DE102012219578A1

DE102012219578A1 - Fiber-laying machine for simultaneously laying and stitching two fiber strands e.g. strip-shaped fiber strands, has positioning device for positioning fiber strands and feed device for feeding fiber strands, which are fixed to drive head

Info

Publication number: DE102012219578A1
Application number: DE201210219578
Authority: DE
Inventors: Werner Digel
Original assignee: Digel Sticktech & Co KG GmbH
Current assignee: ZSK Stickmaschinen GmbH
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2032-10-26
Also published as: DE102012219578B4

Abstract

The fiber-laying machine (1) has two driven feed bobbins (2a,2b) for supplying the fiber strands (3a,3b), a drive head (5), a positioning device (9) for positioning the fiber strands in a sewing position (10), and a feed device (7) for bringing together the fiber strands and for feeding the fiber strands to the positioning device. The positioning device and the feed device are fixed to the drive head.

Description

Die Erfindung betrifft eine Faserlegemaschine zum Verlegen und Vernähen von Fasersträngen, insbesondere von bandförmigen Fasersträngen, auf ein flächiges Trägermaterial.The invention relates to a fiber laying machine for laying and sewing fiber strands, in particular of strip-shaped fiber strands, onto a flat carrier material.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine derartige Faserlegemaschine ist beispielsweise bekannt aus http://www.tajima.de/de/fibers.html .Such a fiber laying machine is known, for example http://www.tajima.de/de/fibers.html ,

Zur Verstärkung von Textilkonstruktionen mit Faserverbundwerkstoffen ist eine Vielzahl von Verfahren bekannt. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Faserverlegen. Beim Faserverlegen wird ein Roving (Faserstrang) vor einem Stickkopf ablegt und anschließend mit Nadel und Faden auf dem Trägermaterial, welches von einem Rahmensystem gehalten wird, fixiert. Auf diese Weise kann der Roving in jede beliebige Richtung auf dem Trägermaterial fixiert werden. Die hierdurch erzeugten Strukturen können lokal unterschiedliche Faserorientierungen und Fasermengen aufweisen. Mit diesem Verfahren ist es möglich, quasi verschnittfrei eine Preform zu erzeugen, Dieses Verfahren ist daher kostengünstig und löst gleichzeitig das Problem der Entsorgung von Resten und Ausschnitten.To reinforce textile structures with fiber composites, a variety of methods are known. The present invention relates to a fiber laying apparatus. When fiber laying a roving (fiber strand) is placed in front of an embroidery head and then fixed with a needle and thread on the substrate, which is held by a frame system. In this way, the roving can be fixed in any direction on the substrate. The structures produced thereby can have locally different fiber orientations and fiber quantities. This method makes it possible to produce a preform virtually without wastage. This method is therefore inexpensive and at the same time solves the problem of disposal of residues and cutouts.

Zur Durchführung des Faserverlegens werden bisher aus der Kunststickerei bekannte Stick- oder Nähmaschinen verwendet. Dazu wird ein Faserstrang auf eine kleine Vorratsspule umgewickelt, die am Stickkopf befestigt wird und mit diesem je nach gewünschter Stickrichtung verdreht wird. Derartige Stickmaschinen sind beispielsweise bekannt aus dem ZSK-Prospekt „Sondermaschinen” 08/2003 ); aus dem Tajima-Prospekt „TLMX series Lock-stich chenille Taping & coiling embroidery machine” und aus http://www.tajima.de/de/fibers.html . Da die Vorratsspule mit jeder Bewegung des Stickkopfes mitbewegt wird, muss diese kompakt und leicht ausgestaltet sein. Dies hat jedoch zur Folge, dass ein häufiges Wechseln der Spule notwendig ist. Insbesondere bei Mehrfachstickköpfen, die parallel arbeiten, führt dies zu einem erheblichen Zeitverlust, da die Vorratsrollen der verschiedenen Stickköpfe i. A. zu verschiedenen Zeiten gewechselt werden müssen, wozu jedoch immer alle parallel arbeitenden Stickköpfe angehalten werden müssen. Das Faserverlegen mittels derartiger Maschinen ist daher zeitaufwändig und personalintensiv und die Menge des Materials, welches pro Zeiteinheit verarbeitet werden kann, stark begrenzt. Darüber hinaus steht der Faserstrang unter einer relativ hohen Spannung, da der Faserstrang durch das Verschieben des Trägermaterials, auf dem der Faserstrang fixiert Ist, von der Vorratsspule abgerollt wird. Dies kann jedoch dazu führen, dass sich das Trägermaterial während des Legeprozesses verziehtTo carry out the fiber laying known embroidery or sewing machines are previously used in the art embroidery. For this purpose, a fiber strand is wound on a small supply reel, which is attached to the embroidery head and is rotated with this depending on the desired embroidery direction. Such embroidery machines are known, for example from the ZSK brochure "Special Machines" 08/2003 ); from the Tajima brochure "TLMX series Lock stitch chenille taping & coiling embroidery machine" and from http://www.tajima.de/de/fibers.html , Since the supply reel is moved with each movement of the embroidery head, it must be made compact and lightweight. However, this has the consequence that a frequent change of the coil is necessary. Especially with multiple embroidery heads, which work in parallel, this leads to a considerable loss of time, since the supply rolls of the various embroidery heads i. A. have to be changed at different times, for which purpose, however, all parallel embroidery heads must be stopped. The laying of fibers by means of such machines is therefore time-consuming and labor-intensive and the amount of material that can be processed per unit time, severely limited. In addition, the fiber strand is under a relatively high voltage, since the fiber strand is unwound from the supply spool by the displacement of the carrier material on which the fiber strand is fixed. However, this can cause the carrier material to distort during the laying process

Aus dem Bereich der Schlauchverlegung sind Legemaschinen bekannt, die eine nicht mit dem Stickkopf verbundene, angetriebene Vorratsrolle aufweisen ( http://www.tajima.de/de/tubes.html ). Der zu verlegende Schlauch wird über einen dünnen Zuführungsschlauch aus Kunststoff zum Stickkopf geführt. Derartige Vorrichtungen sind jedoch nicht für bandförmige Materialien, wie z. B. Kohlefaserbündel, geeignet, da das bandförmige Faserbündel beim Durchführen durch den Zuführungsschlauch entlang der Faserrichtung verformt werden würde und daher nicht mehr definiert auf das Trägermaterial aufgebracht werden kann.From the field of hose installation laying machines are known, which have a not connected to the embroidery head, driven supply roll ( http://www.tajima.de/de/tubes.html ). The hose to be laid is led to the embroidery head via a thin plastic feed hose. However, such devices are not for strip-like materials such. As carbon fiber bundles, suitable, since the band-shaped fiber bundle would be deformed during the passage through the feed tube along the fiber direction and therefore can not be applied to the carrier material defined.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Faserlegemaschine vorzuschlagen, mit welcher der Durchsatz an verarbeitetem Fasermaterial erhöht und der Personaleinsatz verringert werden kann.It is therefore an object of the invention to propose a fiber spreading machine with which the throughput of processed fiber material can be increased and the labor input can be reduced.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Faserlegemaschine zum gleichzeitigen Verlegen und Vernähen mindestens zweier Faserstränge, insbesondere bandförmiger Faserstränge, auf ein flächiges Trägermaterial gelöst, welche folgende Elemente umfasst: mindestens zwei angetriebene Vorratsspulen zum Bereitstellen zweier Faserstränge, einen Stickkopf, eine Positioniervorrichtung zum Positionieren des mindestens einen Faserstrangs in einer Nähposition, und eine Zuführungsvorrichtung zum Zusammenführen der Faserstränge und zum Zuführen der Faserstränge zur Positioniervorrichtung, wobei die Positioniervorrichtung und die Zuführungsvorrichtung am Stickkopf befestigt sind.This object is achieved by a fiber laying machine for simultaneously laying and sewing at least two fiber strands, in particular ribbon-shaped fiber strands on a flat support material comprising the following elements: at least two driven supply reels for providing two fiber strands, an embroidery head, a positioning device for positioning the at least one Fiber strand in a sewing position, and a feeding device for merging the fiber strands and for supplying the fiber strands to the positioning device, wherein the positioning device and the feeding device are attached to the embroidery head.

Die erfindungsgemäße Faserlegemaschine sieht mehrere separate, unabhängig vom Stickkopf gelagerte Vorratsspulen vor, auf denen jeweils ein Faserstrang aufgewickelt ist. Die beiden Vorratsspulen werden beispielsweise mittels Elektromotoren angetrieben, sodass der Faserstrang spannungsfrei zugeführt werden kann, was ein gleichmäßiges Vernähen des Faserstrangs auf dem Trägermaterial ermöglicht. Dadurch, dass die Vorratsspulen angetrieben werden, können die Spulen quasi beliebig dimensioniert sein, sodass insbesondere die Originalspulen des Herstellers der Faserstränge verwendet werden können. Ein zeitraubendes Umspulen des Fasermaterials und das häufige Auswechseln der Spulen sind somit nicht mehr notwendig. Der Antrieb der einzelnen Vorratsspulen erfolgt vorzugsweise separat.The fiber spreading machine according to the invention provides a plurality of separate supply spools mounted independently of the embroidery head, on each of which a fiber strand is wound up. The two supply spools are driven for example by means of electric motors, so that the fiber strand can be fed stress-free, which allows a uniform sewing of the fiber strand on the substrate. The fact that the supply reels are driven, the coils can be quasi arbitrarily dimensioned, so that in particular the original coils of the manufacturer of the fiber strands can be used. A time-consuming rewinding of the fiber material and the frequent replacement of the coils are therefore no longer necessary. The drive of the individual supply reels is preferably carried out separately.

Durch das Vorsehen von mehreren Vorratsspulen können mehrere Faserstränge gleichzeitig zugeführt und vernäht werden, wodurch der Materialdurchsatz weiter erhöht wird. Dazu werden die Faserstränge der verschiedenen Vorratsspulen in der Zuführungsvorrichtung zusammengeführt und entlang einer gemeinsamen Richtung ausgerichtet, sodass sie durch die Positioniervorrichtung gemeinsam der Nähposition zugeführt werden können. Die Zuführungsvorrichtung und Positioniervorrichtung sind mit dem Stickkopf fest verbunden und werden zusammen mit diesem rotiert, sodass die Zuführung der Faserstränge bezüglich der Stickrichtung immer gleich erfolgt.By providing multiple supply spools, multiple fiber strands can be fed and sewn together simultaneously, further increasing material throughput. These are the fiber strands of the various supply spools in the Feed device merged and aligned along a common direction, so that they can be supplied by the positioning device together the sewing position. The feeding device and positioning device are firmly connected to the embroidery head and are rotated together with it, so that the feeding of the fiber strands with respect to the embroidery direction always takes place the same.

Die erfindungsgemäße Mehrfachzuführung ermöglicht auch die gleichzeitige Verarbeitung verschiedener Materialien, z. B. in Form von Sandwich-Schichten.The multiple feed invention also allows the simultaneous processing of different materials, eg. B. in the form of sandwich layers.

Als Faserstränge werden vorzugsweise Stränge aus Kohlenstofffasern, Glasfasern, Kunststofffaser oder Aramidfasern verwendet.Strands of carbon fibers, glass fibers, synthetic fibers or aramid fibers are preferably used as fiber strands.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zur Zuführung der Faserstränge zu der Zuführvorrichtung für jeden Faserstrang ein Führungsschlauch vorgesehen, der an der Zuführungsvorrichtung endet. Die Führungsschläuche verhindern, dass das leichte Fasermaterial an unerwünschte Stellen der Vorrichtung gelangt und beschädigt wird.In a particularly preferred embodiment of the invention, a guide tube is provided for feeding the fiber strands to the feeder for each fiber strand, terminating at the feeder. The guide hoses prevent the lightweight fiber material from getting to undesirable parts of the device and being damaged.

Die Führungsschläuche sind an der Zuführvorrichtung befestigt, sodass die Endöffnung der Führungsschläuche jeweils in eine Durchgangsöffnung der Zuführvorrichtung mündet.The guide tubes are attached to the feeder so that the end openings of the guide tubes each open into a through hole of the feeder.

Um auch bandförmige Faserstränge spannungsarm und ohne Verformungen zuzuführen, weist der Zuführungsschlauch einer speziellen Weiterbildung dieser Ausführungsform einen Mindestdurchmesser von 8 mm auf und ist flexibel. Aufgrund des großen Durchmessers der Führungsschläuche liegen die Faserstränge lose in den Führungsschläuchen und können quasi widerstandslos zur Positioniervorrichtung transportiert werden. Um auch einen Spannungsaufbau innerhalb der Faserstränge aufgrund einer Bewegung des Stickkopfes (Rotation, Auf- und Abbewegung in z-Richtung,) zu vermeiden, ist der Führungsschlauch flexibel ausgestaltet. Die benötigten Biegeradien der Führungsschläuche sind abhängig vom maximalen Hub des Stickkopfes in Z-Richtung und dem Radius der Rotationsbewegung der Zuführvorrichtung um den Stickkopf. Insbesondere sind die Führungsschläuche aus einem Material gefertigt, das bei gegebenem Durchmesser eine Verbiegung mit Biegeradius kleiner als 7 cm, vorzugsweise kleiner als 5 cm ermöglicht.In order to supply band-shaped fiber strands with little tension and without deformations, the supply hose of a special development of this embodiment has a minimum diameter of 8 mm and is flexible. Due to the large diameter of the guide tubes, the fiber strands are loosely in the guide tubes and can be transported virtually resistance to the positioning. In order to avoid a buildup of tension within the fiber strands due to a movement of the embroidery head (rotation, up and down movement in the z direction,), the guide tube is flexible. The required bending radii of the guide tubes are dependent on the maximum stroke of the embroidery head in the Z direction and the radius of the rotational movement of the feed device to the embroidery head. In particular, the guide tubes are made of a material that allows for a given diameter bending with a bending radius smaller than 7 cm, preferably smaller than 5 cm.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Führungsschläuche bei gleichbleibendem Durchmesser um mindestens 50% in ihrer Länge dehnbar sind. Durch eine hohe Dehnbarkeit in der Länge wird eine erhöhte Flexibilität erreicht. Schläuche, welche die notwendige Flexibilität und Dehnbarkeit aufweisen sind, beispielsweise Faltenschläuche oder Spiralschläuche.It is particularly advantageous if the guide tubes are stretchable with a constant diameter by at least 50% in their length. Due to its high extensibility in length, increased flexibility is achieved. Hoses that have the necessary flexibility and elasticity, such as bellows or spiral hoses.

Die Zuführungsvorrichtung ist von der Positioniervorrichtung vorzugsweise beabstandet angeordnet. Dies ermöglicht ein Hin- und Herschwingen der Positioniervorrichtung relativ zur Zuführungsvorrichtung und des Trägermaterials.The delivery device is preferably spaced from the positioning device. This allows swinging of the positioning device relative to the feeding device and the carrier material.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei welcher der Abstand zwischen Positioniervorrichtung und Zuführungsvorrichtung variabel ist, d. h. bei der die Zuführungsvorrichtung gegenüber der Positioniervorrichtung verfahren werden kann, um für eine spezielle Anwendung den optimalen Abstand einzustellen.Particularly preferred is an embodiment in which the distance between the positioning device and the feeding device is variable, d. H. in which the feeding device can be moved relative to the positioning device in order to set the optimum distance for a specific application.

Die Zuführungsvorrichtung weist vorzugsweise benachbart angeordnete, insbesondere parallele, Durchführungen auf. Die Durchführungen können beispielsweise in Form von Durchgangsbohrungen durch einen massiven Körper und/oder als Durchgangsröhrchen ausgestaltet sein. Die Faserstränge werden durch die Durchführungen geführt und sind nach Austritt aus der Zuführungsvorrichtung im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet, unabhängig von der Richtung, in der die Faserstränge vor Eintritt in die Zuführungsvorrichtung verlaufen. Der Abstand zwischen den Durchführungen sollte möglichst klein gewählt werden, sodass die austretenden Faserstränge von der Positioniervorrichtung auf einfache Weise zusammengefasst werden können.The supply device preferably has adjacently arranged, in particular parallel, bushings. The bushings may be configured, for example, in the form of through holes through a solid body and / or as a through-tube. The fiber strands are guided through the feedthroughs and are aligned substantially parallel to each other after exiting the feeding device, regardless of the direction in which the fiber strands extend before entering the feeding device. The distance between the bushings should be chosen as small as possible, so that the exiting fiber strands can be summarized by the positioning device in a simple manner.

Vorzugsweise sind die Durchführungen nebeneinander und/oder übereinander angeordnet. Insbesondere wenn eine größere Anzahl an Fasersträngen vorgesehen ist, können die Durchführungen in einer Matrix, also nebeneinander und übereinander, angeordnet sein. In diesem Fall erfolgt das Vernähen mehrlagig.Preferably, the bushings are arranged side by side and / or one above the other. In particular, if a larger number of fiber strands is provided, the feedthroughs can be arranged in a matrix, ie next to one another and one above the other. In this case, the sewing is done in several layers.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die zuvor genannten und die weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention will become apparent from the description and the drawings. Likewise, the features mentioned above and those listed further can be used individually or in any combination. The embodiments shown and described are not to be understood as exhaustive enumeration, but rather have exemplary character for the description of the invention.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Faserlegemaschine mit nebeneinander zugeführten Fasersträngen; und 1 a schematic representation of a first embodiment of a fiber laying machine according to the invention with side by side supplied fiber strands; and

2 eine Detailausschnitt einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Faserlegemaschine mit übereinander zugeführten Fasersträngen. 2 a detail of a second embodiment of a fiber laying machine according to the invention with superimposed fiber strands.

1 zeigt eine Faserlegemaschine 1 mit zwei separaten Vorratsspulen 2a, 2b, auf denen jeweils ein Faserstrang 3a, 3b aufgewickelt ist. Die Vorratsspulen 2a, 2b sind angetrieben, beispielsweise mittels eines Elektromotors, sodass die Faserstränge 3a, 3b mit einer vorgebbaren Geschwindigkeit abgerollt werden können. Die Faserstränge 3a, 3b werden mittels Führungsschläuchen 4a, 4b zu einem Stickkopf 5, beispielsweise einer Näh- oder Stickmaschine, geführt, mit dessen Hilfe die Faserstränge 3a, 3b auf einem Trägermaterial 6 befestigt werden. Das Trägermaterial 6 ist in einem Rahmensystem 12 eingespannt, das sich innerhalb einer Rahmenebene X/Y, innerhalb der das flächige Trägermaterial 6 aufgespannt ist, relativ zum Stickkopf 5 verschieben lässt. Der Stickkopf 5 ist senkrecht zum Rahmensystem 6 verfahrbar und kann zur Änderung der Stickrichtung um eine Achse Z, entlang der eine Nadel 11 am Stickkopf 5 befestigt ist, gedreht werden. 1 shows a fiber spreading machine 1 with two separate supply spools 2a . 2 B , on each of which a fiber strand 3a . 3b is wound up. The supply spools 2a . 2 B are driven, for example by means of an electric motor, so that the fiber strands 3a . 3b can be unrolled at a predetermined speed. The fiber strands 3a . 3b be by means of guide hoses 4a . 4b to an embroidery head 5 , For example, a sewing or embroidery machine, led, with the help of the fiber strands 3a . 3b on a carrier material 6 be attached. The carrier material 6 is in a frame system 12 clamped within a frame plane X / Y within which the sheet carrier material 6 is stretched, relative to the embroidery head 5 can be moved. The embroidery head 5 is perpendicular to the frame system 6 movable and can change the embroidery direction about an axis Z, along which a needle 11 on the embroidery head 5 is attached, rotated.

Die Führungsschläuchen 4a, 4b münden erfindungsgemäß in eine Zuführungsvorrichtung 7 mit Durchführungen 8a, 8b, die in der gezeigten Ausführungsform in Form von nebeneinander angeordneten Durchgangsröhrchen ausgebildet sind. Die den Vorratsspulen 2a, 2b abgewandten Öffnungen der Führungsschläuche werden dazu mit den Durchführungen 8a, 8b der Zuführungsvorrichtung 7 in Deckung gebracht, insbesondere auf die Durchgangsröhrchen aufgesteckt oder geklemmt. Die längliche Ausdehnung der Durchgangsröhrchen stellt sicher, dass die Faserstränge 3a, 3b nach Austritt aus der Zuführungsvorrichtung 7 im Wesentlichen entlang der Achse des jeweiligen Durchgangsröhrchen ausgerichtet sind, unabhängig von der Richtung, in der die Faserstränge 3a, 3b vor Eintritt in die Zuführungsvorrichtung 7 verlaufen. Die Durchführungen 8a, 8b liegen dicht beieinander und sind vorzugsweise parallel ausgerichtet, sodass die Faserstränge 3a, 3b nach dem Austreten aus den Durchführungen 8a, 8b der Zuführungsvorrichtung 7 entsprechend nahe beieinander und in die gleiche Richtung verlaufen.The guide hoses 4a . 4b open according to the invention in a feeding device 7 with bushings 8a . 8b which are formed in the embodiment shown in the form of juxtaposed passage tubes. The supply spools 2a . 2 B opposite openings of the guide tubes are to do with the bushings 8a . 8b the delivery device 7 brought into cover, in particular attached to the passage tube or clamped. The elongated extension of the passage tubes ensures that the fiber strands 3a . 3b after exiting the feeder 7 are aligned substantially along the axis of the respective through-tube, regardless of the direction in which the fiber strands 3a . 3b before entering the feeder 7 run. The bushings 8a . 8b lie close to each other and are preferably aligned parallel so that the fiber strands 3a . 3b after exiting the bushings 8a . 8b the delivery device 7 accordingly close to each other and in the same direction.

Die aus der Zuführvorrichtung 7 austretenden Faserstränge 3a, 3b werden von einer Positioniervorrichtung 9 gefasst und zu einer Nähposition 10 unterhalb des Stickkopfes 5 geführt. Die Richtung der aus der Zuführvorrichtung 7 austretenden Faserstränge 3a, 3b entspricht im Wesentlichen der Richtung, in der die Faserstränge 3a, 3b die Positioniervorrichtung 9 durchlaufen, die hier als flache Hülse ausgebildet ist. Je nach Querschnitt und Menge der Faserstränge sowie der gewünschten Anordnung der Faserstränge zueinander kann die Positioniervorrichtung 9 unterschiedliche Formen aufweisen, z. B. kann die Positioniervorrichtung 9 auch einen runden Querschnitt aufweisen um eine Vielzahl an Fasersträngen mit rundem Querschnitt aufzunehmen und der Nähposition 10 zuzuführen. Die Positioniervorrichtung 9 und die Durchführungen 8a, 8b sind in dieselbe Richtung ausgerichtet. Durch diese Ausrichtung und die dichte Anordnung der Durchführungen 8a, 8b können die Faserstränge 3a, 3b spannungsarm zusammengefasst werden, ohne dass einer der Faserstränge 3a, 3b aufgrund eines ungünstigen Zuführwinkels einer größeren Spannung ausgesetzt ist als der andere Faserstrang 3a, 3b.The from the feeder 7 emerging fiber strands 3a . 3b be from a positioning device 9 taken and to a sewing position 10 below the embroidery head 5 guided. The direction of the feeder 7 emerging fiber strands 3a . 3b corresponds essentially to the direction in which the fiber strands 3a . 3b the positioning device 9 go through, which is designed here as a flat sleeve. Depending on the cross section and amount of fiber strands and the desired arrangement of the fiber strands to each other, the positioning device 9 have different shapes, z. B., the positioning device 9 also have a round cross-section to accommodate a variety of fiber strands with a round cross-section and the sewing position 10 supply. The positioning device 9 and the executions 8a . 8b are aligned in the same direction. Due to this orientation and the dense arrangement of the bushings 8a . 8b can the fiber strands 3a . 3b be summarized stress-free, without one of the fiber strands 3a . 3b due to an unfavorable feed angle is subjected to a greater stress than the other fiber strand 3a . 3b ,

Die Positioniervorrichtung 9 und die Zuführvorrichtung 7 sind an dem Stickkopf 5 befestigt und mit diesem um die Achse Z des Stickkopfs 5 rotierbar, wobei die Zuführvorrichtung 7 radial außerhalb der Positioniervorrichtung 9 angeordnet ist. Die Positioniervorrichtung kann dazu ausgebildet sein, um im Betrieb senkrecht zum Verlauf der Faserstränge 3a, 3b hin und her zu schwingen bzw. zu verkippen und das Fixieren der Faserbündel 3a, 3b mittels eng an den Fasersträngen 3a, 3b positionierten Stichen zu vereinfachen. Die Befestigung der Positioniervorrichtung 9 und der Zuführvorrichtung 7 ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass der Abstand zwischen der Zuführvorrichtung 7 und der Positioniervorrichtung 9 verändert werden kann. Die Größe des benötigten Abstands hängt unter anderem von der Schwingungsamplitude der Positioniervorrichtung 9 ab.The positioning device 9 and the feeder 7 are on the embroidery head 5 attached and with this around the axis Z of the embroidery head 5 rotatable, wherein the feeding device 7 radially outside the positioning device 9 is arranged. The positioning device may be designed to be perpendicular to the course of the fiber strands during operation 3a . 3b swinging or tilting and fixing the fiber bundles 3a . 3b by means of close to the fiber strands 3a . 3b to simplify positioned stitches. The attachment of the positioning device 9 and the feeder 7 is preferably designed so that the distance between the feeding device 7 and the positioning device 9 can be changed. The size of the required distance depends inter alia on the oscillation amplitude of the positioning device 9 from.

Der Durchmesser der Führungsschläuche 4a, 4b ist so gewählt, dass die Faserstränge 3a, 3b lose in den Führungsschläuchen 4a, 4b liegen und daher quasi widerstandslos durch die Führungsschläuche 4a, 4b zugeführt werden.The diameter of the guide hoses 4a . 4b is chosen so that the fiber strands 3a . 3b loose in the guide hoses 4a . 4b lie and therefore virtually without resistance through the guide tubes 4a . 4b be supplied.

Um, wie im vorliegenden Beispiel gezeigt, bandförmige Faserstränge 3a, 3b zuzuführen, werden daher Führungsschläuche 4a, 4b mit relativ großem Durchmesser benötigt. Der Durchmesser der Führungsschläuche 4a, 4b sollte vorzugsweise mindestens 1,5 mal so groß sein wie die Breite des Faserstränge 3a, 3b.To, as shown in the present example, strip-shaped fiber strands 3a . 3b feed, therefore, guide tubes 4a . 4b needed with a relatively large diameter. The diameter of the guide hoses 4a . 4b should preferably be at least 1.5 times the width of the fiber strands 3a . 3b ,

Erfindungsgemäß sind die Führungsschläuche 4a, 4b so flexibel ausgestaltet, dass eine Rotationsbewegung des Nähkopfes und der damit verbundenen Zuführungsvorrichtung 7 möglich ist, ohne dass die Führungsschläuche 4a, 4b mit anderen Komponenten der Faserlegemaschine 1 kollidieren. Dies wird jedoch umso schwieriger, je größer der Durchmesser der Führungsschläuche 4a, 4b ist. Erfindungsgemäß werden daher vorzugsweise Schläuche verwendet, die entlang ihrer länglichen Ausdehnung dehnbar sind, ohne ihren Durchmesser wesentlich zu verändern (innerhalb einer Grenze von ±10%). Besonders geeignet sind Faltenschläuche, deren gefaltete Oberfläche sich unter Zugbelastung auffaltet, sodass sich die Länge des Faltenschlauchs vergrößert.According to the invention, the guide tubes 4a . 4b configured so flexible that a rotational movement of the sewing head and the associated feeding device 7 is possible without the guide tubes 4a . 4b with other components of the fiber spreading machine 1 collide. However, this becomes more difficult the larger the diameter of the guide tubes 4a . 4b is. Therefore, according to the invention, hoses are preferably used which are extensible along their elongated extent without substantially changing their diameter (within a limit of ± 10%). Particularly suitable are corrugated tubes whose folded surface unfolds under tensile load, so that the length of the corrugated tube increases.

In dem in 1 gezeigten Beispiel werden die Faserstränge 3a, 3b nebeneinander zugeführt, sodass, verglichen mit einer Faserlegemaschine aus dem Stand der Technik, in derselben Zeit eine größere Fläche des Trägermaterials mit den Fasersträngen belegt werden kann.In the in 1 shown example, the fiber strands 3a . 3b fed side by side, so that, compared with a fiber laying machine of the prior art, in the same time a larger area of the carrier material can be covered with the fiber strands.

2 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Faserlegemaschine 1', die sich durch eine leicht abgewandelte Zuführvorrichtung 7' von der in 1 gezeigten Ausführungsform unterscheidet. Die Zuführvorrichtung 7' weist Durchführungen 8a', 8b' auf, die übereinander angeordnet sind. Die Faserstränge 3a, 3b werden dementsprechend auch übereinander von der Positioniervorrichtung 9 erfasst und aufeinanderliegend auf dem Trägermaterial 6 vernäht. Das Vernähen der Faserstränge erfolgt bei dieser Ausführungsform also doppelschichtig und ermöglicht eine schnelle Fertigung von Sandwichschichten. 2 shows a longitudinal section through a further embodiment of a fiber laying machine according to the invention 1' extending through a slightly modified feeder 7 ' from the in 1 distinguished embodiment. The feeder 7 ' has bushings 8a ' . 8b ' on, which are arranged one above the other. The fiber strands 3a . 3b are accordingly also one above the other from the positioning device 9 captured and stacked on the substrate 6 sutured. The sewing of the fiber strands is thus double-layered in this embodiment and enables rapid production of sandwich layers.

Beide Ausführungsformen ermöglichen eine zeitsparende Fertigung von Fasergelegen, Insbesondere mit bandförmigen Fasersträngen 3a, 3b.Both embodiments enable a time-saving production of fiber layers, in particular with band-shaped fiber strands 3a . 3b ,

Die erfindungsgemäße Faserlegemaschine 1, 1' sieht also Antriebe für die Vorratsrollen 2a, 2b vor, wobei die Vorratsrollen 2a, 2b unabhängig vom Stickkopf 5 angeordnet sind. Dies ermöglicht die Verwendung von großen Rollen, wodurch das häufige Auswechseln und das Umspulen auf kleine Rollen entfallen. In Kombination mit der erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung 7, 7' ermöglicht die erfindungsgemäße Faserlegemaschine ein spannungsarmes Vernähen von mehreren Fasersträngen 3a, 3b, die von unterschiedlichen Vorratsrollen 2a, 2b zugeführt werden.The fiber spreading machine according to the invention 1 . 1' So sees drives for the supply rolls 2a . 2 B before, with the supply rolls 2a . 2 B independent of the embroidery head 5 are arranged. This allows the use of large rollers, eliminating the need for frequent replacement and rewinding on small reels. In combination with the delivery device according to the invention 7 . 7 ' allows the fiber laying machine according to the invention a low-tension sewing of several fiber strands 3a . 3b that of different supply rolls 2a . 2 B be supplied.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1'1, 1 ': FaserlegemaschineFiber planter
2a, 2b2a, 2b: Vorratsspulensupply reels
3a, 3b3a, 3b: Fasersträngefiber strands
4a, 4b4a, 4b: Führungsschläucheguide tubes
55: StickkopfStick head
66: Trägermaterialsupport material
77: Zuführungsvorrichtung der Faserlegemaschine 1 Feeding device of the fiber spreading machine 1
7'7 ': Zuführungsvorrichtung der Faserlegemaschine 1' Feeding device of the fiber spreading machine 1'
8a, 8b8a, 8b: Durchführungen der Faserlegemaschine 1 Bushings of the fiber laying machine 1
8a', 8b'8a ', 8b': Durchführungen der Faserlegemaschine 1' Bushings of the fiber laying machine 1'
99: Positioniervorrichtungpositioning
1010: Nähpositionsewing position
1111: Nadelneedle
1212: Rahmensystemframe system

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

http://www.tajima.de/en/fibers.html [0002]
ZSK brochure "Special Machines" 08/2003 [0004]
Tajima Prospectus "TLMX series lockstitch chenille taping & coiling embroidery machine" [0004]
http://www.tajima.de/en/fibers.html [0004]
http://www.tajima.de/en/tubes.html [0005]

Claims

Fiber laying machine ( 1 . 1' ) for the simultaneous laying and sewing of at least two fiber strands ( 3a . 3b ), in particular band-shaped fiber strands ( 3a . 3b ), on a flat carrier material ( 6 ), comprising: at least two powered supply spools ( 2a . 2 B ) for providing the fiber strands ( 3a . 3b ), an embroidery head ( 5 ), a positioning device ( 9 ) for positioning the fiber strands ( 3a . 3b ) in a sewing position ( 10 ) and a delivery device ( 7 . 7 ' ) for merging the fiber strands ( 3a . 3b ) and for feeding the fiber strands to the positioning device ( 9 ), wherein the positioning device ( 9 ) and the delivery device ( 7 . 7 ' ) on the embroidery head ( 5 ) are attached.

Fiber laying machine ( 1 . 1' ) according to claim 1, characterized in that for supplying the fiber strands ( 3a . 3b ) to the feeder ( 7 . 7 ' ) for each fiber strand ( 3a . 3b ) a guide tube ( 4a . 4b ) terminating at the feeder.

Fiber laying machine ( 1 . 1' ) according to claim 2, characterized in that the guide tubes ( 4a . 4b ) have a minimum diameter of 8 mm and are flexible.

Fiber laying machine ( 1 . 1' ) according to claim 2 or 3, characterized in that the guide tubes ( 4a . 4b ) are stretchable at a constant diameter by at least 50% in their length.

Fiber laying machine ( 1 . 1' ) according to one of the preceding claims, characterized in that the feeding device ( 7 . 7 ' ) of the positioning device ( 9 ) is arranged at a distance.

Fiber laying machine ( 1 . 1' ) according to claim 5, characterized in that the distance between the feeding device ( 7 . 7 ' ) and the positioning device ( 9 ) is variable.

Fiber laying machine ( 1 . 1' ) according to one of the preceding claims, characterized in that the feeding device ( 7 . 7 ' ) arranged adjacent, in particular parallel, bushings ( 8a . 8b . 8a ' . 8b ' ) having.

Fiber laying machine ( 1 . 1' ) according to claim 7, characterized in that the bushings ( 8a . 8b . 8a ' . 8b ' ) are arranged side by side and / or one above the other.