扭转水平参数(例如每单位长度的扭转角度)，以及与经过处理单元30的线材20的速度相关的速度水平参数。输入可以经由其他装置接收，例如传感器、图形用户界面(未示出)。可选地，输入可以硬件编程到控制单元40中。
控制单元40还可以被布置为将控制信号发送到处理单元30。由控制单元发送到处理单元30的控制信号可以是根据基于接收到的扭转水平参数和速度水平参数选择的分配时机方案来启动处理单元30的喷嘴32a-g的启动信号。因此，控制单元40可以被布置为处理扭转水平参数和速度水平参数，并确定分配时机方案。可选地，发送到处理单元30的控制信号可以包括与扭转水平参数和速度水平参数相关的信息。处理单元30从控制单元40接收控制信号，并根据基于接收到的扭转水平参数和速度水平参数选择的分配时机方案将涂敷物质经由一个或多个喷嘴32a-g分配到线材20。
虽然如图5中示出了七个喷嘴32a-g，但是处理单元30仅需要包括例如喷嘴32a和32b的至少两个喷嘴。但是，例如，作为用于实现本发明的合适部件的通常的喷墨头包括数百个甚至数千个喷嘴。还可以使用其他分配技术。图6图示了图5中的系统10的变化方案。在图6中的系统10中，喷嘴32a'、32a”、32a”'布置在绕线材20的不同径向位置处。喷嘴32a'、32a”、32a”’可以布置在特定的纵向位置处，或者它们可以沿着纵向分布。图5是系统10的正视图，而图6是系统10的侧视图，并且随着线材20移动经过系统10发生的线材20的扭转由半圆形的虚线箭头示出。线材20被认为沿着设置在线材20的中心的箭头符号的方向移动。图6中的系统10还具有以上述针对图1和5所述的相同方式操作的处理单元30和40。但是，如图6所示的处理单元30和40被构造为允许喷嘴32a'、32a”、32a”'的同时启动。线材配合装置(未示出)可以适用于如图6所示的系统10，尤其是多个喷嘴组32a'、32a”、32a”'沿着纵向分布的情况。对于这样的实施例，可以使得喷嘴组之间的纵向距离非常小，因为各个喷嘴组中的喷嘴32a'、32a”、32a”'之间的周向距离与引起的旋转结合允许线材20的均匀染色。
例如如图7进一步所示，多个喷嘴32a-g可以布置在静态喷嘴阵列70中。这里，喷嘴32a-g和其他喷嘴(未示出)的位置固定在处理单元30上。喷嘴32a-g纵向分离固定距离d1。重申上述示例，如果意图在0°和180°在其相同的纵向位置处将涂敷物质分配到线材20上，则可以通过以下方程计算所需纵向距离d2：(180°)/(每单位长度的扭转)，其中根据以上示例，每单位长度扭转是(360°/cm)。因此，实现所需分配的所需纵向长度d2是0.5cm。应该理解的是，两个相邻喷嘴32a-g之间的固定距离d1可以非常小，例如在0.05mm以下。控制单元(图7中未示出，但根据以上说明连接到处理单元30)可以布置为基于计算得到的所需纵向距离d2来识别启动哪个喷嘴32a-g。例如，当固定距离d1是1mm且所需纵向距离d2是0.5cm，即5mm时，因为第六喷嘴距离第一喷嘴5mm，则可以将第一喷嘴和第六喷嘴识别为启动。图7示出了此情况，其中第一喷嘴32a和第六喷嘴32f已经被指明。因此，控制单元40可以启动喷嘴32a-g以将涂敷物质分配在线材20的特定周向位置上。所需纵向距离d2还可以由控制单元40计算，以识别合适的喷嘴对，其中该喷嘴对的第二喷嘴位于或尽可能接近于从喷嘴对的第一喷嘴测量得到所需纵向距离d2处。可以利用启动信号并基于以上讨论的扭转水平参数，并/或基于期望的结果，来进行任意喷嘴32a-g的启动。以上示例解释了只要线材20在经过处理单元30时进行旋转，在两个特定周向位置、可选地在线材20的相同纵向位置处分配的可能性。替代地，在一些实施例中，更优选地在沿着线材20的规则纵向间隔但不同的周向位置处分配涂敷物质。但是，对于需要高饱和度的颜色，在相同的纵向位置分配数个液滴可以是理想的。通过能够可控地在线材20的不同周向位置处分配涂敷物质，可以向线材20提供创新的涂敷特征，例如均一的纯色、具有混合明暗度的纯色、梯度、明暗度、模拟反射、螺旋染色图案、仅单侧染色等。喷嘴阵列的长度可以优选地至少与使线材20绕其自身旋转180°回转所需的距离一样长，并更优选地至少与使线材20绕其自身旋转360回转所需的距离一样长。
但是，应该注意的是，在一些实施例中，可能有利的是允许线材20在喷嘴阵列70的纵向两端之间(即，在喷嘴阵列70的第一和最后喷嘴之间)旋转超过一圈。这在处理单元30中布置多于两个喷嘴32a-g时是尤其有利的。通过提供所引发的旋转以使线材20在第一喷嘴32a与最后喷嘴32g之间旋转数圈，可以通过启动在第一和最后喷嘴之间布置的合适喷嘴来实现均匀覆盖线材20的外表面的均匀涂层。当然可以利用其他染色效果。由于在确定分配方案时考虑线材20的扭转，可以用非常精确的方式控制得到的涂敷(或染色)效果。这是由于随着线材20旋转，在一些点位，每个周向位置将与喷嘴32a-g对准。因此，更高的扭转速率将导致线材20的每单位长度更多的扭转，由于可以根据大量控制方案来选择或控制要启动的喷嘴，所以允许涂敷物质绕线材20的外表面的更均匀更好的覆盖。此外，可以减少喷嘴阵列70的整体长度，从而允许系统10的更紧凑设计。但是，除了其他因素之外，线材20绕其周向涂敷将取决于液滴尺寸。小液滴尺寸将导致更小的涂敷覆盖，这意味着，为了实现液滴绕线材20的周向的完全覆盖，可能需要在线材20的相同纵向位置上分配更多数量的液滴。在实施例中，控制单元被构造为根据20π/ω≥d2>0，基于线材20的每单位长度扭转ω[rad/m]来设定至少两个喷嘴32a-g之间的纵向距离d2。这意味着计算得到的所需纵向距离d2被设定为允许线材在两个相关喷嘴之间扭转到10圈。在一些实施例中，控制单元40还被构造为基于线材的湿润水平设定被启动喷嘴之间的纵向距离d2。在一些实施例中，控制单元40还被构造为基于预设的染色效果来设定被启动喷嘴之间的纵向距离d2。预设的染色效果可以从包括均匀染色图案、仅一侧染色图案、随机染色图案或螺旋染色图案组成的群组中选择。
其他实施例
在其他实施例中，处理单元30包括喷嘴32a-g，其可以分离可以增大或减小的纵向距离d3。图8中示出了这样的实施例。现在考虑第一液滴从第一喷嘴32a分配且随后液滴从第二喷嘴32g分配的情况。可以通过使第二启动的喷嘴32g相对于第一启动的喷嘴32a移动，或者如图8所示，通过使整个喷嘴阵列70在第一喷嘴32a被启动之后并在第二喷嘴32g启动之前移动，来调节第二启动的喷嘴32g的纵向位置。在另一实施例中，例如通过施加电磁场，所分配的液滴可以在它们撞击线材20之前偏转。在这样的实施例中，控制单元40被构造为设定从第一喷嘴32a所分配的液滴应当撞击线材20所在的第一位置与从第二喷嘴32e随后所分配的液滴应当撞击线材20所在的第二位置之间的纵向距离d4，并且其中系统10还包括用于根据纵向距离d4改变所分配液滴的行进路径的装置。这在图9中示出。这使得可以根据所期望的分配方案将喷嘴32a-g沿着线材20的纵向延伸或纵向方向布置在不同的位置。这在当用于特定期望分配方案的计算得到的需求纵向距离d4不同于物理可能的距离(例如，与通过计算喷嘴32a-g之间的纵向距离d2、d3所获得距离相比较)时尤其有利。如果距离d2、d3不同于所需的纵向距离，可以通过将液滴偏转使得得到的纵向距离d4与期望的纵向距离匹配，来调节得到的分配方案。对于利用喷嘴32a-g之间的分离的上述实施例，喷嘴32a-g中的至少一个连接到能够调节沿着和/或围绕线材的喷嘴之间的相对纵向距离d3的装置(例如电机)，或者通过改变线材扭转。电机可以从控制单元40接收输入。取决于线材20的扭转，结合其速度，可以根据相关的分配方案来调节喷嘴32a-g之间的相对位置。因此，如线材20的扭转水平参数所表示的扭转水平越高，则至少两个喷嘴32a-g可以相对彼此布置得越近，即可以减小纵向距离d3。
相似地，如扭转水平参数所指明的较低扭转水平可以被转换为喷嘴32a-g之间的较大相对距离，即增大纵向距离d3。因此，通过调节至少两个喷嘴32a-g之间的纵向距离d3，可以改善线材20的涂敷质量，使得涂敷物质以受控的方式绕线材的外周分配。应该注意的是，对于包括多于两个喷嘴32a-g的线材处理单元30，电机可以连接到各个额外喷嘴，以允许各个喷嘴之间的纵向距离(例如，喷嘴32c与喷嘴32d之间的纵向距离)的调节。由于线材的扭转水平结合所调节的至少两个喷嘴32a与32b之间的纵向距离d3，可以完全覆盖线材20的外表面区域，即，外周。这使得处理单元30相比绕线材20布置在不同的径向位置的喷嘴具有小得多的复杂性。
在一实施例中，各个喷嘴分配具有根据CMYK颜色模式的颜色的涂敷物质，其中主要颜色是青色、品红色、黄色和黑色。因此可以通过启动喷嘴将大量的颜色分配到线材上，使得总的染色物质将是通过喷嘴分配的染色物质的混合。在图10中，示出了一种实施例，其中喷嘴头80设置有多个喷嘴阵列70a-d。各个喷嘴阵列70a-d可以例如是包括数千个喷嘴的喷墨喷嘴阵列。作为示例，根据CMYK标准所解释的，各个喷嘴阵列70a-d可以与单个颜色相关。但是，也可以使用其他染色模式。还可以将喷嘴阵列70a-d作为分离的单元布置在相关的处理单元(未示出)内。在另一实施例中，各个喷嘴分配涂敷物质，其具有包括CMYK模式的两种或更多种主色彩的混合的颜色。在一实施例中，各个喷嘴布置在沿着相对于线材的纵向方向延伸的喷嘴板(未示出)内，例如，平的喷嘴板。根据上文，应该认识的是，基于线材的扭转水平，以及调节各个喷嘴之间的纵向距离或者基于此纵向距离识别任意喷嘴以启动的能力，可以优化由所包括的喷嘴形成的分配图案，使得实现最佳可能或最期望的线材涂敷质量。
现在转向图11，将描述用于提供至少一个线材的在线处理的方法200。被执行以对至少一个线材在被供给到线材消耗单元之前提供处理的方法200包括第一步骤202，将至少一个线材沿着下游方向朝向线消耗单元供给，使得其与至少一个线材配合装置配合，由此至少一个线材引起沿着其纵向轴线旋转。线材20的供给可以例如通过拉动线材20来执行。方法200还包括步骤204，将至少一个线材经过具有布置在相对于至少一个线材的不同位置处的多个喷嘴的处理单元。处理单元可选地布置在线材配合装置的上游，使得随着至少一个线材经过处理单元而发生线材的旋转。各个喷嘴还被构造为在启动时将一种或多种涂敷物质分配到至少一个线材上，使得可以由于线材的旋转而以定制化的方式对线材进行处理(或染色)。
虽然以上参照具体实施例描述了本发明，但是其并非意在将本发明限制于本文所述的具体形式。相反，本发明仅由所附权利要求界定。
在权利要求中，术语“包括/包含”并不排除其他元件或步骤的存在。此外，虽然各个特征可以被包括在不同的权利要求中，这些特征可能有利地结合，并且包括在不同权利要求中并不表示这些特征的组合是不可能的并/或不利的。此外，单数的表示并不排除复数。术语“一”、“一个”、“第一”、“第二”等不排除多数。权利要求中的附图标记仅作为解释示例的目的而提供，而不应解释为以任何方式对权利按要求的范围进行限制。

Claims (12)

1.一种系统(10)，与线材消耗装置(100)一起使用的用于对至少一个线材(20)进行在线处理，所述线材消耗装置(100)是刺绣单元、缝纫单元、针织单元或编织单元，所述系统包括：
处理单元(30)，具有相对于所述至少一个线材(20)布置在不同纵向位置处的多个喷墨喷嘴(32a-g)，所述至少一个线材(20)在使用时处于运动状态，每个喷嘴被构造为在启动时将一种或多种涂敷物质分配到所述至少一个线材(20)上；以及
至少一个线材配合装置(50)，所述至少一个线材配合装置(50)是包括配合表面(51)的静态导引构件(52)，其中至少一个线材配合装置(50)被构造为：
将转矩施加到所述至少一个线材(20)，以开始所述至少一个线材(20)的旋转，且其中所述配合表面(51)在与所述至少一个线材(20)进行接触时，随着所述至少一个线材(20)移动通过所述处理单元(30)而提供所述至少一个线材(20)沿着其纵向轴线的旋转；
其中所述系统(10)还包括控制单元(40)，其被布置为启动喷嘴(32a-g)中的至少两个以分配涂敷物质，使得当线材(20)由于线材配合装置(50)而绕其纵向轴线旋转时，涂敷物质在线材(20)的不同周向位置处被线材(20)吸收。
2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述至少一个线材配合装置(50)中的一个布置在所述处理单元(30)的沿着所述至少一个线材(20)的行进方向的下游侧。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的系统(10)，其中，所述至少一个线材配合装置(50)中的一个能够移动，以控制所述至少一个线材(20)沿着其纵向轴线的旋转。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的系统(10)，其中，所述至少一个线材配合装置(50)是一个或多个管状构件(54)，所述至少一个线材(20)通过其被导引。
5.根据权利要求4所述的系统(10)，其中，一个管状构件(54)被布置在所述处理单元(30)的下游侧，并且/或者一个管状构件(54)被布置在所述处理单元(30)的上游侧。
6.根据权利要求4或5所述的系统(10)，其中，所述管状构件(54)的内径被选择为使得所述管状构件(54)的内壁向所述至少一个线材(20)施加摩擦力。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的系统(10)，其中，所述管状构件(54)能够沿着其纵向轴线旋转。
8.根据权利要求1或2中任一项所述的系统(10)，其中，所述至少一个线材配合装置(50)包括具有外表面(56a)的旋转配合构件(56)，所述至少一个线材(20)在所述外表面上被导引以提供旋转。
9.一种线材消耗装置(100)，包括线材消耗单元(90)和根据前述权利要求中任一项所述的系统(10)。
10.根据权利要求9所述的线材消耗装置(100)，其中，所述线材消耗单元(90)是刺绣单元、缝纫单元、针织单元或编织单元。
11.一种用于提供用于线材(20)的在线处理的系统的方法，包括：
提供处理单元，其具有沿着线材(20)布置在不同纵向位置处的多个喷墨喷嘴(32a-g)，每个喷嘴被构造为在启动时将涂敷物质分配到所述线材(20)上；
提供作为静态导引构件(52)的线材配合装置(50)，其被构造为将转矩施加到至少一个所述线材(20)，以开始至少一个所述线材(20)的旋转，且其中所述配合装置(50)包括配合表面(51)，所述配合表面(51)在与至少一个所述线材(20)进行接触时，随着所述线材(20)移动通过所述处理单元(30)而提供至少一个所述线材(20)沿着其纵向轴线的旋转；以及
提供控制单元(40)，其被布置为启动喷嘴(32a-g)中的至少两个以分配涂敷物质，使得当线材(20)由于线材配合装置(50)而绕其纵向轴线旋转时，涂敷物质在线材(20)的不同周向位置处被线材(20)吸收。
12.一种用于对至少一个线材(20)在被供给到线材消耗装置(100)之前提供处理的方法，所述线材消耗装置(100)是刺绣单元、缝纫单元、针织单元或编织单元，所述方法包括：
供给所述至少一个线材(20)，使得其与至少一个线材配合装置(50)配合，所述线材配合装置(50)为静态导引构件(52)，
将转矩施加到所述至少一个线材(20)，以开始所述至少一个线材(20)的旋转，使得当所述配合装置(50)的配合表面(51)在与所述至少一个线材(20)进行接触时，提供所述至少一个线材(20)沿着其纵向轴线的旋转，以及
使所述至少一个线材(20)通过处理单元，所述处理单元(30)具有相对于所述至少一个线材(20)布置在不同纵向位置处的多个喷墨喷嘴(32a-g)，每个喷嘴被构造为在启动时将一种或多种涂敷物质分配到所述至少一个线材(20)上。
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