Результат интеллектуальной деятельности: ЖАККАРДОВЫЙ ТКАЦКИЙ СТАНОК, ИМЕЮЩИЙ ОПТИМИЗИРОВАННУЮ ПЛОТНОСТЬ ОСНОВНЫХ НИТЕЙ

Предпосылки изобретения

Настоящее изобретение относится к ткацкому станку жаккардового типа.

Фиг. 1 представляет схему ткацкого станка 10 жаккардового типа, применяемого для изготовления волокнистых структур или ткани, полученных многослойным переплетением между многочисленных слоями оснóвных нитей 30 и многочисленными слоями уточных нитей 31.

В известном способе ткацкий станок 10 оснащен жаккардовым механизмом 11, который поддерживается дополнительной конструкцией, которая не показана в Фиг. 1. Ткацкий станок 10 также имеет жаккардовую подвязь 20, состоящую из делительной доски 21 и аркатных шнуров, или галев ремизок 22, причем каждый аркатный шнур 22 соединен на одном конце с карабинным крючком 12 жаккардового механизма 11 и на другом конце с одной из возвратных пружин 13, закрепленных на станине 14 ткацкого станка 14.

Каждый аркатный шнур 22 включает глазок 23 галева ремизки, имеющий пропущенную через него оснóвную нить 30. Галевы ремизки 22 и связанные с ними глазки 23 галев ремизок приводятся по существу в вертикальное возвратно-поступательное движение, представленное обоюдоострой стрелкой F, под действием вытягивающих сил, прилагаемых соответственно карабинными крючками 12 и возвратными пружинами 13. Галевы ремизок 22 служат для подъема определенных оснóвных нитей 30, тем самым создавая зев 15, позволяющий вводить уточные нити 31.

Галевы ремизок 22 распределены в пространстве в зависимости от положений отверстий 210 в делительной доске 21, то есть в многочисленных колонках 211 и рядах 212.

Плотность отверстий 210 в делительной доске соответствует плотности изготовляемой ткани, то есть расстояние между каждой из колонок отверстий в делительной доске эквивалентно расстоянию, которое существует между каждой из колонок основы в ткани, которая должна быть изготовлена.

Определенные волокнистые структуры, например, такие как изготовленные из композитного материала структуры для создания армирования лопаток авиационных двигателей, требуют переплетения, которое является очень плотным, с плотностью переплетения, и в частности, с плотностью переплетения основы, которая является относительно высокой, чтобы обеспечивать хорошую механическую прочность детали. Плотность переплетения оснóвы соответствует числу оснóвных нитей на единицу длины. Следовательно, когда желательно тканье с более высокой плотностью переплетения, необходимо сокращать расстояние между колонками отверстий в делительной доске, тем самым обусловливая сближение галев ремизок колонки, например галев ремизок 22 колонки «ℓ1» с галевами ремизок 22 соседней(-них) колонки(-нок), например, здесь колонки «ℓ2». Тем не менее, когда галевы ремизок двух соседних колонок находятся слишком близко друг к другу, тогда перемещению галев ремизок, и более конкретно, связанных с ними глазков галев ремизок, препятствует сближенность с галевами ремизок и оснóвными нитями, находящимися в соседней колонке.

Во избежание любого риска зацепления между галевами ремизок, принадлежащими к смежным колонкам, необходимо обеспечивать некоторую минимальную величину расстояния между колонками галев ремизок. Тем самым существует предел той степени, до которой плотность переплетения нитей ткани может быть повышена на существующих ткацких станках.

Цель и сущность изобретения

Таким образом, желательно иметь в распоряжении ткацкие станки, которые способны изготавливать ткани, которые имеют плотность переплетения, которая является бóльшей, чем та, которая может быть получена на ткацких станках согласно прототипу.

Для этой цели изобретение представляет ткацкий станок жаккардового типа для изготовления ткани с переплетением многочисленных оснóвных нитей с многочисленными уточными нитями, причем ткань включает определенное число колонок оснóвных нитей на единицу длины и определенное число слоев уточных нитей,

причем указанный ткацкий станок включает делительную доску, имеющую многочисленные отверстия для пропускания соответствующего числа аркатных шнуров, причем каждый аркатный шнур оснащен глазком галева ремизки, через который пропущена оснóвная нить, причем отверстия в делительной доске распределены на определенное число колонок, протяженных параллельно направлению оснóвной нити, и определенное число рядов на колонку, протяженных по направлению, перпендикулярному направлению оснóвной нити, причем ткацкий станок отличается тем, что делительная доска имеет число колонок отверстий на единицу длины, которое является меньшим, чем число колонок оснóвы в той же единице длины в ткани, и число рядов отверстий, которое является бóльшим, чем число слоев оснóвы в ткани.

В результате сокращения числа колонок отверстий в делительной доске относительно числа колонок оснóвных нитей в ткани, которая должна быть изготовлена, становится возможным поддерживать расстояние между колонками соседних галев ремизок, которое является достаточным, чтобы избежать помех для их соответственных перемещений, в то же время, тем не менее, получая ткань с плотностью переплетения оснóвы, которая является более высокой, чем плотность, которая может быть получена с использованием ткацкого станка согласно прототипу.

Кроме того, поскольку число отверстий на колонку отверстий в делительной доске является бóльшим, чем число слоев оснóвы в ткани, которая должна быть изготовлена, имеется достаточное количество оснóвных нитей для формирования желательной плотности колонок и желательного числа слоев оснóвных нитей в ткани, которая должна быть изготовлена.

Другими словами, часть плотности переплетения оснóвы, которая является желательной в ткани, которая должна быть изготовлена, распределяется по направлению глубже относительно делительной доски, чтобы сохранять достаточное расстояние между соседними колонками галев ремизок.

Согласно одному аспекту изобретения число колонок отверстий на единицу длины в делительной доске определяется в зависимости от числа колонок оснóвы в той же единице длины ткани и число рядов определяется в зависимости от числа слоев оснóвных нитей в ткани. Тем самым можно оптимизировать распределение отверстий в делительной доске в зависимости от плотности переплетения ткани, желательной для ткани, которая должна быть изготовлена.

В первом примере распределения, число колонок отверстий в делительной доске соответствует определенному числу колонок оснóвных нитей на единицу длины ткани, деленному на 1,5, и число рядов отверстий соответствует числу слоев оснóвных нитей в ткани, умноженному на 1,5.

Во втором примере распределения число колонок отверстий в делительной доске соответствует определенному числу колонок оснóвных нитей на единицу длины ткани, деленному на 2, и число рядов отверстий соответствует числу слоев оснóвных нитей в ткани, умноженному на 2.

Согласно еще одному аспекту изобретения ткацкий станок включает гребенку, размещенную ниже по потоку относительно аркатных шнуров по направлению продвижения оснóвных нитей, причем величина расстояния между двумя соседними зубьями указанной гребенки соответствует расстоянию, которое предназначено для пропускания числа оснóвных нитей между двумя зубьями гребенки, которое соответствует дивизору числа колонок отверстий на указанную единицу длины делительной доски и дивизору числа колонок оснóвы на указанную единицу длины в ткани.

Это делает возможным поддержание слоев оснóвных нитей, принадлежащих к данной колонке оснóвы, между двумя соседними зубьями гребенки, тем самым упорядочивая колонки и слои оснóвных нитей в зависимости от чисел колонок и слоев оснóвных нитей, которые определены для ткани.

Изобретение также представляет применение ткацкого станка согласно изобретению для изготовления волокнистых структур для армирования выполненных из композитного материала лопаток для авиационных двигателей.

Краткое описание чертежей

Прочие признаки и преимущества изобретения явствуют из нижеследующего описания конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных в качестве неограничивающих примеров, и с привлечением сопроводительных чертежей, в которых:

- Фиг. 1 представляет схематический перспективный вид прототипного ткацкого станка жаккардового типа;

- Фиг. 2 представляет схематический перспективный вид ткацкого станка жаккардового типа в одном варианте осуществления изобретения;

- Фиг. 3 представляет теоретическую схему, показывающую распределение перед переплетением оснóвных нитей из первой колонки галев ремизок ткацкого станка согласно Фиг. 2;

- Фиг. 4 представляет теоретическую схему, показывающую распределение перед переплетением оснóвных нитей из второй колонки галев ремизок, которая является соседней с первой колонкой галев ремизок ткацкого станка согласно Фиг. 2;

- Фиг. 5 представляет схематический перспективный вид делительной доски в еще одном варианте осуществления изобретения; и

- Фиг. 6-9 представляют теоретические виды, показывающие распределение перед переплетением оснóвных нитей, поступающих соответственно из первой, второй, третьей и четвертой колонок галев ремизок, действующих совместно с делительной доской из Фиг. 5.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Изобретение в основном относится к ткацким станкам жаккардового типа, которые применяются, в частности, для изготовления волокнистых текстур или тканей многослойным переплетением между слоями оснóвных нитей и слоями уточных нитей. Более конкретно, изобретение относится к ткачеству тканей, которые имеют высокую плотность переплетения, то есть большое число оснóвных и/или уточных нитей на единицу длины. Плотность переплетения в основном выражается числом нитей на сантиметр или на дюйм.

Как было разъяснено выше, при превышении определенного уровня плотности оснóвных нитей, выраженной в терминах плотности переплетения, тканье становится очень затруднительным, или даже невозможным, поскольку глазки галев ремизок в одной колонке галев ремизок находятся слишком близко к глазкам галев ремизок и к оснóвным нитям соседней(-них) колонки(-нок) галев ремизок.

Для этой цели изобретение предлагает распределение плотности нитей для переплетения по направлению вглубь относительно делительной доски ткацкого станка, тем самым обеспечивая возможность увеличить расстояние между двумя колонками галев ремизок, в то же время сохраняя последующую высокую плотность в ткани. Тем самым возможно тканье с плотностью оснóвных нитей в ткани, которая является более высокой, чем максимальная плотность, которая возможна с использованием ткацкого станка согласно прототипу.

Более подробно, в настоящем изобретении делительная доска имеет число колонок и отверстий на единицу длины, которое является меньшим, чем число колонок оснóвы для той же единицы длины в ткани, и число рядов отверстий, которое является бóльшим, чем число слоев оснóвы в ткани. Число колонок отверстий определяется в зависимости от плотности переплетения оснóвы в ткани, и число рядов отверстий определяется в зависимости от числа слоев в ткани.

Например, число колонок отверстий в делительной доске может соответствовать плотности переплетения оснóвы в ткани, деленной на 1,5, тогда как число рядов отверстий соответствует числу слоев оснóвных нитей в ткани, умноженному на 1,5. В еще одном примере, число колонок отверстий в делительной доске может соответствовать плотности переплетения оснóвы в ткани, деленной на 2, тогда как число рядов отверстий соответствует числу слоев оснóвных нитей в ткани, умноженному на 2.

Фиг. 2 показывает ткацкий станок 100, оснащенный жаккардовым механизмом 101, поддерживаемым дополнительной конструкцией, которая не показана в Фиг. 2. Ткацкий станок 100 также имеет жаккардовую подвязь 110, составленную делительной доской 111 и аркатными шнурами, или галевами ремизок 113, причем каждый аркатный шнур 113 соединен на одном конце с карабинным крючком 102 жаккардового механизма 101, и на другом конце с одной из возвратных пружин 105, закрепленных на станине 103 ткацкого станка 100. Каждое галево ремизки 113 имеет глазок 114 галева ремизки, через который пропущена оснóвная нить 201. Галева ремизок 113 и связанные с ними глазки 114 галев ремизок являются протяженными через зону D, в которой галева ремизок и глазки 114 галев ремизок перемещаются по существу вертикально в возвратно-поступательном движении, обозначенном обоюдоострой стрелкой F. Галева ремизок 113 подвергаются воздействию вытягивающих сил, прилагаемых соответственно карабинными крючками 102 и возвратными пружинами 105. Галева ремизок 113 служат для подъема определенных оснóвных нитей 201, тем создавая зев 104, позволяющий вводить уточные нити 202.

Галева ремизок 113 распределены в пространстве в зоне D в зависимости от положений отверстий 1110 в делительной доске 111, то есть в виде многочисленных колонок 1111 отверстий и многочисленных рядов 1112 отверстий 1110. Как подробнее разъясняется ниже, оснóвные нити 201, находящиеся ниже по потоку относительно гребенки 120, группируются по числу колонок на единицу длины, которое является бóльшим, чем число колонок в делительной доске, и числу слоев, которое является меньшим, чем число рядов отверстий в делительной доске, таким образом, чтобы соответствовать конечной плотности ткани, которая должна быть изготовлена.

В примере, показанном в Фиг. 2, ткацкий станок 100 служит для выработки ткани, имеющей плотность переплетения оснóвы 12 нитей на дюйм, то есть 4,7 нити на сантиметр, через 24 слоя оснóвы по толщине ткани. В соответствии с изобретением, и в описываемом здесь примере, ткацкий станок 100 имеет жаккардовую подвязь 110, оснащенную делительной доской 111, имеющей 12/1,5 = 8 колонок отверстий на дюйм, то есть 3,1 колонки на сантиметр, в каждом случае распределенных на 24×1,5=36 рядов отверстий. Следовательно, расстояние «d_h» между соседними колонками 1111 отверстий 1110 в делительной доске 111 соответствует 1,5-кратному расстоянию «d_сh» между соседними колонками оснóвы, присутствующими в зеве 104, тем самым делая возможным наличие промежутка, который является бóльшим, чем между парами колонок галев ремизок. Тогда глазки галев ремизок в колонках галев ремизок могут двигаться свободно, то есть без затруднений из-за чрезмерной близости оснóвных нитей или глазков галев ремизок к соседней(-ним) колонке(-кам).

Из соображений упрощения и ясности в Фиг. 2, фактически показаны только две колонки галев ремизок 113 и связанных с ними оснóвных нитей 201 ниже жаккардовой подвязи 110. Более конкретно, и как показано в Фиг. 3, первая колонка «ℓ1» галев ремизок имеет 36 галев ремизок от 113а-1 до 113а-36, причем каждая имеет, например, глазок от 114а-1 до 114а-36 галев ремизок, через который пропущена соответственная оснóвная нить от 201а-1 до 201а-24 и от 201b-13 до 201b-24. Как показано в Фиг. 4, вторая колонка «ℓ2» галев ремизок имеет 36 галев ремизок от 113b-1 до 113b-36, причем каждая имеет, например, глазок от 114b-1 до 114b-36 галев ремизок, через который пропущена соответственная оснóвная нить от 201b-1 до 201b-12 и от 201c-1 до 201c-24.

Фиг. 3 показывает, как оснóвные нити из первой колонки «ℓ1» галев ремизок распределяются ниже по потоку относительно гребенки 120, то есть в зеве 104. Первые 24 оснóвных нитей от 201а-1 до 201а-24, пропущенные соответственно через глазки от 114а-1 до 114а-24 галев ремизок, связанных соответственно с галевами ремизок от 113а-1 до 113а-24, образуют первую колонку С1 оснóвных нитей в зеве 104, тогда как последние 12 оснóвных нитей от 201b-13 до 201b-24, пропущенные соответственно через глазки от 114а-25 до 114а-36 галев ремизок, связанные соответственно с галевами ремизок от 113а-25 до 113а-36, формируют часть второй колонки С2 оснóвных нитей в зеве 104.

Фиг. 4 показывает, как оснóвные нити из второй колонки «ℓ2» галев ремизок распределяются ниже по потоку относительно гребенки 120, то есть в зеве 104. Первые 12 оснóвных нитей от 201b-1 до 201b-12, пропущенные соответственно через глазки от 114b-1 до 114b-12 галев ремизок, связанных соответственно с галевами ремизок от 113b-1 до 113b-12, образуют другую часть второй колонки С2 оснóвных нитей в зеве 104, тогда как последние 24 оснóвных нитей от 201с-1 до 201с-24, пропущенные соответственно через глазки от 114b-13 до 114b-36 галев ремизок, связанные соответственно с галевами ремизок от 113b-13 до 113b-36, формируют третью колонку С3 оснóвных нитей в зеве 104.

Нижеследующая таблица показывает, как оснóвные нити управляются жаккардовой подвязью.

Оснóвные нити из колонок галев ремизок отклоняются и упорядочиваются гребенкой 120, чтобы занять числа колонок и слоев оснóвных нитей, которые определены для ткани. Таким образом, для трех колонок из 36 галев ремизок в зоне D в зеве 104 могут оказаться три колонки из 24 оснóвных нитей, то есть первая колонка нитей от 201а-1 до 201а-24, вторая колонка нитей от 201b-1 до 201b-24, и третья колонка нитей от 201с-1 до 201с-24, тем самым получая в месте, где оснóвные нити 201 переплетаются с уточными нитями 202, плотность оснóвных нитей, которая желательна для ткани.

Согласно одному аспекту изобретения величина расстояния между двумя соседними зубьями гребенки предпочтительно соответствует расстоянию, которое позволяет проходить между двумя зубьями гребенки числу оснóвных нитей, которое соответствует дивизору числа колонок отверстий на единицу длины делительной доски и дивизору числа колонок основы на той же единице длины ткани. В примере, описываемом со ссылкой на Фиг. 2-4, расстояние d121 между двумя соседними зубьями 121 гребенки 120 соответствует расстоянию между двумя колонками 1111 отверстий 1110 в делительной доске 111, деленному на 2 (8/4 = 2), и расстоянию «d_ch» между двумя колонками основы в ткани, деленному на 3 (12/3 = 4), с тремя колонками оснóвных нитей, присутствующих между двумя соседними зубьями 121 гребенки 120.

Фиг. 5 показывает жаккардовую подвязь 210, составленную делительной доской 211, которая отличается от делительной доски 111 в Фиг. 2 тем, что она подобным образом делает возможным выработку ткани, имеющей плотность переплетения основы из 12 нитей на дюйм, то есть 4,7 нитей на сантиметр, через 24 слоя основы по толщине ткани, но с использованием колонок галев ремизок, где каждая включает 48 галев ремизок и связанных с ними глазков галев ремизок, причем каждый другой глазок галева ремизки используется в каждой колонке галев ремизок. По соображениям упрощения, в Фиг. 5 показана только делительная доска 211 ткацкого станка, причем другие элементы ткацкого станка идентичны показанным в Фиг. 2, принимая во внимание увеличение числа галев ремизок на колонку, вместе со связанными с ними глазками галев ремизок.

В описываемом здесь примере число колонок отверстий в делительной доске соответствует плотности переплетения основы ткани, деленной на 2, тогда как число рядов отверстий соответствует числу слоев оснóвных нитей в ткани, умноженному на 2. Более конкретно, делительная доска 211 имеет 12/2 = 6 колонок отверстий на дюйм, то есть 2,36 колонки на сантиметр, причем каждая проходит через 24×2 = 48 рядов отверстий. Следовательно, расстояние «d_h» между двумя колонками 2111 отверстий 2110 в делительной доске 211 соответствует удвоенному расстоянию между двумя колонками основы, присутствующими в зеве, тем самым делая возможным создание бóльшего промежутка между двумя колонками галев ремизок. Глазки галев ремизок в колонках галев ремизок тогда могут двигаться свободно, то есть без затруднений из-за чрезмерной близости оснóвных нитей или глазков галев ремизок к соседней(-ним) колонке(-кам).

В дополнение, как подробно описывается ниже, оснóвная нить должна проходить только через каждый другой глазок галева ремизки в каждой колонке галев ремизок, со смещением между двумя соседними колонками галев ремизок, тем самым позволяя глазкам галев ремизок, которые служат для приподнимания оснóвных нитей, быть на еще большем расстоянии друг от друга.

Галева ремизок 213 распределяются в пространстве в зависимости от положений отверстий 2110 в делительной доске 211, то есть как многочисленные колонки 2111 отверстий 2110 и рядов 2112 отверстий 2110.

Фиг. 6 показывает, как оснóвные нити распределяются в первой колонке галев ремизок от 213а-1 до 213а-48. 24 оснóвных нити от 301а-1 до 301а-24 проходят через соответственные глазки от 214а-1, 214а-3, … до 214а-47, соответственно связанные с галевами ремизок от 213а-1, 213а-3, …, до 213а-47, чтобы сформировать первую колонку С1 оснóвных нитей в зеве.

Фиг. 7 показывает, как оснóвные нити распределяются в первой колонке галев ремизок от 213b-1 до 213b-48. 24 оснóвных нити от 301b-1 до 301b-24 проходят через соответственные глазки от 214b-2, 214b-4, … до 214b-48, соответственно связанные с галевами ремизок от 213b-2, 213b-4, …, до 213b-48, чтобы сформировать вторую колонку С2 оснóвных нитей в зеве.

Фиг. 8 показывает, как оснóвные нити распределяются в первой колонке галев ремизок от 213с-1 до 213с-48. 24 оснóвных нити от 301с-1 до 301с-24 проходят через соответственные глазки от 214с-1, 214с-3, … до 214с-47, соответственно связанные с галевами ремизок от 213с-1, 213с-3, …, до 213с-47, чтобы сформировать третью колонку С3 оснóвных нитей в зеве.

Фиг. 9 показывает, как оснóвные нити распределяются в четвертой колонке галев ремизок от 213d-1 до 213d-48. 24 оснóвных нити от 301d-1 до 301d-24 проходят через соответственные глазки от 214d-2, 214d-4, … до 214d-48, соответственно связанные с галевами ремизок от 213d-2, 213d-4, …, до 213d-48, чтобы сформировать четвертую колонку С4 оснóвных нитей в зеве.

Таблица ниже показывает, как оснóвные нити управляются жаккардовой подвязью.

Оснóвные нити из колонок основы отклоняются и упорядочиваются гребенкой 240, чтобы соответствовать числу колонок и слоев оснóвных нитей, которые определены для ткани. Таким образом, для четырех колонок из 48 галев ремизок зев содержит четыре колонки из 24 оснóвных нитей, то есть первую колонку нитей от 301а-1 до 301а-24, вторую колонку нитей от 301b-1 до 301b-24, третью колонку нитей от 301с-1 до 301с-24 и четвертую колонку нитей от 301d-1 до 301d-24, тем самым делая возможным получение в месте, где оснóвные нити переплетаются с уточными нитями, плотность оснóвных нитей, которая предполагается для ткани.

В примере, описанном со ссылкой на Фиг. 6-9, расстояние d241 между двумя соседними зубьями 241 гребенки 240 соответствует расстоянию «d_h» между двумя колонками 2111 отверстий 2110 в делительной доске 211 и расстоянию между двумя колонками основы в ткани, деленному на 2, причем колонки оснóвных нитей присутствуют между двумя соседними зубьями 121 гребенки 210.