EP4357506A1 - Tufting machine and method for inserting yarn strands into a substrate - Google Patents

Tufting machine and method for inserting yarn strands into a substrate Download PDF

Info

Publication number
EP4357506A1
EP4357506A1 EP22203041.3A EP22203041A EP4357506A1 EP 4357506 A1 EP4357506 A1 EP 4357506A1 EP 22203041 A EP22203041 A EP 22203041A EP 4357506 A1 EP4357506 A1 EP 4357506A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tufting
unit
frame
relative
machine according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22203041.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Friesen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMG Sportplatzmaschinenbau GmbH
Original Assignee
SMG Sportplatzmaschinenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMG Sportplatzmaschinenbau GmbH filed Critical SMG Sportplatzmaschinenbau GmbH
Priority to EP22203041.3A priority Critical patent/EP4357506A1/en
Priority to PCT/EP2023/079380 priority patent/WO2024084092A1/en
Publication of EP4357506A1 publication Critical patent/EP4357506A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C—EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C15/00—Making pile fabrics or articles having similar surface features by inserting loops into a base material
    • D05C15/04—Tufting
    • D05C15/08—Tufting machines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2505/00—Industrial
    • D10B2505/20—Industrial for civil engineering, e.g. geotextiles
    • D10B2505/202—Artificial grass
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C13/00—Pavings or foundations specially adapted for playgrounds or sports grounds; Drainage, irrigation or heating of sports grounds
    • E01C13/08—Surfaces simulating grass ; Grass-grown sports grounds
    • E01C2013/086—Combination of synthetic and natural grass

Definitions

  • the invention relates to a tufting machine and an associated method for introducing yarn strands into a substrate.
  • Tufting machines are typically used to insert strands of yarn into a subsurface.
  • a subsurface can be, for example, a floor covered with soil or another covering, which is to be converted into artificial turf or at least a partially artificial lawn by inserting strands of yarn.
  • Tufting machines are also used for the maintenance or improvement of such surfaces.
  • Tufting machines are typically large and heavy devices that are moved over a surface to be worked on. This can be done using their own drive or by using a towing vehicle. Depending on the requirement for the accuracy of positioning the yarn strands to be inserted, it may be necessary in known designs to stop the tufting machine in order to carry out a tufting process. Only in this case is it guaranteed that a mechanism for inserting yarn strands does not move during the insertion process. In practice, this has proven to be time-consuming, as the tufting machine has to be stopped and started again each time.
  • the invention relates to a tufting machine.
  • the tufting machine has a frame.
  • the tufting machine has a drive unit which is designed to move the frame on a substrate at least in a forward direction.
  • the tufting machine has a tufting unit which is designed to insert a number of yarn strands into the substrate during a respective tufting process.
  • the tufting machine has a horizontal movement unit which is designed to move the tufting unit relative to the frame at least in the opposite direction to the forward direction during a tufting process.
  • tufting machine it is possible to move the tufting unit relative to the frame. This allows the frame to be moved over a surface at a constant speed and the tufting unit to be held in a constant position relative to the surface for a certain period of time, so that a tufting process can take place at this position without changing the position of the tufting unit. Constant stopping and starting of the tufting machine is thus avoided.
  • the frame can be understood in particular as the basic structure of the tufting machine. In particular, it can represent an external boundary of the tufting machine in whole or in part.
  • the drive unit can be electrical, for example, so that the tufting machine can be moved over the ground using electrical energy.
  • the drive unit can be designed to drive only in the forward direction or also to drive in the forward and backward directions and/or to control one direction of the tufting machine.
  • the drive unit can also be designed as a towing vehicle or as a possibility of coupling to a towing vehicle.
  • the tufting unit is typically the unit that carries out the actual insertion process of yarn strands. It can be functionally connected to other components of the tufting machine, for example to a feed of yarn strands or to energy supply components or control components.
  • the tufting unit is typically separated from other components within the tufting machine by the fact that it is horizontally and typically also vertically movable, especially relative to the frame.
  • the horizontal motion unit typically includes components to guide the tufting unit during its movement relative to the frame. This can ensure that this movement occurs in the desired manner.
  • the horizontal movement unit can be designed in particular to move the tufting unit relative to the frame in the opposite direction to the forward direction during a tufting process at the same speed as the drive unit moves the frame forward on the substrate. This allows the tufting unit to be held at exactly the same location relative to the substrate during a tufting process.
  • a control system can be configured to carry out such a movement.
  • other types of relative movement are also possible in principle.
  • the horizontal movement unit can be designed in particular to hold the tufting unit at one point, in particular at a constant point, on the substrate during a tufting process, while the drive unit moves the frame forward. This can ensure that there is no relative movement of the tufting unit relative to the substrate during a tufting process. This means that yarn strands are inserted at a defined position.
  • the horizontal movement unit can be designed in particular to move the tufting unit in a forward direction relative to the frame between two immediately consecutive tufting processes. This allows the tufting unit to be brought into a starting position from which it can be moved again in the opposite direction to the forward direction in order to hold it in a defined position on the substrate during a tufting process.
  • the horizontal movement unit can in particular be designed to move the tufting unit between two immediately consecutive tufting operations relative to the frame at least 1.5 times as fast and/or at most three times as fast, or twice as fast, in a forward direction as the drive unit moves the frame forward on the ground. This ensures that the tufting unit returns to its starting position in good time.
  • the horizontal movement unit can be designed in particular to move the tufting unit from a starting position to an end position relative to the frame during a tufting process, and to move it from the end position to the starting position between two immediately consecutive tufting processes.
  • the starting position is typically the one from which the tufting unit is held at a defined location relative to the substrate.
  • the tufting process should be completed by the time the end position is reached at the latest. The tufting unit is then returned to the starting position.
  • the horizontal movement unit can be designed in particular to move the tufting unit linearly relative to the frame. This can ensure suitable guidance of the tufting unit.
  • a linear guide can in particular ensure a constant height to the ground.
  • a controller can be configured and/or programmed to control components such as the hydraulic cylinders mentioned below so that the movement sequences described are carried out.
  • the horizontal movement unit can in particular have a number of guide rails for linear guidance of the tufting unit in and against the forward direction.
  • the guide rails are typically aligned horizontally in particular when the frame is on a horizontal surface. They can also be referred to as horizontal rails. This has proven to be a sensible and practical approach to guiding the tufting unit. However, other mechanisms for guiding it can also be used.
  • the horizontal movement unit can have at least one number of linear bearings, preferably at least eight linear bearings, preferably twelve linear bearings, on a first side and on a second side of the tufting unit.
  • Such numbers of linear bearings have proven to be reliable for guiding the tufting unit.
  • the use of more or fewer linear bearings is also possible.
  • each linear bearing can engage in one of the guide rails. This can mean in particular that, when assembled, parts of the guide rail are arranged both above and below the respective linear bearing. This ensures that the linear bearing and linear rail are guided vertically upwards and downwards whenever they meet. This can prevent uncontrolled vertical movement of the tufting unit.
  • some or all of the linear layers can be arranged only above or only below the respective guide rail.
  • the tufting machine can in particular have an inner frame.
  • the inner frame can in particular be arranged within the frame and in particular be vertically movable relative to the frame.
  • the guide rails can in particular be fastened in an inner frame.
  • the tufting process can in particular be carried out by a vertical movement of the inner frame. When a tufting process is carried out, the inner frame is thus moved vertically, which takes the guide rails attached to it with it.
  • the tufting unit is also moved vertically by the engaging linear bearings, which are attached to the tufting unit. At the same time, a horizontal relative movement of the tufting unit relative to the frame can be achieved.
  • the tufting machine can in particular have one or more vertical drives which are designed to move the inner frame vertically relative to the frame in order to carry out a tufting process.
  • Such vertical drives can in particular be hydraulic cylinders.
  • the vertical drives can in particular be connected to the frame and to the inner frame.
  • the inner frame can in particular be guided in the frame by means of one or more tufting rails, which can also be referred to as vertical rails and which are in particular aligned vertically, so that it can move one-dimensionally vertically in the frame.
  • the tufting machine can have one or more tufting rails which keep the inner frame vertically movable relative to the frame and in particular keep it exclusively vertically movable.
  • the linear bearings and/or the guide rails can be aligned horizontally in the frame. This allows a horizontal movement of the tufting unit relative to a horizontally aligned frame. This ultimately also moves the tufting unit horizontally relative to the floor. A change in height can thus be avoided.
  • the horizontal movement unit can be arranged with its components on the right and left side of the tufting unit, in particular when viewed in the forward direction. This allows a space-saving arrangement, which avoids a further increase in the length of the device, which is typically already significantly longer than it is wide.
  • components of the horizontal movement unit can be arranged between the inner frame and the tufting unit.
  • the horizontal movement unit can in particular have components that can trigger a movement of the tufting unit relative to the frame. These can in particular be designed to exert a force that moves the tufting unit relative to the frame and/or relative to the inner frame.
  • the movement unit can, for example, comprise a number of hydraulic cylinders, a spindle drive, a linear drive and/or an electric actuator for moving the tufting unit relative to the frame. This has proven to be a reliable type of drive, but other types can also be used.
  • the horizontal movement unit or the movement unit can, for example, have four horizontal hydraulic cylinders for moving the tufting unit relative to the frame, in particular on each of the two sides.
  • Such hydraulic cylinders can move the tufting unit effectively and without jamming.
  • a different number of hydraulic cylinders can also be used.
  • the term horizontal hydraulic cylinders serves in particular to distinguish these from the hydraulic cylinders mentioned above, which ensure vertical movement of the inner frame.
  • each horizontal hydraulic cylinder can be attached on the one hand to the inner frame and on the other hand to a cylinder holder which is rigidly connected to the tufting unit. This allows the respective horizontal hydraulic cylinder to move the tufting unit horizontally relative to the inner frame.
  • the cylinder mounts can in particular be arranged directly below or above a linear bearing.
  • this can be understood to mean that the respective cylinder mount is arranged in such a way that a part of the guide rail into which the linear bearing engages engages between the linear bearing and the cylinder mount.
  • the tufting machine can in particular have a position determination unit for determining the position of the tufting unit relative to the frame. This allows the position of the tufting unit to be determined relative to the frame, for example along a predetermined path. This facilitates the control and monitoring of the tufting unit.
  • the position determination unit can in particular have a rotary encoder and a rack, wherein in particular the rotary encoder and rack execute a relative movement to one another when the tufting unit moves horizontally relative to the inner frame and/or the frame, which is recorded by the rotary encoder. This allows the position of the tufting unit to be determined simply and reliably even under rough operating conditions. However, other designs can also be used.
  • the drive unit can be designed in particular to move the frame 10 mm to 50 mm during a tufting process. This has proven to be a reasonable value by which the tufting unit can be moved during a tufting process without disrupting the tufting process. In principle, however, other values are also possible.
  • the tufting unit can be designed in particular to carry out a tufting process within at least 1 s and/or at most 2.5 s, or 1.5 s. This has proven to be a useful time span or duration for a tufting process. The processes required to insert yarn strands can typically be carried out within this time period. In principle, however, other time periods can also be used.
  • the tufting machine can, for example, have a measuring wheel to detect the movement of the frame on the ground. Using such a measuring wheel, the actual speed of the tufting machine on the ground can be detected. This can be used to control the relative movement of the tufting unit relative to the frame.
  • the tufting machine can also have a control device which controls the horizontal movement unit depending on the movement of the frame on the ground.
  • the movement unit mentioned above can be controlled.
  • Data generated by the measuring wheel mentioned above and/or the position determination unit can be used for control.
  • the horizontal movement unit and/or the tufting unit can be adjustable in height relative to the frame. This allows the height to be adjusted so that the tufting unit can be easily adjusted to different desired heights and/or different ground conditions or other conditions.
  • the height adjustment can be implemented hydraulically.
  • the tufting unit can have a number of tufting needles which carry out a tufting process when moved vertically. Yarn strands can be inserted using such a vertical movement.
  • the tufting needles are typically significantly longer than their diameter, so that yarn strands can be inserted without damaging the substrate.
  • the drive unit can be designed in particular to move the frame forwards at a constant speed. This allows the tufting machine to move smoothly.
  • the drive unit can have a number of tracked chassis.
  • Such tracked chassis have proven to be suitable for the use relevant here, as they enable even heavy loads to be moved on a surface without damaging the surface. In principle, however, other designs can also be used.
  • the method can be carried out in particular by means of a tufting machine described herein.
  • a tufting machine With regard to the tufting machine, all of the designs and variants described can be used. The advantages already mentioned can be achieved.
  • a frame of the tufting machine can be moved over a substrate at a uniform speed, and the tufting unit can still be held in the same place relative to the substrate during each tufting process.
  • a tufting machine has a mass of, for example, more than 8 t and can be subject to an exemplary requirement of moving forward exactly 20 mm in each cycle and then stopping again. A tufting process can then be carried out while the tufting machine is stationary. The propulsion takes place, for example, by means of two tracked chassis that are electrically controlled and hydraulically driven.
  • the desired value is often difficult to achieve.
  • the tufting machine may stop too early or too late.
  • the procedure described here can be used to ensure that it can always be in a constant motion.
  • the tufting unit can be moved back and forth using a linear movement.
  • a horizontal movement unit is located in the frame of the base unit, for example, and can be adjusted vertically in height, for example.
  • the tufting unit can be attached to the horizontal movement unit with linear bearings.
  • the horizontal movement unit can be located on the right and left of the tufting unit in the direction of travel.
  • Two guide rails can be attached to the horizontal movement unit.
  • the eight linear bearings on each side and the guide rails can enable the linear (horizontal) movement of the tufting unit.
  • a horizontal movement of the tufting unit can be made possible, for example, by four hydraulic cylinders, in particular on each side.
  • a rotary encoder can scan a rack and determine the position of the tufting unit within the base unit.
  • the tufting unit While the base unit is moving, the tufting unit can move in the opposite direction at the same speed. Once the tufting process is complete and the needles are no longer on the ground, the tufting unit can be moved forward again. For example, double the speed can be used. When the tufting unit reaches the next starting point, which can be 20 mm further forward than the last tufting process, for example, the tufting unit moves in the opposite direction to the base unit at the same speed.
  • a control system of the tufting machine can adjust the position between a measuring wheel on the base unit and rotary encoders on the tufting unit.
  • Fig.1 shows a tufting machine 10 according to an embodiment of the invention.
  • the tufting machine 10 has a frame 20, which at least essentially represents an outer boundary of the tufting machine 10 and to which the other components are attached.
  • the tufting machine 10 has a drive unit 21 with a crawler chassis 22. This can be driven electrically and thus generates propulsion on the surface.
  • a normal direction of movement of the Fig.1 The tufting machine 10 shown is in particular such that the tufting machine 10 moves to the left.
  • a front chassis 23, which has steerable wheels, serves to control the direction of travel.
  • a door 25 is formed within the frame 20. This serves to allow an operator to enter the tufting machine 10. This operator is typically located inside the tufting machine 10 during operation and operates components that are located inside the tufting machine 10. For example, components such as coils, valves, oil tanks or drive motors are located inside the tufting machine 10 or inside the frame 20.
  • a measuring wheel 24 is also attached to the frame 20 and runs along the ground to precisely record the movement of the frame 20. This means that precise information about the movement can be obtained at any time.
  • the measuring wheel 24 is connected to a rotary encoder.
  • the tufting machine 10 has a tufting unit 30.
  • the tufting unit 30 will be described in more detail below. It serves to insert several strands of yarn into the substrate, whereby these strands of yarn are typically cut from stored yarns and then inserted into the substrate. Numerous strands of yarn are typically inserted in parallel.
  • the tufting machine 10 has a smoothing wheel 26. This serves to smooth the floor or subsurface after the yarn strands have been inserted. In particular, it can be lowered and/or pressed downwards.
  • Fig.2 shows the tufting unit 30 in greater detail. The perspective is from the front against the typical direction of travel. It can be seen that the tufting unit 30 has several tufting needles 31 arranged next to one another and aligned parallel to one another. The tufting needles 31 can be moved vertically simultaneously and in parallel in order to carry out the insertion process. This will be discussed in more detail below.
  • tufting rails 42 are arranged for this purpose. These are not attached directly to the tufting unit 30, but to an inner frame which is in Fig.3
  • the tufting rails 42 allow the tufting unit 30 and thus the tufting needles 31 to perform a guided vertical movement.
  • the tufting unit 30 is guided and stabilized by the tufting rails 42, in particular in such a way that the position of the Fig.3 shown inner frame in the frame 20 remains unchanged to the front, back, right and left and a horizontal relative movement of the tuft unit 30 relative to the frame 20 is generated exclusively by the components described below.
  • the tufting unit 30 has a total of 88 tufting needles 31. However, it should be understood that more or fewer tufting needles 31 can be used.
  • Fig.3 shows an inner frame 50, which is located laterally to the tufting unit 30.
  • Such an inner frame 50 is located in particular behind each of the two in Fig.2 visible tufting rails 42, ie behind the paper plane of Fig.2 .
  • Tuft rails 42 are also available in Fig.3 can be seen, with one on the left side and one on the right side of the inner frame 50.
  • Each inner frame 50 thus has two tufting rails 42; when using two inner frames 50 (one on the left and one on the right side of the tufting machine 10), there are thus a total of four tufting rails 42 (two each on the front and two on the rear of the inner frame 50, viewed in the direction of travel).
  • the inner frame 50 has a receptacle 32 for a hydraulic cylinder, by means of which the inner frame 50 can be raised or lowered. This movement is carried out in transferred to the tufting unit 30 in a manner to be described. As a result, the already described insertion movement is carried out by means of the tufting needles 31. This movement is guided one-dimensionally by means of the tufting rails 42.
  • four horizontal hydraulic cylinders 52 are attached to the inner frame 50, which are intended to trigger a horizontal movement of the tufting unit 30 relative to the inner frame 50.
  • the horizontal hydraulic cylinders 52 are attached directly to the inner frame 50, their respective pistons 53 are attached to the tufting unit 30 in a manner to be described below.
  • the horizontal hydraulic cylinders are thus able to actively move the tufting unit 30 within the frame 20 between two predetermined horizontal end positions.
  • guide rails 44 These are arranged horizontally in the inner frame 50 and guide the movement initiated by the hydraulic cylinders 52 in one dimension.
  • linear bearings which are attached to the tufting unit 30, engage in the guide rails 44. This will be described in more detail below.
  • the tufting unit 30 further comprises a rotary encoder 34 which serves to determine the current horizontal position of the tufting unit 30 relative to the frame 20.
  • the rotary encoder 34 can monitor the horizontal movement and be used to control it.
  • Fig.3 The components shown are to be viewed as a single unit. This unit is moved up and down during operation of the tufting machine 10 using the hydraulic cylinders (not shown) in order to initiate the tufting movement. The components responsible for the horizontal movement are therefore also moved up and down.
  • Fig.4 shows a sectional view along the Fig.3 with AA marked section line. This is therefore the view of Fig.4 is a side view in the longitudinal direction.
  • the components already mentioned can be seen.
  • two hydraulic cylinders 52 can be seen in a frontal plan view, whereby they exert a force transverse to the plane of the paper of Fig.4 Accordingly, the direction of movement is also provided, which is also transverse to the paper plane of the Fig.4 lies.
  • the stabilization of the horizontal movement in the longitudinal direction is carried out via the already mentioned guide rails 44. These are in Fig.4 can be seen in its cross-section.
  • the Vertical movement for tufting is achieved by a hydraulic cylinder (not shown) engaging the holder 32, which moves the inner frame 50 up and down. This movement is transmitted to the tufting unit 30 via the guide rails 44 in a manner to be described below.
  • Fig.5 shows the tufting unit 30 and other components in side view. It can be seen that the tufting needles 31 of the tufting unit 30 protrude downwards and can thus be inserted into a substrate 12 shown here by a vertical movement. In doing so, they typically take cut yarn sections with them.
  • Linear bearings 46 are attached to the tufting unit 30.
  • the linear bearings 46 engage in the guide rails 44.
  • the linear bearings 46 thus enable a horizontal relative movement of the tufting unit 30 relative to the inner frame 50.
  • the vertical movement of the inner frame 50 already described is transferred to the tufting unit 30 by the combination of guide rails 44 and linear bearings 46, which thus carries out the movement.
  • the horizontal hydraulic cylinders 52 or their respective pistons 53 are attached to respective cylinder mounts 48.
  • the cylinder mounts 48 are each arranged directly on a linear bearing 46, in particular above or below, as in Fig.5 can be seen. This allows an advantageous simple movement to be achieved. In addition, forces are introduced directly at the linear bearings 46, so that tilting is prevented.
  • the implementation described enables the frame 20 to travel over the substrate 12 at a constant speed, whereby such a movement can be achieved by the drive unit 21. Due to the horizontal relative movement of the tufting unit 30 relative to the frame 20, which can be actively controlled by means of the horizontal hydraulic cylinders 52, it is possible to temporarily move the tufting unit 30 against the direction of travel during the continuous movement of the frame 20 and to move it relative to the frame 20 at such a speed that the tufting unit 30 does not perform any horizontal relative movement to the substrate 12 for a certain period of time, for example around 2 s. The tufting unit 30 thus remains in a constant position on the substrate 12 and can carry out the tufting process, i.e. the vertical movement already described, unhindered, without the need to stop the frame 20.
  • a rack 36 is shown, which interacts with the previously mentioned rotary encoder 34. This allows immediate feedback on the current relative position between the tufting unit 30 and the frame 20 to be obtained at any time. This can be used to control the movement.
  • the rack 36 and rotary encoder 34 thus together form a position detection unit 33, as shown in Fig.6 you can see.
  • Fig.6 shows a tufting unit 30 with more components than Fig.3
  • the horizontal hydraulic cylinders 52 ensure the horizontal relative movement already described, while the mount 32 is used to attach a hydraulic cylinder which ensures a vertical movement.
  • Horizontal hydraulic cylinders 52, cylinder mounts 48, linear bearings 46 and guide rails 44 together form a horizontal motion unit 40, which enables horizontal movement of the tufting unit 30 relative to the frame 20.
  • a yarn feed 38 is shown, which serves to feed a yarn to a tufting needle 31.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tuftmaschine mit einem Rahmen, einer Antriebseinheit und einer Tufteinheit, wobei die Tufteinheit relativ zum Rahmen so beweglich ist, dass sie bei kontinuierlichem Vortrieb der Tuftmaschine relativ zu einem Untergrund an einem konstanten Ort bleibt. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein zugehöriges Verfahren.The invention relates to a tufting machine with a frame, a drive unit and a tufting unit, wherein the tufting unit is movable relative to the frame such that it remains at a constant location relative to a substrate during continuous advance of the tufting machine. The invention further relates to an associated method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tuftmaschine sowie ein zugehöriges Verfahren zum Einbringen von Garnsträngen in einen Untergrund.The invention relates to a tufting machine and an associated method for introducing yarn strands into a substrate.

Tuftmaschinen werden typischerweise verwendet, um Garnstränge in einen Untergrund einzubringen. Ein solcher Untergrund kann beispielsweise ein mit Erde oder einem sonstigen Belag bedeckter Boden sein, welcher durch das Einbringen von Garnsträngen in einen Kunstrasen oder einen zumindest teilweise künstlichen Rasen umgewandelt werden soll. Auch für die Wartung oder Aufbesserung derartiger Flächen werden Tuftmaschinen verwendet.Tufting machines are typically used to insert strands of yarn into a subsurface. Such a subsurface can be, for example, a floor covered with soil or another covering, which is to be converted into artificial turf or at least a partially artificial lawn by inserting strands of yarn. Tufting machines are also used for the maintenance or improvement of such surfaces.

Tuftmaschinen sind typischerweise große und schwere Geräte, welche über eine zu bearbeitende Fläche bewegt werden. Dies kann mittels eines eigenen Antriebs oder durch Verwendung eines Zugfahrzeugs erfolgen. Je nach Erfordernis der Genauigkeit der Positionierung einzubringender Garnstränge kann es dabei bei bekannten Ausführungen erforderlich sein, die Fahrt der Tuftmaschine anzuhalten, um einen Tuftvorgang auszuführen. Nur in diesem Fall ist sichergestellt, dass sich ein Mechanismus zum Einsetzen von Garnsträngen während des Einsetzvorgangs nicht bewegt. Dies hat sich in der Praxis als zeitaufwändig erwiesen, da die Tuftmaschine jedes Mal angehalten und wieder neu angefahren werden muss.Tufting machines are typically large and heavy devices that are moved over a surface to be worked on. This can be done using their own drive or by using a towing vehicle. Depending on the requirement for the accuracy of positioning the yarn strands to be inserted, it may be necessary in known designs to stop the tufting machine in order to carry out a tufting process. Only in this case is it guaranteed that a mechanism for inserting yarn strands does not move during the insertion process. In practice, this has proven to be time-consuming, as the tufting machine has to be stopped and started again each time.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Tuftmaschine bereitzustellen, welche im Vergleich zu bekannten Ausführungen alternativ oder besser ausgeführt ist, beispielsweise ein Anhalten zum Einsetzen von Garnsträngen vermeidet. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung, ein zugehöriges Verfahren bereitzustellen.It is an object of the invention to provide a tufting machine which is designed alternatively or better than known designs, for example avoiding stopping to insert yarn strands. It is also an object of the invention to provide an associated method.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine Tuftmaschine und ein Verfahren gemäß den jeweiligen Hauptansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind beispielsweise in den jeweiligen Unteransprüchen beansprucht.This is achieved according to the invention by a tufting machine and a method according to the respective main claims. Advantageous embodiments are claimed, for example, in the respective subclaims.

Die Erfindung betrifft eine Tuftmaschine. Die Tuftmaschine weist einen Rahmen auf. Die Tuftmaschine weist eine Antriebseinheit auf, welche dazu ausgebildet ist, den Rahmen auf einem Untergrund zumindest in eine Vorwärtsrichtung fortzubewegen. Die Tuftmaschine weist eine Tufteinheit auf, welche dazu ausgebildet ist, während eines jeweiligen Tuftvorgangs eine Anzahl von Garnsträngen in den Untergrund einzusetzen. Die Tuftmaschine weist eine Horizontalbewegungseinheit auf, welche dazu ausgebildet ist, die Tufteinheit während eines Tuftvorgangs relativ zum Rahmen zumindest entgegen der Vorwärtsrichtung zu bewegen.The invention relates to a tufting machine. The tufting machine has a frame. The tufting machine has a drive unit which is designed to move the frame on a substrate at least in a forward direction. The tufting machine has a tufting unit which is designed to insert a number of yarn strands into the substrate during a respective tufting process. The tufting machine has a horizontal movement unit which is designed to move the tufting unit relative to the frame at least in the opposite direction to the forward direction during a tufting process.

Mittels einer solchen Tuftmaschine ist ein Verschieben der Tufteinheit relativ zum Rahmen möglich. Dies erlaubt es, dass der Rahmen mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit über einen Untergrund bewegt wird und die Tufteinheit trotzdem für eine bestimmte Zeitdauer relativ zum Untergrund an einer konstanten Position gehalten wird, so dass ein Tuftvorgang an dieser Position ohne Positionsveränderung der Tufteinheit stattfinden kann. Ein ständiges Anhalten und Anfahren der Tuftmaschine wird auf diese Weise vermieden.Using such a tufting machine, it is possible to move the tufting unit relative to the frame. This allows the frame to be moved over a surface at a constant speed and the tufting unit to be held in a constant position relative to the surface for a certain period of time, so that a tufting process can take place at this position without changing the position of the tufting unit. Constant stopping and starting of the tufting machine is thus avoided.

Der Rahmen kann insbesondere als Grundgerüst der Tuftmaschine verstanden werden. Er kann insbesondere ganz oder teilweise eine äußere Begrenzung der Tuftmaschine darstellen. Die Antriebseinheit kann beispielsweise elektrisch ausgeführt sein, so dass mittels elektrischer Energie ein Bewegen der Tuftmaschine über den Untergrund möglich ist. Die Antriebseinheit kann zum Antrieb nur in der Vorwärtsrichtung oder auch zum Antrieb in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung und/oder zum Steuern einer Richtung der Tuftmaschine ausgebildet sein. Die Antriebseinheit kann auch als Zugfahrzeug oder als Möglichkeit der Ankopplung an ein Zugfahrzeug ausgebildet sein.The frame can be understood in particular as the basic structure of the tufting machine. In particular, it can represent an external boundary of the tufting machine in whole or in part. The drive unit can be electrical, for example, so that the tufting machine can be moved over the ground using electrical energy. The drive unit can be designed to drive only in the forward direction or also to drive in the forward and backward directions and/or to control one direction of the tufting machine. The drive unit can also be designed as a towing vehicle or as a possibility of coupling to a towing vehicle.

Die Tufteinheit ist typischerweise diejenige Einheit, welche den tatsächlichen Einsetzvorgang von Garnsträngen ausführt. Sie kann mit anderen Komponenten der Tuftmaschine funktional verbunden sein, beispielsweise mit einer Zuführung von Garnsträngen oder mit Energieversorgungskomponenten oder Steuerungskomponenten. Die Tufteinheit ist typischerweise innerhalb der Tuftmaschine von anderen Komponenten dadurch abgegrenzt, dass sie horizontal und typischerweise auch vertikal beweglich ist, insbesondere relativ zum Rahmen.The tufting unit is typically the unit that carries out the actual insertion process of yarn strands. It can be functionally connected to other components of the tufting machine, for example to a feed of yarn strands or to energy supply components or control components. The tufting unit is typically separated from other components within the tufting machine by the fact that it is horizontally and typically also vertically movable, especially relative to the frame.

Die Horizontalbewegungseinheit weist typischerweise Komponenten zum Führen der Tufteinheit während ihrer Bewegung relativ zum Rahmen auf. Dadurch kann sichergestellt werden, dass diese Bewegung in gewünschter Weise erfolgt.The horizontal motion unit typically includes components to guide the tufting unit during its movement relative to the frame. This can ensure that this movement occurs in the desired manner.

Die Horizontalbewegungseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, während eines Tuftvorgangs die Tufteinheit gleich schnell relativ zum Rahmen entgegen der Vorwärtsrichtung zu bewegen wie die Antriebseinheit den Rahmen auf dem Untergrund in Vorwärtsrichtung fortbewegt. Dadurch kann die Tufteinheit während eines Tuftvorgangs am exakt gleichen Ort relativ zum Untergrund gehalten werden. Insbesondere kann eine Steuerung zur Ausführung einer solchen Bewegung konfiguriert sein. Auch andere Arten der Relativbewegung sind jedoch grundsätzlich möglich.The horizontal movement unit can be designed in particular to move the tufting unit relative to the frame in the opposite direction to the forward direction during a tufting process at the same speed as the drive unit moves the frame forward on the substrate. This allows the tufting unit to be held at exactly the same location relative to the substrate during a tufting process. In particular, a control system can be configured to carry out such a movement. However, other types of relative movement are also possible in principle.

Die Horizontalbewegungseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, während eines Tuftvorgangs die Tufteinheit an einer Stelle, insbesondere an einer konstanten Stelle, auf dem Untergrund zu halten, während die Antriebseinheit den Rahmen fortbewegt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass während eines Tuftvorgangs keine Relativbewegung der Tufteinheit relativ zum Untergrund erfolgt. Dadurch erfolgt das Einsetzen von Garnsträngen an einer definierten Position.The horizontal movement unit can be designed in particular to hold the tufting unit at one point, in particular at a constant point, on the substrate during a tufting process, while the drive unit moves the frame forward. This can ensure that there is no relative movement of the tufting unit relative to the substrate during a tufting process. This means that yarn strands are inserted at a defined position.

Die Horizontalbewegungseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die Tufteinheit zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Tuftvorgängen relativ zum Rahmen in Vorwärtsrichtung zu bewegen. Dadurch kann die Tufteinheit in eine Ausgangsposition gebracht werden, von welcher aus sie wieder entgegen der Vorwärtsrichtung bewegt werden kann, um sie während eines Tuftvorgangs an einer definierten Position auf dem Untergrund zu halten.The horizontal movement unit can be designed in particular to move the tufting unit in a forward direction relative to the frame between two immediately consecutive tufting processes. This allows the tufting unit to be brought into a starting position from which it can be moved again in the opposite direction to the forward direction in order to hold it in a defined position on the substrate during a tufting process.

Die Horizontalbewegungseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die Tufteinheit zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Tuftvorgängen relativ zum Rahmen mindestens 1,5-mal so schnell und/oder höchstens dreimal so schnell, oder doppelt so schnell, in Vorwärtsrichtung zu bewegen wie die Antriebseinheit den Rahmen auf dem Untergrund in Vorwärtsrichtung fortbewegt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich die Tufteinheit rechtzeitig wieder in einer Ausgangsposition befindet.The horizontal movement unit can in particular be designed to move the tufting unit between two immediately consecutive tufting operations relative to the frame at least 1.5 times as fast and/or at most three times as fast, or twice as fast, in a forward direction as the drive unit moves the frame forward on the ground. This ensures that the tufting unit returns to its starting position in good time.

Die Horizontalbewegungseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die Tufteinheit während eines Tuftvorgangs relativ zum Rahmen von einer Ausgangsposition in eine Endposition zu bewegen, und zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Tuftvorgängen von der Endposition in die Ausgangsposition zu bewegen. Die Ausgangsposition ist dabei typischerweise diejenige, von welcher aus die Tufteinheit an einem definierten Ort relativ zum Untergrund gehalten wird. Spätestens bei Erreichen der Endposition sollte der Tuftvorgang abgeschlossen sein. Dann wird die Tufteinheit wieder in die Ausgangsposition verbracht.The horizontal movement unit can be designed in particular to move the tufting unit from a starting position to an end position relative to the frame during a tufting process, and to move it from the end position to the starting position between two immediately consecutive tufting processes. The starting position is typically the one from which the tufting unit is held at a defined location relative to the substrate. The tufting process should be completed by the time the end position is reached at the latest. The tufting unit is then returned to the starting position.

Die Horizontalbewegungseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die Tufteinheit relativ zum Rahmen linear zu bewegen. Dadurch kann eine geeignete Führung der Tufteinheit sichergestellt werden. Eine lineare Führung kann insbesondere eine konstante Höhe zum Untergrund sicherstellen.The horizontal movement unit can be designed in particular to move the tufting unit linearly relative to the frame. This can ensure suitable guidance of the tufting unit. A linear guide can in particular ensure a constant height to the ground.

Es sei erwähnt, dass insbesondere eine Steuerung so konfiguriert und/oder programmiert sein kann, um Komponenten wie beispielsweise die weiter unten erwähnten Hydraulikzylinder anzusteuern, so dass die beschriebenen Bewegungsabläufe ausgeführt werden.It should be noted that, in particular, a controller can be configured and/or programmed to control components such as the hydraulic cylinders mentioned below so that the movement sequences described are carried out.

Die Horizontalbewegungseinheit kann insbesondere eine Anzahl von Führungsschienen zur Linearführung der Tufteinheit in und entgegen der Vorwärtsrichtung aufweisen. Die Führungsschienen sind typischerweise insbesondere horizontal ausgerichtet, wenn der Rahmen auf einem horizontalen Untergrund steht. Sie können auch als Horizontalschienen bezeichnet werden. Dies hat sich als sinnvolle und zweckmäßige Vorgehensweise zur Führung der Tufteinheit erwiesen. Auch andere Mechanismen zu deren Führung können jedoch verwendet werden.The horizontal movement unit can in particular have a number of guide rails for linear guidance of the tufting unit in and against the forward direction. The guide rails are typically aligned horizontally in particular when the frame is on a horizontal surface. They can also be referred to as horizontal rails. This has proven to be a sensible and practical approach to guiding the tufting unit. However, other mechanisms for guiding it can also be used.

Die Horizontalbewegungseinheit kann insbesondere an einer ersten Seite und an einer zweiten Seite der Tufteinheit jeweils mindestens eine Anzahl von Linearlagern, bevorzugt jeweils mindestens acht Linearlager, bevorzugt jeweils zwölf Linearlager, aufweisen. Derartige Anzahlen von Linearlagern haben sich als zuverlässige Führung der Tufteinheit erwiesen. Auch die Verwendung von mehr oder weniger Linearlagern ist jedoch möglich.The horizontal movement unit can have at least one number of linear bearings, preferably at least eight linear bearings, preferably twelve linear bearings, on a first side and on a second side of the tufting unit. Such numbers of linear bearings have proven to be reliable for guiding the tufting unit. However, the use of more or fewer linear bearings is also possible.

Insbesondere kann jedes Linearlager in eine der Führungsschienen eingreifen. Dies kann insbesondere bedeuten, dass im montierten Zustand Teile der Führungsschiene sowohl über wie auch unter dem jeweiligen Linearlager angeordnet sind. Dadurch wird bei jedem Zusammentreffen zwischen Linearlager und Linearschiene eine Führung vertikal nach oben und unten erreicht. Eine unkontrollierte vertikale Bewegung der Tufteinheit kann dadurch verhindert werden.In particular, each linear bearing can engage in one of the guide rails. This can mean in particular that, when assembled, parts of the guide rail are arranged both above and below the respective linear bearing. This ensures that the linear bearing and linear rail are guided vertically upwards and downwards whenever they meet. This can prevent uncontrolled vertical movement of the tufting unit.

Alternativ kann auch bei einigen oder allen Linearlagen vorgesehen sein, dass diese nur oberhalb oder nur unterhalb der jeweiligen Führungsschiene angeordnet sind.Alternatively, some or all of the linear layers can be arranged only above or only below the respective guide rail.

Die Tuftmaschinen kann insbesondere einen Innenrahmen aufweist. Der Innenrahmen kann insbesondere innerhalb des Rahmens angeordnet sein und insbesondere relativ zum Rahmen vertikal beweglich sein. Die Führungsschienen können insbesondere in einem Innenrahmen befestigt sein. Durch eine vertikale Bewegung des Innenrahmens kann insbesondere der Tuftvorgang ausgeführt werden. Bei Ausführung eines Tuftvorgangs wird somit der Innenrahmen vertikal bewegt, welcher die an ihm befestigten Führungsschienen mitnimmt. Durch die eingreifenden Linearlager, welche an der Tufteinheit befestigt sind, wird auch die Tufteinheit vertikal bewegt. Gleichzeitig kann eine horizontale Relativbewegung der Tufteinheit relativ zum Rahmen erreicht werden.The tufting machine can in particular have an inner frame. The inner frame can in particular be arranged within the frame and in particular be vertically movable relative to the frame. The guide rails can in particular be fastened in an inner frame. The tufting process can in particular be carried out by a vertical movement of the inner frame. When a tufting process is carried out, the inner frame is thus moved vertically, which takes the guide rails attached to it with it. The tufting unit is also moved vertically by the engaging linear bearings, which are attached to the tufting unit. At the same time, a horizontal relative movement of the tufting unit relative to the frame can be achieved.

Die Tuftmaschine kann insbesondere einen oder mehrere Vertikalantriebe aufweisen, welche dazu ausgebildet sind, den Innenrahmen relativ zum Rahmen vertikal zu bewegen, um einen Tuftvorgang auszuführen. Bei solchen Vertikalantrieben kann es sich insbesondere um Hydraulikzylinder handeln. Die Vertikalantriebe können insbesondere mit dem Rahmen und mit dem Innenrahmen verbunden sein. Der Innenrahmen kann insbesondere mittels einer oder mehrerer Tuftschienen, welche auch als Vertikalschienen bezeichnet werden können und welche insbesondere vertikal ausgerichtet sind, in dem Rahmen geführt werden, so dass er eindimensional vertikal im Rahmen beweglich ist. Anders ausgedrückt kann die Tuftmaschine eine oder mehrere Tuftschienen aufweisen, welche den Innenrahmen relativ zum Rahmen vertikal beweglich halten und insbesondere ausschließlich vertikal beweglich halten.The tufting machine can in particular have one or more vertical drives which are designed to move the inner frame vertically relative to the frame in order to carry out a tufting process. Such vertical drives can in particular be hydraulic cylinders. The vertical drives can in particular be connected to the frame and to the inner frame. The inner frame can in particular be guided in the frame by means of one or more tufting rails, which can also be referred to as vertical rails and which are in particular aligned vertically, so that it can move one-dimensionally vertically in the frame. In other words, the tufting machine can have one or more tufting rails which keep the inner frame vertically movable relative to the frame and in particular keep it exclusively vertically movable.

Die Linearlager und/oder die Führungsschienen können insbesondere horizontal im Rahmen ausgerichtet sein. Dies erlaubt eine horizontale Bewegung der Tufteinheit relativ zu einem horizontal ausgerichteten Rahmen. Dadurch wird die Tufteinheit letztlich auch horizontal relativ zum Boden bewegt. Eine Höhenveränderung kann dadurch vermieden werden.The linear bearings and/or the guide rails can be aligned horizontally in the frame. This allows a horizontal movement of the tufting unit relative to a horizontally aligned frame. This ultimately also moves the tufting unit horizontally relative to the floor. A change in height can thus be avoided.

Die Horizontalbewegungseinheit kann insbesondere mit ihren Komponenten in Vorwärtsrichtung gesehen rechtsseitig und linksseitig der Tufteinheit angeordnet sein. Dies erlaubt eine platzsparende Anordnung, welche bei der Vorrichtung, die typischerweise ohnehin schon deutlich länger als breit ist, eine weitere Längenerhöhung vermeidet. Insbesondere können Komponenten der Horizontalbewegungseinheit zwischen Innenrahmen und Tufteinheit angeordnet sein.The horizontal movement unit can be arranged with its components on the right and left side of the tufting unit, in particular when viewed in the forward direction. This allows a space-saving arrangement, which avoids a further increase in the length of the device, which is typically already significantly longer than it is wide. In particular, components of the horizontal movement unit can be arranged between the inner frame and the tufting unit.

Die Horizontalbewegungseinheit kann insbesondere Komponenten aufweisen, welche eine Bewegung der Tufteinheit relativ zum Rahmen auslösen können. Diese können insbesondere dazu ausgebildet sein, eine Kraft auszuüben, welche die Tufteinheit relativ zum Rahmen und/oder relativ zum Innenrahmen bewegt.The horizontal movement unit can in particular have components that can trigger a movement of the tufting unit relative to the frame. These can in particular be designed to exert a force that moves the tufting unit relative to the frame and/or relative to the inner frame.

Die Bewegungseinheit kann beispielsweise eine Anzahl von Hydraulikzylindern, einen Spindelantrieb, einen Linearantrieb und/oder einen Elektrostellmotor zur Bewegung der Tufteinheit relativ zum Rahmen aufweisen. Dies hat sich als zuverlässige Antriebsart erwiesen. Auch andere Arten können jedoch verwendet werden.The movement unit can, for example, comprise a number of hydraulic cylinders, a spindle drive, a linear drive and/or an electric actuator for moving the tufting unit relative to the frame. This has proven to be a reliable type of drive, but other types can also be used.

Die Horizontalbewegungseinheit bzw. die Bewegungseinheit kann beispielsweise vier horizontale Hydraulikzylinder zur Bewegung der Tufteinheit relativ zum Rahmen aufweisen, insbesondere auf jeder der beiden Seiten. Derartige Hydraulikzylinder können die Tufteinheit sinnvoll und ohne Verklemmen bewegen. Auch eine andere Anzahl von Hydraulikzylindern kann jedoch verwendet werden. Die Bezeichnung horizontale Hydraulikzylinder dient insbesondere dazu, diese von den weiter oben bereits erwähnten Hydraulikzylindern abzugrenzen, welche für eine vertikale Bewegung des Innenrahmens sorgen.The horizontal movement unit or the movement unit can, for example, have four horizontal hydraulic cylinders for moving the tufting unit relative to the frame, in particular on each of the two sides. Such hydraulic cylinders can move the tufting unit effectively and without jamming. However, a different number of hydraulic cylinders can also be used. The term horizontal hydraulic cylinders serves in particular to distinguish these from the hydraulic cylinders mentioned above, which ensure vertical movement of the inner frame.

Insbesondere kann jeder horizontale Hydraulikzylinder einerseits an dem Innenrahmen und andererseits an einer Zylinderaufnahme befestigt sein, welche mit der Tufteinheit starr verbunden ist. Dies erlaub, dass der jeweilige horizontale Hydraulikzylinder die Tufteinheit relativ zum Innenrahmen horizontal verfährt.In particular, each horizontal hydraulic cylinder can be attached on the one hand to the inner frame and on the other hand to a cylinder holder which is rigidly connected to the tufting unit. This allows the respective horizontal hydraulic cylinder to move the tufting unit horizontally relative to the inner frame.

Die Zylinderaufnahmen können insbesondere unmittelbar unterhalb oder oberhalb eines Linearlagers angeordnet sein. Insbesondere kann darunter verstanden werden, dass die jeweilige Zylinderaufnahme so angeordnet ist, dass zwischen Linearlager und Zylinderaufnahme gerade ein Teil der Führungsschiene eingreift, in welche das Linearlager eingreift.The cylinder mounts can in particular be arranged directly below or above a linear bearing. In particular, this can be understood to mean that the respective cylinder mount is arranged in such a way that a part of the guide rail into which the linear bearing engages engages between the linear bearing and the cylinder mount.

Die Tuftmaschine kann insbesondere eine Positionsermittlungseinheit zur Ermittlung der Position der Tufteinheit relativ zum Rahmen aufweisen. Damit kann die Position der Tufteinheit relativ zum Rahmen ermittelt werden, beispielsweise entlang eines vorgegebenen Wegs. Dies erleichtert die Steuerung und Überwachung der Tufteinheit.The tufting machine can in particular have a position determination unit for determining the position of the tufting unit relative to the frame. This allows the position of the tufting unit to be determined relative to the frame, for example along a predetermined path. This facilitates the control and monitoring of the tufting unit.

Die Positionsermittlungseinheit kann insbesondere einen Drehgeber und eine Zahnstange aufweisen, wobei insbesondere Drehgeber und Zahnstange bei horizontaler Bewegung der Tufteinheit relativ zum Innenrahmen und/oder zum Rahmen eine Relativbewegung zueinander ausführen, welche vom Drehgeber aufgenommen wird. Dies erlaubt eine einfache und auch unter rauen Betriebsbedingungen zuverlässige Ermittlung der Position der Tufteinheit. Auch andere Ausführungen können jedoch verwendet werden.The position determination unit can in particular have a rotary encoder and a rack, wherein in particular the rotary encoder and rack execute a relative movement to one another when the tufting unit moves horizontally relative to the inner frame and/or the frame, which is recorded by the rotary encoder. This allows the position of the tufting unit to be determined simply and reliably even under rough operating conditions. However, other designs can also be used.

Die Antriebseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, den Rahmen während eines Tuftvorgangs 10 mm bis 50 mm fortzubewegen. Dies hat sich als sinnvoller Wert erwiesen, welchen die Tufteinheit während eines Tuftvorgangs weiterbewegt werden kann, ohne den Tuftvorgang zu stören. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Werte möglich.The drive unit can be designed in particular to move the frame 10 mm to 50 mm during a tufting process. This has proven to be a reasonable value by which the tufting unit can be moved during a tufting process without disrupting the tufting process. In principle, however, other values are also possible.

Die Tufteinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, einen Tuftvorgang innerhalb von mindestens 1 s und/oder höchstens 2,5 s, oder 1,5 s, auszuführen. Dies hat sich als sinnvolle Zeitspanne oder Zeitdauer für einen Tuftvorgang herausgestellt. Innerhalb dieser Zeitdauer können typischerweise die zum Einsetzen von Garnsträngen notwendigen Vorgänge ausgeführt werden. Grundsätzlich können jedoch auch andere Zeitdauern verwendet werden.The tufting unit can be designed in particular to carry out a tufting process within at least 1 s and/or at most 2.5 s, or 1.5 s. This has proven to be a useful time span or duration for a tufting process. The processes required to insert yarn strands can typically be carried out within this time period. In principle, however, other time periods can also be used.

Die Tuftmaschine kann beispielsweise ein Messrad zur Erfassung einer Fortbewegung des Rahmens auf dem Untergrund aufweisen. Mittels eines solchen Messrads kann die tatsächliche Geschwindigkeit der Tuftmaschine auf dem Untergrund erfasst werden. Dies kann zur Steuerung der Relativbewegung der Tufteinheit relativ zum Rahmen verwendet werden.The tufting machine can, for example, have a measuring wheel to detect the movement of the frame on the ground. Using such a measuring wheel, the actual speed of the tufting machine on the ground can be detected. This can be used to control the relative movement of the tufting unit relative to the frame.

Die Tuftmaschine kann ferner eine Steuerungsvorrichtung aufweisen, welche die Horizontalbewegungseinheit in Abhängigkeit von einer Fortbewegung des Rahmens auf dem Untergrund steuert. Es kann dabei insbesondere die bereits erwähnte Bewegungseinheit gesteuert werden. Zur Steuerung können Daten verwendet werden, welche von dem bereits erwähnten Messrad und/oder der Positionsermittlungseinheit erzeugt werden.The tufting machine can also have a control device which controls the horizontal movement unit depending on the movement of the frame on the ground. In particular, the movement unit mentioned above can be controlled. Data generated by the measuring wheel mentioned above and/or the position determination unit can be used for control.

Die Horizontalbewegungseinheit und/oder die Tufteinheit können insbesondere relativ zum Rahmen höhenverstellbar sein. Dies erlaubt eine Einstellung der Höhe, so dass die Tufteinheit einfach an unterschiedliche gewünschte Höhen und/oder unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten oder sonstige Bedingungen angepasst werden kann. Die Höhenverstellbarkeit kann insbesondere hydraulisch realisiert sein.The horizontal movement unit and/or the tufting unit can be adjustable in height relative to the frame. This allows the height to be adjusted so that the tufting unit can be easily adjusted to different desired heights and/or different ground conditions or other conditions. The height adjustment can be implemented hydraulically.

Insbesondere kann die Tufteinheit eine Anzahl von Tuftnadeln aufweisen, welche bei vertikaler Bewegung einen Tuftvorgang ausführen. Mittels einer solchen vertikalen Bewegung kann ein Einsetzen von Garnsträngen erfolgen. Die Tuftnadeln sind dabei typischerweise deutlich länger als ihr Durchmesser beträgt, so dass ein Einsetzen von Garnsträngen ohne Beschädigung des Untergrunds möglich ist.In particular, the tufting unit can have a number of tufting needles which carry out a tufting process when moved vertically. Yarn strands can be inserted using such a vertical movement. The tufting needles are typically significantly longer than their diameter, so that yarn strands can be inserted without damaging the substrate.

Die Antriebseinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, den Rahmen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung fortzubewegen. Dadurch kann ein ruckfreies Fortbewegen der Tuftmaschine erreicht werden.The drive unit can be designed in particular to move the frame forwards at a constant speed. This allows the tufting machine to move smoothly.

Insbesondere kann die Antriebseinheit eine Anzahl von Kettenfahrwerken aufweisen. Derartige Kettenfahrwerke haben sich für die hierin relevante Verwendung bewährt, da sie ein Fortbewegen auch schwerer Lasten auf einem Untergrund ermöglichen, ohne den Untergrund zu beschädigen. Grundsätzlich können jedoch auch andere Ausführungen verwendet werden.In particular, the drive unit can have a number of tracked chassis. Such tracked chassis have proven to be suitable for the use relevant here, as they enable even heavy loads to be moved on a surface without damaging the surface. In principle, however, other designs can also be used.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Einbringen von Garnsträngen in einen Untergrund, wobei das Verfahren folgende Schritte mehrfach wiederholt aufweist:

  • ▪ Einsetzen der Garnstränge mittels einer Tufteinheit, welche in einem Rahmen aufgenommen ist, dabei Verfahren des Rahmens in einer Vorwärtsrichtung und Bewegen der Tufteinheit relativ zum Rahmen derart, dass die Tufteinheit an der gleichen Position auf dem Untergrund bleibt, dann
  • ▪ weiteres Verfahren des Rahmens auf dem Untergrund, dabei Bewegen der Tufteinheit relativ zum Rahmen in eine Ausgangsposition für das nächste Einsetzen der Garnstränge.
The invention further relates to a method for introducing yarn strands into a substrate, wherein the method comprises the following steps repeated several times:
  • ▪ Inserting the yarn strands by means of a tufting unit which is accommodated in a frame, thereby moving the frame in a forward direction and moving the tufting unit relative to the frame such that the tufting unit remains in the same position on the substrate, then
  • ▪ Further movement of the frame on the substrate, moving the tufting unit relative to the frame into a starting position for the next insertion of the yarn strands.

Das Verfahren kann insbesondere mittels einer hierin beschriebenen Tuftmaschine ausgeführt werden. Bezüglich der Tuftmaschine kann auf alle beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden. Die bereits erwähnten Vorteile können erreicht werden. Insbesondere kann ein Rahmen der Tuftmaschine mit gleichmäßiger Geschwindigkeit über einen Untergrund verfahren werden, und trotzdem kann die Tufteinheit während eines jeweiligen Tuftvorgangs am gleichen Ort relativ zum Untergrund gehalten werden.The method can be carried out in particular by means of a tufting machine described herein. With regard to the tufting machine, all of the designs and variants described can be used. The advantages already mentioned can be achieved. In particular, a frame of the tufting machine can be moved over a substrate at a uniform speed, and the tufting unit can still be held in the same place relative to the substrate during each tufting process.

Allgemein sei erwähnt, dass eine Tuftmaschine eine Masse von beispielsweise mehr als 8 t hat und einer beispielhaften Anforderung ausgesetzt sein kann, bei jedem Takt exakt 20 mm vorzufahren und wieder stehenzubleiben. Dann kann ein Tuftvorgang bei stehender Tuftmaschine ausgeführt werden. Der Vortrieb erfolgt beispielsweise mittels zweier Kettenfahrwerke, die elektrisch angesteuert und hydraulisch angetrieben werden.In general, it should be mentioned that a tufting machine has a mass of, for example, more than 8 t and can be subject to an exemplary requirement of moving forward exactly 20 mm in each cycle and then stopping again. A tufting process can then be carried out while the tufting machine is stationary. The propulsion takes place, for example, by means of two tracked chassis that are electrically controlled and hydraulically driven.

Es hat sich bei bekannten Ausführungen von Tuftmaschinen gezeigt, dass der gewünschte Wert häufig nur schlecht erreicht werden kann. Die Tuftmaschine kann beispielsweise zu früh oder zu spät anhalten.It has been shown with known designs of tufting machines that the desired value is often difficult to achieve. For example, the tufting machine may stop too early or too late.

Damit die Tuftmaschine nicht abrupt anfährt und wieder gebremst werden muss, kann mittels der hierin beschriebenen Vorgehensweise dafür gesorgt werden, dass sich diese immer in einer gleichbleibenden Bewegung befinden kann. Hierfür kann die Tufteinheit mittels einer linearen Bewegung vor- und zurückgefahren werden. Eine Horizontalbewegungseinheit sitzt beispielsweise im Rahmen der Basiseinheit und ist beispielsweise vertikal in der Höhe verstellbar. Die Tufteinheit kann an der Horizontalbewegungseinheit mit Linearlagern befestigt werden. Die Horizontalbewegungseinheit kann in Fahrtrichtung rechts und links an der Tufteinheit sitzen. An der Horizontalbewegungseinheit können zwei Führungsschienen befestigt sein. Die acht Linearlager je Seite und die Führungsschienen können die lineare (horizontale) Bewegung der Tufteinheit ermöglichen. Eine horizontale Bewegung der Tufteinheit kann beispielsweise durch vier Hydraulikzylinder ermöglicht werden, insbesondere je Seite. Ein Drehgeber kann eine Zahnstange abtasten und die Position der Tufteinheit innerhalb der Basiseinheit ermitteln.To ensure that the tufting machine does not start up abruptly and then have to be braked again, the procedure described here can be used to ensure that it can always be in a constant motion. For this purpose, the tufting unit can be moved back and forth using a linear movement. A horizontal movement unit is located in the frame of the base unit, for example, and can be adjusted vertically in height, for example. The tufting unit can be attached to the horizontal movement unit with linear bearings. The horizontal movement unit can be located on the right and left of the tufting unit in the direction of travel. Two guide rails can be attached to the horizontal movement unit. The eight linear bearings on each side and the guide rails can enable the linear (horizontal) movement of the tufting unit. A horizontal movement of the tufting unit can be made possible, for example, by four hydraulic cylinders, in particular on each side. A rotary encoder can scan a rack and determine the position of the tufting unit within the base unit.

Während die Basiseinheit sich fortbewegt, kann sich die Tufteinheit mit derselben Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Ist der Tuftvorgang abgeschlossen und sind die Nadeln nicht mehr am Boden, kann die Tufteinheit wieder nach vorne bewegt werden. Beispielsweise kann dabei die doppelte Geschwindigkeit verwendet werden. Erreicht die Tufteinheit den nächsten Startpunkt, der beispielsweise 20 mm weiter vorne zum letzten Tuftvorgang liegen kann, fährt die Tufteinheit wieder entgegengesetzt zur Basiseinheit mit der gleichen Geschwindigkeit.While the base unit is moving, the tufting unit can move in the opposite direction at the same speed. Once the tufting process is complete and the needles are no longer on the ground, the tufting unit can be moved forward again. For example, double the speed can be used. When the tufting unit reaches the next starting point, which can be 20 mm further forward than the last tufting process, for example, the tufting unit moves in the opposite direction to the base unit at the same speed.

Eine Steuerung der Tuftmaschine kann die Position zwischen einem Messrad an der Basiseinheit und Drehgebern der Tufteinheit abgleichen.A control system of the tufting machine can adjust the position between a measuring wheel on the base unit and rotary encoders on the tufting unit.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigen:

  • Fig. 1 eine Tuftmaschine,
  • Fig. 2 eine Tufteinheit,
  • Fig. 3 einen Innenrahmen,
  • Fig. 4 einen Teil des Innenrahmens,
  • Fig. 5 eine Tufteinheit, und
  • Fig. 6 einen Innenrahmen und eine Tufteinheit.
The invention will now be explained with reference to the accompanying figures, in which:
  • Fig.1 a tufting machine,
  • Fig.2 a tufting unit,
  • Fig.3 an inner frame,
  • Fig.4 part of the inner frame,
  • Fig.5 a tufting unit, and
  • Fig.6 an inner frame and a tufting unit.

Fig. 1 zeigt eine Tuftmaschine 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Tuftmaschine 10 weist einen Rahmen 20 auf, welcher zumindest im Wesentlichen eine äußere Begrenzung der Tuftmaschine 10 darstellt und an welchem die anderen Komponenten befestigt sind. Zur Fortbewegung auf einem nicht dargestellten Untergrund weist die Tuftmaschine 10 eine Antriebseinheit 21 mit einem Kettenfahrwerk 22 auf. Dieses ist elektrisch antreibbar und erzeugt somit einen Vortrieb auf dem Untergrund. Eine normale Bewegungsrichtung der in Fig. 1 dargestellten Tuftmaschine 10 ist insbesondere dergestalt, dass sich die Tuftmaschine 10 nach links bewegt. Zur Steuerung der Fahrtrichtung dient ein vorderes Fahrwerk 23, welches lenkbare Räder aufweist. Fig.1 shows a tufting machine 10 according to an embodiment of the invention. The tufting machine 10 has a frame 20, which at least essentially represents an outer boundary of the tufting machine 10 and to which the other components are attached. For movement on a surface not shown, the tufting machine 10 has a drive unit 21 with a crawler chassis 22. This can be driven electrically and thus generates propulsion on the surface. A normal direction of movement of the Fig.1 The tufting machine 10 shown is in particular such that the tufting machine 10 moves to the left. A front chassis 23, which has steerable wheels, serves to control the direction of travel.

Innerhalb des Rahmens 20 ist eine Tür 25 ausgebildet. Diese dient dazu, einen Bediener in die Tuftmaschine 10 eintreten zu lassen. Dieser Bediener befindet sich während des Betriebs typischerweise innerhalb der Tuftmaschine 10 und bedient Komponenten, welche sich im Inneren der Tuftmaschine 10 befinden. Beispielsweise befinden sich innerhalb der Tuftmaschine 10 bzw. innerhalb des Rahmens 20 Komponenten wie Spulen, Ventile, Öltank oder Antriebsmotoren.A door 25 is formed within the frame 20. This serves to allow an operator to enter the tufting machine 10. This operator is typically located inside the tufting machine 10 during operation and operates components that are located inside the tufting machine 10. For example, components such as coils, valves, oil tanks or drive motors are located inside the tufting machine 10 or inside the frame 20.

An dem Rahmen 20 ist ferner ein Messrad 24 befestigt, welches auf dem Untergrund mitläuft, um die Fortbewegung des Rahmens 20 exakt zu erfassen. Somit kann jederzeit eine genaue Information über die Fortbewegung erhalten werden. Das Messrad 24 ist mit einem Drehgeber verbunden.A measuring wheel 24 is also attached to the frame 20 and runs along the ground to precisely record the movement of the frame 20. This means that precise information about the movement can be obtained at any time. The measuring wheel 24 is connected to a rotary encoder.

Die Tuftmaschine 10 weist eine Tufteinheit 30 auf. Die Tufteinheit 30 wird weiter unten näher beschrieben werden. Sie dient zum Einsetzen von mehreren Garnsträngen in den Untergrund, wobei diese Garnstränge typischerweise aus bevorrateten Garnen abgeschnitten und dann in den Untergrund eingesetzt werden. Dabei werden typischerweise zahlreiche Garnstränge parallel eingesetzt.The tufting machine 10 has a tufting unit 30. The tufting unit 30 will be described in more detail below. It serves to insert several strands of yarn into the substrate, whereby these strands of yarn are typically cut from stored yarns and then inserted into the substrate. Numerous strands of yarn are typically inserted in parallel.

An einem hinteren Ende weist die Tuftmaschine 10 ein Glättungsrad 26 auf. Dieses dient dazu, den Boden bzw. Untergrund nach dem Einsetzen von Garnsträngen zu glätten. Es kann insbesondere abgesenkt und/oder nach unten gedrückt werden.At a rear end, the tufting machine 10 has a smoothing wheel 26. This serves to smooth the floor or subsurface after the yarn strands have been inserted. In particular, it can be lowered and/or pressed downwards.

Fig. 2 zeigt die Tufteinheit 30 in größerer Detailliertheit. Die Perspektive ist dabei von vorne gegen die typische Fahrtrichtung. Dabei ist zu erkennen, dass die Tufteinheit 30 mehrere nebeneinander angeordnete und zueinander parallel ausgerichtete Tuftnadeln 31 aufweist. Die Tuftnadeln 31 können gleichzeitig und parallel vertikal bewegt werden, um den Einsetzvorgang auszuführen. Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen werden. Fig.2 shows the tufting unit 30 in greater detail. The perspective is from the front against the typical direction of travel. It can be seen that the tufting unit 30 has several tufting needles 31 arranged next to one another and aligned parallel to one another. The tufting needles 31 can be moved vertically simultaneously and in parallel in order to carry out the insertion process. This will be discussed in more detail below.

Auf den linken und rechten Seiten der Fig. 2, welche auch den linken und rechten Seiten in einer vorderen Ansicht der Tuftmaschine 10 entsprechen, sind hierfür vertikale Tuftschienen 42 angeordnet. Diese sind nicht unmittelbar an der Tufteinheit 30, sondern an einem Innenrahmen angebracht, welcher in Fig. 3 dargestellt ist. Die Tuftschienen 42 erlauben, dass die Tufteinheit 30 und damit die Tuftnadeln 31 eine geführte vertikale Bewegung ausführen können. Dabei wird die Tufteinheit 30 von den Tuftschienen 42 geführt und stabilisiert, insbesondere derart, dass die Position des in Fig. 3 dargestellten Innenrahmens im Rahmen 20 nach vorne, hinten, rechts und links unverändert bleibt und eine horizontale Relativbewegung der Tufteinheit 30 relativ zum Rahmen 20 ausschließlich durch die nachfolgend beschriebenen Komponenten erzeugt wird.On the left and right sides of the Fig.2 , which also correspond to the left and right sides in a front view of the tufting machine 10, vertical tufting rails 42 are arranged for this purpose. These are not attached directly to the tufting unit 30, but to an inner frame which is in Fig.3 The tufting rails 42 allow the tufting unit 30 and thus the tufting needles 31 to perform a guided vertical movement. The tufting unit 30 is guided and stabilized by the tufting rails 42, in particular in such a way that the position of the Fig.3 shown inner frame in the frame 20 remains unchanged to the front, back, right and left and a horizontal relative movement of the tuft unit 30 relative to the frame 20 is generated exclusively by the components described below.

In der gezeigten Ausführung weist die Tufteinheit 30 insgesamt 88 Tuftnadeln 31 auf. Es sei jedoch verstanden, dass auch mehr oder weniger Tuftnadeln 31 verwendet werden können.In the embodiment shown, the tufting unit 30 has a total of 88 tufting needles 31. However, it should be understood that more or fewer tufting needles 31 can be used.

Fig. 3 zeigt einen Innenrahmen 50, welcher sich seitlich zur Tufteinheit 30 befindet. Ein solcher Innenrahmen 50 befindet sich insbesondere hinter jeder der beiden in Fig. 2 zu sehenden Tuftschienen 42, d.h. hinter der Papierebene von Fig. 2. Tuftschienen 42 sind auch in Fig. 3 zu sehen, wobei sich eine an der linken Seite und eine an der rechten Seite des Innenrahmens 50 befindet. Jeder Innenrahmen 50 hat somit zwei Tuftschienen 42, bei Verwendung von zwei Innenrahmen 50 (einer an der linken und einer an der rechten Seite der Tuftmaschine 10) sind somit insgesamt vier Tuftschienen 42 vorhanden (je zwei in Fahrtrichtung gesehen an der Vorderseite und an der Hinterseite der Innenrahmen 50). Fig.3 shows an inner frame 50, which is located laterally to the tufting unit 30. Such an inner frame 50 is located in particular behind each of the two in Fig.2 visible tufting rails 42, ie behind the paper plane of Fig.2 . Tuft rails 42 are also available in Fig.3 can be seen, with one on the left side and one on the right side of the inner frame 50. Each inner frame 50 thus has two tufting rails 42; when using two inner frames 50 (one on the left and one on the right side of the tufting machine 10), there are thus a total of four tufting rails 42 (two each on the front and two on the rear of the inner frame 50, viewed in the direction of travel).

Der Innenrahmen 50 weist eine Aufnahme 32 für einen Hydraulikzylinder auf, mittels welchem der Innenrahmen 50 angehoben oder abgesenkt werden kann. Diese Bewegung wird in noch zu beschreibender Art und Weise auf die Tufteinheit 30 übertragen. Dadurch wird die bereits beschriebene Einsetzbewegung mittels der Tuftnadeln 31 ausgeführt. Diese Bewegung wird mittels der Tuftschienen 42 eindimensional geführt.The inner frame 50 has a receptacle 32 for a hydraulic cylinder, by means of which the inner frame 50 can be raised or lowered. This movement is carried out in transferred to the tufting unit 30 in a manner to be described. As a result, the already described insertion movement is carried out by means of the tufting needles 31. This movement is guided one-dimensionally by means of the tufting rails 42.

An dem Innenrahmen 50 sind vorliegend vier horizontale Hydraulikzylinder 52 angebracht, welche zum Auslösen einer horizontalen Bewegung der Tufteinheit 30 relativ zum Innenrahmen 50 vorgesehen sind. Die horizontalen Hydraulikzylinder 52 sind unmittelbar an dem Innenrahmen 50 befestigt, ihre jeweiligen Kolben 53 sind in noch zu beschreibender Weise an der Tufteinheit 30 befestigt. Die horizontalen Hydraulikzylinder sind somit dazu in der Lage, die Tufteinheit 30 innerhalb des Rahmens 20 zwischen zwei vorgegebenen horizontalen Endpositionen aktiv zu bewegen.In the present case, four horizontal hydraulic cylinders 52 are attached to the inner frame 50, which are intended to trigger a horizontal movement of the tufting unit 30 relative to the inner frame 50. The horizontal hydraulic cylinders 52 are attached directly to the inner frame 50, their respective pistons 53 are attached to the tufting unit 30 in a manner to be described below. The horizontal hydraulic cylinders are thus able to actively move the tufting unit 30 within the frame 20 between two predetermined horizontal end positions.

Die horizontale Bewegung wird durch Führungsschienen 44 stabilisiert. Diese sind horizontal in dem Innenrahmen 50 angeordnet und führen die Bewegung, welche durch die Hydraulikzylinder 52 initiiert wird, eindimensional. Hierfür greifen Linearlager, welche an der Tufteinheit 30 befestigt sind, in die Führungsschienen 44 ein. Dies wird weiter unten näher beschrieben werden.The horizontal movement is stabilized by guide rails 44. These are arranged horizontally in the inner frame 50 and guide the movement initiated by the hydraulic cylinders 52 in one dimension. For this purpose, linear bearings, which are attached to the tufting unit 30, engage in the guide rails 44. This will be described in more detail below.

Die Tufteinheit 30 weist ferner einen Drehgeber 34 auf, welcher zur Ermittlung der momentanen horizontalen Position der Tufteinheit 30 relativ zum Rahmen 20 dient. Der Drehgeber 34 kann die horizontale Bewegung überwachen und zu deren Steuerung verwendet werden.The tufting unit 30 further comprises a rotary encoder 34 which serves to determine the current horizontal position of the tufting unit 30 relative to the frame 20. The rotary encoder 34 can monitor the horizontal movement and be used to control it.

Die in Fig. 3 dargestellten Komponenten sind als eine Einheit zu betrachten. Diese Einheit wird im Betrieb der Tuftmaschine 10 mittels der nicht dargestellten Hydraulikzylinder rauf und runter gefahren, um die Tuftbewegung auszulösen. Somit werden auch die Komponenten, welche für die horizontale Bewegung zuständig sind, mit rauf und runter gefahren.In the Fig.3 The components shown are to be viewed as a single unit. This unit is moved up and down during operation of the tufting machine 10 using the hydraulic cylinders (not shown) in order to initiate the tufting movement. The components responsible for the horizontal movement are therefore also moved up and down.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der in Fig. 3 mit A-A eingezeichneten Schnittlinie. Es handelt sich somit bei der Ansicht von Fig. 4 um eine Seitenansicht in Längsrichtung. Dabei sind die bereits erwähnten Komponenten zu sehen. Insbesondere sind dabei zwei Hydraulikzylinder 52 in einer stirnseitigen Draufsicht zu sehen, wobei sie eine Kraft quer zur Papierebene von Fig. 4 ausüben können. Dementsprechend ist auch die Bewegungsrichtung vorgesehen, welche ebenfalls quer zur Papierebene der Fig. 4 liegt. Fig.4 shows a sectional view along the Fig.3 with AA marked section line. This is therefore the view of Fig.4 is a side view in the longitudinal direction. The components already mentioned can be seen. In particular, two hydraulic cylinders 52 can be seen in a frontal plan view, whereby they exert a force transverse to the plane of the paper of Fig.4 Accordingly, the direction of movement is also provided, which is also transverse to the paper plane of the Fig.4 lies.

Die Stabilisierung der horizontalen Bewegung in Längsrichtung erfolgt über die bereits erwähnten Führungsschienen 44. Diese sind in Fig. 4 in ihrem Querschnitt zu sehen. Die vertikale Bewegung zum Tuften erfolgt dadurch, dass an der Aufnahme 32 ein nicht dargestellter Hydraulikzylinder angreift, der den Innenrahmen 50 nach oben und unten bewegt. Diese Bewegung wird über die Führungsschienen 44 in noch zu beschreibender Weise auf die Tufteinheit 30 übertragen.The stabilization of the horizontal movement in the longitudinal direction is carried out via the already mentioned guide rails 44. These are in Fig.4 can be seen in its cross-section. The Vertical movement for tufting is achieved by a hydraulic cylinder (not shown) engaging the holder 32, which moves the inner frame 50 up and down. This movement is transmitted to the tufting unit 30 via the guide rails 44 in a manner to be described below.

Fig. 5 zeigt die Tufteinheit 30 sowie weitere Komponenten in Seitenansicht. Dabei ist zunächst zu erkennen, dass die Tuftnadeln 31 der Tufteinheit 30 nach unten abstehen und somit durch eine vertikale Bewegung in einen hier dargestellten Untergrund 12 eingesetzt werden können. Dabei nehmen sie typischerweise abgeschnittene Garnabschnitte mit. Fig.5 shows the tufting unit 30 and other components in side view. It can be seen that the tufting needles 31 of the tufting unit 30 protrude downwards and can thus be inserted into a substrate 12 shown here by a vertical movement. In doing so, they typically take cut yarn sections with them.

An der Tufteinheit 30 sind Linearlager 46 angebracht. Die Linearlager 46 greifen in die Führungsschienen 44 ein. Die Linearlager 46 ermöglichen somit eine horizontale Relativbewegung der Tufteinheit 30 relativ zum Innenrahmen 50. Die bereits beschriebene vertikale Bewegung des Innenrahmens 50 wird durch die Kombination aus Führungsschienen 44 und Linearlagern 46 auf die Tufteinheit 30 übertragen, welche die Bewegung somit mit ausführt.Linear bearings 46 are attached to the tufting unit 30. The linear bearings 46 engage in the guide rails 44. The linear bearings 46 thus enable a horizontal relative movement of the tufting unit 30 relative to the inner frame 50. The vertical movement of the inner frame 50 already described is transferred to the tufting unit 30 by the combination of guide rails 44 and linear bearings 46, which thus carries out the movement.

Die horizontalen Hydraulikzylinder 52 bzw. deren jeweilige Kolben 53 sind an jeweiligen Zylinderaufnahmen 48 angebracht. Die Zylinderaufnahmen 48 sind vorliegend jeweils direkt an einem Linearlager 46 angeordnet, insbesondere jeweils oberhalb bzw. unterhalb, wie in Fig. 5 zu sehen ist. Damit kann eine vorteilhafte einfache Bewegung erreicht werden. Zudem werden Kräfte gerade an den Linearlagern 46 eingeleitet, so dass ein Verkanten verhindert wird.The horizontal hydraulic cylinders 52 or their respective pistons 53 are attached to respective cylinder mounts 48. The cylinder mounts 48 are each arranged directly on a linear bearing 46, in particular above or below, as in Fig.5 can be seen. This allows an advantageous simple movement to be achieved. In addition, forces are introduced directly at the linear bearings 46, so that tilting is prevented.

Durch die beschriebene Implementierung wird ermöglicht, dass der Rahmen 20 mit einer konstanten Geschwindigkeit über den Untergrund 12 fährt, wobei eine solche Bewegung durch die Antriebseinheit 21 erreicht werden kann. Durch die mittels der horizontalen Hydraulikzylinder 52 aktiv steuerbaren horizontalen Relativbewegung der Tufteinheit 30 relativ zum Rahmen 20 ist es möglich, die Tufteinheit 30 während der kontinuierlichen Fortbewegung des Rahmens 20 temporär gegen die Fahrtrichtung zu bewegen und dabei relativ zum Rahmen 20 mit einer solchen Geschwindigkeit zu bewegen, dass die Tufteinheit 30 für einen gewissen Zeitraum von beispielsweise etwa 2 s keine horizontale Relativbewegung zum Untergrund 12 ausführt. Die Tufteinheit 30 bleibt somit an einer konstanten Position auf dem Untergrund 12 und kann den Tuftvorgang, also die bereits beschriebene vertikale Bewegung, unbeeinträchtigt ausführen, ohne dass hierfür ein Anhalten des Rahmens 20 erforderlich wäre.The implementation described enables the frame 20 to travel over the substrate 12 at a constant speed, whereby such a movement can be achieved by the drive unit 21. Due to the horizontal relative movement of the tufting unit 30 relative to the frame 20, which can be actively controlled by means of the horizontal hydraulic cylinders 52, it is possible to temporarily move the tufting unit 30 against the direction of travel during the continuous movement of the frame 20 and to move it relative to the frame 20 at such a speed that the tufting unit 30 does not perform any horizontal relative movement to the substrate 12 for a certain period of time, for example around 2 s. The tufting unit 30 thus remains in a constant position on the substrate 12 and can carry out the tufting process, i.e. the vertical movement already described, unhindered, without the need to stop the frame 20.

Zur Überwachung der Relativbewegung ist in Fig. 5 eine Zahnstange 36 gezeigt, welche mit dem bereits erwähnten Drehgeber 34 zusammenwirkt. Dadurch kann jederzeit eine unmittelbare Rückmeldung über die aktuelle Relativposition zwischen Tufteinheit 30 und Rahmen 20 erhalten werden. Dies kann zur Steuerung der Bewegung verwendet werden. Zahnstange 36 und Drehgeber 34 bilden somit zusammen eine Positionsermittlungseinheit 33, wie in Fig. 6 zu sehen ist.To monitor the relative movement, Fig.5 a rack 36 is shown, which interacts with the previously mentioned rotary encoder 34. This allows immediate feedback on the current relative position between the tufting unit 30 and the frame 20 to be obtained at any time. This can be used to control the movement. The rack 36 and rotary encoder 34 thus together form a position detection unit 33, as shown in Fig.6 you can see.

Fig. 6 zeigt eine Tufteinheit 30 mit mehr Komponenten als Fig. 3. Insbesondere ist dabei das Zusammenwirken der horizontalen Hydraulikzylinder 52 mit den Linearlagern 46 und den Zylinderaufnahmen 48 gut zu erkennen. Die horizontalen Hydraulikzylinder 52 sorgen für die bereits beschriebene horizontale Relativbewegung, während die Aufnahme 32 zum Anbringen eines Hydraulikzylinders dient, welcher für eine vertikale Bewegung sorgt. Fig.6 shows a tufting unit 30 with more components than Fig.3 In particular, the interaction of the horizontal hydraulic cylinders 52 with the linear bearings 46 and the cylinder mounts 48 can be clearly seen. The horizontal hydraulic cylinders 52 ensure the horizontal relative movement already described, while the mount 32 is used to attach a hydraulic cylinder which ensures a vertical movement.

Horizontale Hydraulikzylinder 52, Zylinderaufnahmen 48, Linearlager 46 und Führungsschienen 44 bilden zusammen eine Horizontalbewegungseinheit 40, welche eine horizontale Bewegung der Tufteinheit 30 relativ zum Rahmen 20 ermöglicht.Horizontal hydraulic cylinders 52, cylinder mounts 48, linear bearings 46 and guide rails 44 together form a horizontal motion unit 40, which enables horizontal movement of the tufting unit 30 relative to the frame 20.

Des Weiteren ist in Fig. 6 eine Garnzuführung 38 gezeigt, welche dem Zuführen eines Garns zu einer Tuftnadel 31 dient.Furthermore, Fig.6 a yarn feed 38 is shown, which serves to feed a yarn to a tufting needle 31.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All features and advantages arising from the claims, the description and the drawings, including structural details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention both individually and in a wide variety of combinations.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
TuftmaschineTufting machine
1212
UntergrundUnderground
2020
RahmenFrame
2121
AntriebseinheitDrive unit
2222
KettenfahrwerkTracked chassis
2424
MessradMeasuring wheel
2525
Türdoor
2626
GlättungsradSmoothing wheel
3030
TufteinheitTufting unit
3131
TuftnadelnTufting needles
3232
AufnahmeRecording
3333
PositionsermittlungseinheitPosition determination unit
3434
DrehgeberEncoder
3636
ZahnstangeRack and pinion
3838
GarnzuführungYarn feed
4040
HorizontalbewegungseinheitHorizontal movement unit
4242
TuftschienenTufting rails
4444
FührungsschienenGuide rails
4646
LinearlagerLinear bearings
4848
ZylinderaufnahmeCylinder mount
5050
InnenrahmenInner frame
5252
Horizontale HydraulikzylinderHorizontal hydraulic cylinders
5353
KolbenPistons

Claims (15)

Tuftmaschine, aufweisend ▪ einen Rahmen (20), ▪ eine Antriebseinheit (21), welche dazu ausgebildet ist, den Rahmen (20) auf einem Untergrund (12) zumindest in eine Vorwärtsrichtung fortzubewegen, ▪ eine Tufteinheit (30), welche dazu ausgebildet ist, während eines jeweiligen Tuftvorgangs eine Anzahl von Garnsträngen in den Untergrund (12) einzusetzen, und ▪ eine Horizontalbewegungseinheit (40), welche dazu ausgebildet ist, die Tufteinheit (30) während eines Tuftvorgangs relativ zum Rahmen (20) zumindest entgegen der Vorwärtsrichtung zu bewegen. Tufting machine, comprising ▪ a frame (20), ▪ a drive unit (21) which is designed to move the frame (20) on a base (12) at least in a forward direction, ▪ a tufting unit (30) which is designed to insert a number of yarn strands into the substrate (12) during a respective tufting process, and ▪ a horizontal movement unit (40) which is designed to move the tufting unit (30) relative to the frame (20) at least counter to the forward direction during a tufting process. Tuftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalbewegungseinheit (40) dazu ausgebildet ist, während eines Tuftvorgangs die Tufteinheit (30) gleich schnell relativ zum Rahmen (20) entgegen der Vorwärtsrichtung zu bewegen, wie die Antriebseinheit (21) den Rahmen (20) auf dem Untergrund (12) in Vorwärtsrichtung fortbewegt.Tufting machine according to claim 1, characterized in that the horizontal movement unit (40) is designed to move the tufting unit (30) relative to the frame (20) against the forward direction during a tufting process at the same speed as the drive unit (21) moves the frame (20) on the substrate (12) in the forward direction. Tuftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalbewegungseinheit (40) dazu ausgebildet ist, während eines Tuftvorgangs die Tufteinheit (30) an einer Stelle auf dem Untergrund (12) zu halten, während die Antriebseinheit (21) den Rahmen (20) fortbewegt.Tufting machine according to one of the preceding claims, characterized in that the horizontal movement unit (40) is designed to hold the tufting unit (30) at one point on the substrate (12) during a tufting process, while the drive unit (21) moves the frame (20). Tuftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalbewegungseinheit (40) dazu ausgebildet ist, die Tufteinheit (30) zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Tuftvorgängen relativ zum Rahmen (20) in Vorwärtsrichtung zu bewegen.Tufting machine according to one of the preceding claims, characterized in that the horizontal movement unit (40) is designed to move the tufting unit (30) in the forward direction relative to the frame (20) between two immediately successive tufting operations. Tuftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalbewegungseinheit (40) dazu ausgebildet ist, die Tufteinheit (30) während eines Tuftvorgangs relativ zum Rahmen (20) von einer Ausgangsposition in eine Endposition zu bewegen, und zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Tuftvorgängen von der Endposition in die Ausgangsposition zu bewegen.Tufting machine according to one of the preceding claims, characterized in that the horizontal movement unit (40) is designed to move the tufting unit (30) during a tufting process relative to the frame (20) from a starting position to an end position, and to move it from the end position to the starting position between two immediately successive tufting processes. Tuftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalbewegungseinheit (40) dazu ausgebildet ist, die Tufteinheit (30) relativ zum Rahmen (20) linear zu bewegen, wobei die Tuftmaschine (10) eine Anzahl von Führungsschienen (44) zur Linearführung der Tufteinheit (30) in und entgegen der Vorwärtsrichtung aufweist.Tufting machine according to one of the preceding claims, characterized in that the horizontal movement unit (40) is designed to move the tufting unit (30) linearly relative to the frame (20), wherein the tufting machine (10) has a number of guide rails (44) for linearly guiding the tufting unit (30) in and against the forward direction. Tuftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an einer ersten Seite und an einer zweiten Seite der Tufteinheit (30) jeweils eine Anzahl von Linearlagern (46) vorgesehen sind, wobei jedes Linearlager (46) in eine der Führungsschienen (44) eingreift.Tufting machine according to claim 6, characterized in that a number of linear bearings (46) are provided on a first side and on a second side of the tufting unit (30), each linear bearing (46) engaging in one of the guide rails (44). Tuftmaschine nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen Innenrahmen (50), welcher innerhalb des Rahmens (20) angeordnet ist und relativ zum Rahmen (20) vertikal beweglich ist, wobei die Führungsschienen (44) an dem Innenrahmen (50) befestigt sind.Tufting machine according to claim 6 or 7, characterized by an inner frame (50) which is arranged within the frame (20) and is vertically movable relative to the frame (20), wherein the guide rails (44) are fastened to the inner frame (50). Tuftmaschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Vertikalantriebe, welche dazu ausgebildet sind, den Innenrahmen (50) relativ zum Rahmen vertikal zu bewegen, um einen Tuftvorgang auszuführen, wobei eine oder mehrere Tuftschienen (42) vorgesehen sind, welche den Innenrahmen (50) relativ zum Rahmen (20) vertikal beweglich halten.Tufting machine according to claim 8, characterized by one or more vertical drives which are designed to move the inner frame (50) vertically relative to the frame in order to carry out a tufting process, wherein one or more tufting rails (42) are provided which hold the inner frame (50) vertically movable relative to the frame (20). Tuftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalbewegungseinheit (40) eine Anzahl von horizontalen Hydraulikzylindern (52), einen Spindelantrieb, einen Linearantrieb und/oder einen Elektrostellmotor zur horizontalen Bewegung der Tufteinheit (30) relativ zum Rahmen (20) aufweist.Tufting machine according to one of the preceding claims, characterized in that the horizontal movement unit (40) has a number of horizontal hydraulic cylinders (52), a spindle drive, a linear drive and/or an electric actuator for horizontal movement of the tufting unit (30) relative to the frame (20). Tuftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Positionsermittlungseinheit (33) zur Ermittlung der Position der Tufteinheit (30) relativ zum Rahmen (20).Tufting machine according to one of the preceding claims, characterized by a position determining unit (33) for determining the position of the tufting unit (30) relative to the frame (20). Tuftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Messrad (24) zur Erfassung einer Fortbewegung des Rahmens (20) auf dem Untergrund (12).Tufting machine according to one of the preceding claims, characterized by a measuring wheel (24) for detecting a movement of the frame (20) on the substrate (12). Tuftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerungsvorrichtung, welche die Horizontalbewegungseinheit (40) in Abhängigkeit von einer Fortbewegung des Rahmens (20) auf dem Untergrund (12) steuert.Tufting machine according to one of the preceding claims, characterized by a control device which controls the horizontal movement unit (40) as a function of a movement of the frame (20) on the substrate (12). Verfahren zum Einbringen von Garnsträngen in einen Untergrund, wobei das Verfahren folgende Schritte mehrfach wiederholt aufweist: ▪ Einsetzen der Garnstränge mittels einer Tufteinheit, welche in einem Rahmen aufgenommen ist, dabei Verfahren des Rahmens in einer Vorwärtsrichtung und Bewegen der Tufteinheit relativ zum Rahmen derart, dass die Tufteinheit an der gleichen Position auf dem Untergrund bleibt, dann ▪ weiteres Verfahren des Rahmens auf dem Untergrund, dabei Bewegen der Tufteinheit relativ zum Rahmen in eine Ausgangsposition für das nächste Einsetzen der Garnstränge. Method for introducing yarn strands into a substrate, the method comprising the following steps repeated several times: ▪ Inserting the yarn strands by means of a tufting unit which is accommodated in a frame, thereby moving the frame in a forward direction and moving the tufting unit relative to the frame such that the tufting unit remains in the same position on the substrate, then ▪ Further movement of the frame on the substrate, moving the tufting unit relative to the frame into a starting position for the next insertion of the yarn strands. Verfahren nach Anspruch 14, welches mit einer Tuftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgeführt wird.A method according to claim 14, which is carried out with a tufting machine according to one of claims 1 to 13.
EP22203041.3A 2022-10-21 2022-10-21 Tufting machine and method for inserting yarn strands into a substrate Pending EP4357506A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22203041.3A EP4357506A1 (en) 2022-10-21 2022-10-21 Tufting machine and method for inserting yarn strands into a substrate
PCT/EP2023/079380 WO2024084092A1 (en) 2022-10-21 2023-10-20 Tufting machine and method for inserting yarn strands in a substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22203041.3A EP4357506A1 (en) 2022-10-21 2022-10-21 Tufting machine and method for inserting yarn strands into a substrate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4357506A1 true EP4357506A1 (en) 2024-04-24

Family

ID=83994893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22203041.3A Pending EP4357506A1 (en) 2022-10-21 2022-10-21 Tufting machine and method for inserting yarn strands into a substrate

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4357506A1 (en)
WO (1) WO2024084092A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017017237A1 (en) * 2015-07-28 2017-02-02 Smg Sportplatzmaschinenbau Gmbh Tufting machine
WO2017183977A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 Desso Sports B.V. Device for inserting synthetic fibers into the ground
WO2018074930A1 (en) * 2016-10-21 2018-04-26 Desso Sports B.V. Method and device for introducing thread-like fibres into the ground, combination of a substrate member and a collection of thread-like fibres, and device for introducing thread-like fibres into the ground
WO2019027317A1 (en) * 2017-08-03 2019-02-07 Sisgrass B.V. Device and method for inserting artificial grass strand parts in the ground

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017017237A1 (en) * 2015-07-28 2017-02-02 Smg Sportplatzmaschinenbau Gmbh Tufting machine
WO2017183977A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 Desso Sports B.V. Device for inserting synthetic fibers into the ground
WO2018074930A1 (en) * 2016-10-21 2018-04-26 Desso Sports B.V. Method and device for introducing thread-like fibres into the ground, combination of a substrate member and a collection of thread-like fibres, and device for introducing thread-like fibres into the ground
WO2019027317A1 (en) * 2017-08-03 2019-02-07 Sisgrass B.V. Device and method for inserting artificial grass strand parts in the ground

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024084092A1 (en) 2024-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3516284C2 (en)
EP3336254B1 (en) Construction machine and method of converting a construction machine for processing a floor covering
DE2143383A1 (en) Machine tool with automatic tool change
DE10122657B4 (en) Traction unit for a drawing machine and method for drawing a drawn material with this traction unit and discontinuous drawing machine
WO2017017237A1 (en) Tufting machine
DE3230051A1 (en) MACHINE TOOL WITH AUTOMATIC TOOL CHANGING DEVICE
DE1285491B (en) Mobile track tamping machine
CH638255A5 (en) TUFT MACHINE.
DE112016006887T5 (en) Wire eroding machine, guide assembly and wire EDM process
DE3532943C2 (en)
EP3448203B1 (en) Machine for producing brushes
EP4357506A1 (en) Tufting machine and method for inserting yarn strands into a substrate
EP2944390A2 (en) Bending tool and changing unit for same
EP3555355B1 (en) Turf unit, turfing machine, and method for inserting turfs in a backing
DE1534080C3 (en) Method for tamping under the sleepers of a track
EP3699393B1 (en) Earth boring device, system comprising an earth boring device, earth boring method and use of an earth boring device
EP3899123B1 (en) Tufting unit and tufting machine
DE3734556C2 (en)
DE2654365A1 (en) PROCEDURE FOR PLUGGING BRUSHES AND PLUGGING TOOL FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE
DE4128519C2 (en) Process and machine for processing a track or its ballast bed
DE60126766T2 (en) Feeding device for feeding bars and removing debris
DE2100597A1 (en) Brush manufacturing machine with drilling and tamping tools as well as a rotatable clamping point carrier
DE102020132399B4 (en) Cross rolling device, in particular cross wedge rolling device, method for operating a cross rolling device and control device
EP0353324A1 (en) Method for the straight drawing of tubes, and device for carrying out the method
DE584745C (en) Shifting device for adjustable or continuously shiftable machine parts on machine tools (e.g. lathe supports)

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR