DE10115953C2 - Flechtmaschine - Google Patents

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flechtmaschine zu schaffen, welche die Scherbelastung der Fasern am Flechtring auch beim Flechten mit größeren Ablenkwinkeln verringert. DOLLAR A Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Flechtmaschine (1) einen inneren Flechtring (4) und einen äußeren Flechtring (5) aufweist, dass die beiden Flechtringe in dem Flechtmaschinenrumpf (2) konzentrisch zueinander, in Richtung der Bewegungspfeile (10 und 11) axial beweglich angeordnet sind und dass die Flechtringe periodische Hubbewegungen ausführen, wobei mindestens einer der Flechtringe (4, 5) auf seinem Hubweg in seiner Verstellgeschwindigkeit variabel gesteuert ist. DOLLAR A Die Erfindung findet Anwendung bei Flechtmaschinen mit einer Umlenkung von scherempfindlichen Flechtfasern zwischen den Klöppeln und dem Flechtkern an mindestens einem Flechtring.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flechtmaschine mit einer Umlenkung von scherempfind­ lichen Flechtfasern zwischen den Klöppeln und dem Flechtkern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In einer Flechtmaschine werden zur Erzielung eines korrekten Flechtwinkels die Flechtfasern zwischen den Klöppeln und dem Flechtkern an einem Flechtring - der auch als "Scholle" bezeichnet wird - umgelenkt. Dabei liegen Überkreuzungs­ stellen der Flechtfasern an dem Flechtring an und oben liegende Fasern klemmen darunter liegende Fasern an diesen Stellen ab. Durch das Weiterlaufen der Klöppel werden die Abklemmungen zwangsweise überwunden, wobei Scherkräfte auf die Flechtfasern einwirken.

Diese auf die Flechtfasern einwirkenden Scherkräfte können die Flechtfasern schwächen und beschädigen; insbesondere gilt dies für Kohlenstofffasern, die sogenannten CFK-Fasern.

Es ist bekannt, zur Verringerung dieser Beschädigungen einen vibrierenden Flechtring zu verwenden. Ein vibrierender Flechtring ist aber nur bis zu Ablenk­ winkeln von etwa 20° bezüglich der Verringerung von Scherbelastungen wirksam und kann deshalb beim Flechten von Fasern, die stärker abgelenkt werden müssen - beispielsweise beim Beflechten gekrümmter Kerne, wo Ablenkwinkel von etwa 30° bis 80° benötigt werden - nicht hinreichend entlastend wirken.

DE 42 34 979 A1 offenbart eine Flechtvorrichtung mit einem inneren Flechtring und einem äußeren Flechtring zur Umlenkung der Flechtfasern zwischen Klöppeln und Flechtkern. Dabei führen die konzentrisch zueinander liegenden Flechtringe Hubbewegungen aus.

Diese Anordnung führt zwar zu einer Verringerung der Faserschädigung, da die Behinderung der Überkreuzung von Fasern nur noch kurzzeitig ist. Nachteilig wirkt sich jedoch aus, dass durch die gleichmäßige Bewegung der Flechtringe bei sehr großen Ablenkwinkeln die Gefahr der Faserschädigung weiterhin besteht und keine Anpassung an die Geometrie des zu flechtenden Körpers durchgeführt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Flechtmaschine zu schaffen, welche die Scherbelastung der Fasern am Flechtring auch beim Flechten mit größeren Ablenkwinkeln weiter verringert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung beruht darauf, dass anstelle eines Flechtringes zwei konzentrisch zueinander angeordnete Flechtringe verwendet werden, die sich axial in entge­ gengesetzter Richtung zueinander bewegen und mindestens einer der Flechtringe während eines Hubes eine variable Verstellgeschwindigkeit aufweist. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Fasern abwechselnd vom äußeren und vom inneren Flechtring vollkommen abgehoben werden und dass dadurch beim Weiterlaufen der Klöppel das Einwirken von Scherbelastungen deutlich verringert wird.

Die Verarbeitung der Fasern ohne Faserschädigung steigert die Materialqualität der ausgehärteten Flechtbauteile. Die mit herkömmlichen Flechtmaschinen an den Flechtringen verursachten Faserschädigungen an scherempfindlichen Fasern, werden in kritischen Einsatzgebieten, wie z. B. bei CFK-Bauteilen für die Luft- und Raumfahrtindustrie, nicht toleriert. Ein weiterer Vorteil besteht bei der erfindungs­ gemäßen Verarbeitung von scherempfindlichen Fasern darin, dass die gesund­ heitlich sehr problematische Freisetzung von Faserstaub und -abrieb wesentlich reduziert wird und dass dadurch der Arbeitsschutz für das Bedienpersonal verbessert wird.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Prinzip einer erfindungsgemäßen Flechtmaschine in geschnitte­ ner Draufsicht und

Fig. 2 zeigt ausschnittsweise die Fadenführung am Flechtring der Flechtmaschi­ ne in Vorderansicht.

Die in Fig. 1 gezeigte Flechtmaschine 1 besteht aus einem Flechtmaschinenrumpf 2, Klöppeln 3, inneren Flechtring 4, äußeren Flechtring 5, Verstelleinrichtungen 6 und einem Flechtkern 7.

Beim Flechten wird der Flechtkern 7 in bekannter Weise relativ zu dem festste­ henden Flechtmaschinenrumpf 2 in Richtung des Bewegungspfeiles 9 bewegt, wobei sich die Flechtfäden 8 von den Klöppeln 3 abspulen und nach einer Umklenkung an einem der Flechtringe 4 oder 5 den Flechtpunkten auf dem Flechtkern zugeführt werden. Aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung sind in Fig. 1 nur zwei von vielen weiteren Flechtfäden 8 dargestellt.

Der innere Flechtring 4 und der äußere Flechtring 5 sind in dem Flechtmaschi­ nenrumpf 2 konzentrisch zueinander angeordnet, werden aber beim Flechten in Richtung der Bewegungspfeile 10 und 11 axial entgegengesetzt zueinander mit periodisch ausgeführten Hüben bewegt, wobei die Verstellgeschwindigkeit des äußeren Flechtrings 5 während des Hubes varriert. Für beide Flechtringe beträgt die Hubfrequenz dieser Bewegungen beispielsweise etwa 1 Hz und der Hub beispielsweise etwa 30 mm. Alternativ zu den vorgenannten Werten können für die Hubfrequenz Werte in dem Bereich von etwa 0.1 Hz bis etwa 10 Hz und für den Hub Werte in dem Bereich von etwa 5 mm bis etwa 100 mm gewählt werden.

In Fig. 1 ist ein momentaner Bewegungszustand für die Flechtringe gezeigt. Der innere Flechtring 4 ist dabei in dem von den Flechtpunkten abweisenden Umkehr­ punkt seines Hubes und der äußere Flechtring 5 ist in dem den Flechtpunkten zuweisenden Umkehrpunkt seines Hubes angelangt. Die Flechtfäden 8 sind zu diesem Zeitpunkt vollständig von dem äußeren Flechtring 5 abgehoben und an dem inneren Flechtring 4 anliegend. Bei Abschluss der darauffolgenden, entge­ gengesetzt gerichteten Hubbewegungen sind die Flechtfäden 8 vollständig von dem inneren Flechtring 4 abgehoben und liegen an dem äußeren Flechtring 5 an, der sich dann in seinem von den Flechtpunkten abweisenden Umkehrpunkt befindet (siehe Fig. 1a).

Durch die periodisch ausgeführte, entgegengesetzte axiale Bewegung der Flecht­ ringe werden an den Flechtringen anliegende Überkreuzungsstellen 12 (siehe Fig. 2) der Flechtfäden 8 durch Abheben vom Flechtring fortlaufend entlastet. Dies gilt insbesondere auch für größere Ablenkwinkel, bei denen die herkömmlichen vibrierenden Flechtringe keine ausreichende Entlastung der Flechtfäden ermög­ lichen.

Abweichend von den für das Ausführungsbeispiel vorangehend beschriebenen Hubbewegungen der Flechtringe können diese alternative Ausgestaltungen aufweisen. So kann es beispielsweise von Vorteil sein, dass der innere Flechtring 4 einen größeren Hub ausführt als der äußere Flechtring 5 oder umgekehrt. Insbesondere ist ein größerer Hub des inneren Flechtrings 4 für größere Ablenkwinkel vorteilhaft. Auch können die Hubbewegungen von zusätzlichen, kleinen, hochfrequenten, longitudinalen Schwingungen überlagert sein; dies nur auf einem oder auf beiden Flechtringen in gleichartiger oder unterschiedlicher Ausführung. Alternativ kann auch von einer exakten Gegenphasigkeit zwischen den Hubbewegungen der beiden Flechtringe abgewichen werden.

Die Bewegungen der Flechtringe werden von am Flechtmaschinenrumpf 2 befestigten Verstelleinrichtungen 6 initiiert und gesteuert. Die Befestigung, muss nicht am Flechtmaschinenrumpf erfolgen; die Verstelleinrichtungen können auch am Boden befestigt sein. In Fig. 1 sind diese Verstelleinrichtungen 6 vereinfacht als eine Anordnung von beispielsweise zwei Kolbensystemen mit je zwei Kolben­ stangen dargestellt, die zur Ausführung der axialen Hubbewegungen auf die Flechtringe einwirken.

Konkrete konstruktive Ausführungen für die Verstelleinrichtungen 6, die auch von dem angedeuteten Kolbenprinzip abweichen können und aus einer oder mehreren Verstelleinrichtungen 6 bestehen können, stehen dem Fachmann ohne Leistung einer erfinderischen Tätigkeit zur Verfügung.

Die in Fig. 2 gezeigte Fadenführung zeigt Überkreuzungsstellen 12 der Flechtfä­ den 8 und die Anordnung der konzentrischen Flechtringe 4 und 5 um den Flechtkern 7 in Vorderansicht. Der Flechtmaschinenrumpf 2 und die Klöppel 3 sind aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung in Fig. 2 nicht berücksichtigt. Bis auf die erfinderische Anordnung von zwei Flechtringen handelt es sich bei der dargestellten Flechtfadenführung um die bekannte Anordnung von Flechtfäden 8 zwischen dem Flechtkern 7 und Klöppeln 3.

Claims (7)

1. Flechtmaschine (1) mit einer Umlenkung von scherempfindlichen Flechtfasern (8) zwischen den Klöppeln (3) und dem Flechtkern (7) an einem inneren Flechtring (4) und einem äußeren Flechtring (5), wobei die beiden Flechtringe in einem Flechtmaschinenrumpf (2) konzentrisch zueinander, in Richtung der Bewegungspfeile (10 und 11) axial beweglich angeordnet sind und die Flechtringe periodische Hubbewegungen ausführen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Flechtringe (4 und 5) auf seinem Hubweg in seiner Verstellgeschwindigkeit variabel gesteuert ist.

2. Flechtmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubbewegungen gegenphasig ausgeführt sind.

3. Flechtmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubfrequenz und der Hub für beide Flechtringe (4 und 5) gleich ist.

4. Flechtmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Flechtring (4) einen größeren Hub als der äußere Flechtring (5) ausführt.

5. Flechtmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Flechtringe (4 und 5) mit einer Hubfrequenz von etwa 0.1 Hz bis etwa 10 Hz bewegt sind und das der Hubweg etwa 5 mm bis 100 mm beträgt.

6. Flechtmaschine nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubfrequenz vorzugsweise etwa 1 Hz und der Hub vorzugsweise etwa 30 mm beträgt.

7. Flechtmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Hubbewegungen der Flechtringe (4 und 5) von kleinen, hochfrequenten, longitudinalen Schwingungen überlagert sind.