DE10163683C1

DE10163683C1 - Verfahren und Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorfixieren Faden-oder Fasergeleges

Info

Publication number: DE10163683C1
Application number: DE10163683A
Authority: DE
Inventors: Gerd Franzke; Markus Schierz; Martin Waldmann
Original assignee: Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH
Current assignee: Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-08-14
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: WO2003056085B1; EP1456443B1; WO2003056085A1; US20050123715A1; CA2467483A1; EP1456443A1; US6993939B2; AU2002360912A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, mittels Maschenverbund vorfixierten Faden- oder Fasergeleges (GF), das zur Armierung von bandförmigen Halbzeugen aus Kunststoffen, Harzen oder dgl. dient, wobei das Fadengelege (GF) Schichten aus Stehschussfäden (K) und Schichten aus Faden- oder Faserscharen (S, D, D') besitzt, die zwischen Transportketten gespannt sind. Mit dem Ziel der Reduzierung der Kosten und der Verringerung der notwendigen Flächenmasse bei einer bestimmten, geforderten Biegesteifigkeit wird das Verfahren so gestaltet, dass die parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtete Stehschussschicht (KR) aus Faser- oder Fadenscharen den Nadelmaschen (WN) des Maschenverbundes unmittelbar benachbart angeordnet wird und dass Nadelmaschen (WNv) des Maschenverbundes in der Abschlagphase gegenüber der Arbeitsrichtung seitlich geneigt ausgerichtet werden, bevor die Wirknadeln (1) zum Zwecke der Ausbildung einer folgenden Maschenreihe wieder in das Fadengelege (G) eindringen, und dass die Schenkel der so geneigt fixierten Nadelmaschen (WNv) die Fasern oder Fäden der angrenzenden Stehschussschicht (KR) übergreifen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorfixierten Faden- oder Fasergeleges, das zur Armie rung von bandformigen Halbzeugen aus Kunsstoffen, Harzen oder dgl. dient, und das aus in den einzelnen Schichten in unterschiedlichen Rich tungen ausgerichteten Faden- oder Faserscharen besteht, wobei in min destens einer der oberen Schichten - einer Stehschussschicht - Faser- oder Fadenscharen parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtet sind, wobei mindestens eine der Schichten aus Faden- oder Faserscharen besteht, die zwischen Hakenreihen von Transportketten beiderseits einer Legean ordnung zur Herstellung des Fadengeleges aufgespannt werden, wobei das vorbereitete Faden- oder Fasergelege mittels der genannten Trans portketten einer Kettenwirkmaschine zugeführt und dort - zwischen den Transportketten gespannt - mittels Maschenverbund vorfixiert wird und wobei die Nadel- und Platinenmaschen des Maschenverbundes die Fäden oder Fasern aller Schichten des Faden- oder Fasergeleges einschließen.

Bei der Herstellung mehrschichtiger, vorverfestigter Fadengelege, die in einem nachfolgenden Prozess mit Harz oder Kunststoff getränkt bzw. umgossen werden und schließlich in einer vorgegebenen Form zu Halb zeugen für unterschiedliche Endprodukte aushärten, ist die jeweils äußere Faden- oder Faserlage in vieler Hinsicht für den Einsatz des Halbzeuges bestimmend.

Insbesondere ist bei bahnförmigen Werkstücken der Biegewiderstand quer zu deren Längsachse im hohen Maß für dessen Einsatzmöglichkeiten bestimmend. Das trifft für Bespannungen von Flugzeugen und Rümpfen von Schiffen in besonderem Maß zu. Hier besteht zusätzlich die Forde rung, dass die Halbzeuge leicht sind und kostengünstig herstellbar sein sollen.

Ein weiteres, entscheidendes Merkmal ist die optisch erfassbare Ober flächenstruktur eines solchen Gebildes. Es ist regelmäßig wünschenswert, dass sich die Oberflächenstruktur der Struktur des künftigen Erzeugnisses anpasst oder aber dieselbe nicht stört.

Fadengelege dieser Art werden regelmäßig auf Kettenwirkmaschinen nach dem sog. Nähwirkverfahren vorfixiert. Bei Kettenwirkmaschinen der bekannten Art können auf der rechten Gewirkeseite keine sog. Steh schussfäden eingebunden werden, die sich ausschließlich in Arbeits richtung der Kettenwirkmaschine erstrecken.

Es lassen sich an solchen Maschinen nur Faden- oder Fasergelege verdichten und vorfixieren, die auf ihrer Unterseite, der rechten Gewirke seite, diagonal oder quer vorgelegte Faden- oder Faserschichten auf weisen. Derartige Faden- oder Fasersysteme kann man zwischen Trans portketten spannen und in der Abschlagebene mittels Abschlagplatinen problemlos zur Maschenbildungsstelle einer Kettenwirkmaschine führen.

Zur Sicherung der symmetrischen Belastbarkeit des armierenden Faden geleges hat man den Gelegeaufbau meist etwa symmetrisch gestaltet. Einer mittleren Lage von Schussfäden werden u. a. eine oder mehrere Schicht(en) von Fadenscharen oben und unten angefügt, die in unter schiedlichen Winkeln zur Arbeitsrichtung geneigt sind.

Zur Sicherung einer relativ hohen Biegefestigkeit des Halbzeuges quer zur Arbeitsrichtung gestaltete man die jeweils äußere Schicht mit einem sehr kleinen Winkel - meist 30° - zur Arbeitsrichtung des Fadengeleges. Dies forderte jedoch extrem lange Legeanordnungen zur Herstellung dieser Fadengelege. Bei einem Neigungswinkel von 30° gegenüber der Arbeits richtung und einer Arbeitsbreite der Kettenwirkmaschine von mehr als 100 Zoll wird die Legeanordnung bereits mit drei Legevorrichtungen über 10 Meter lang.

Die das Fadengelege spannenden und transportierenden Transportketten unterliegen einem hohen Verschleiß. Die Legevorrichtungen mit großen Abmessungen sind kostenaufwändig und erfordern eine ständige War tung.

Der Stand der Technik auf diesem Gebiet wird durch folgende Dokumente definiert:
Das US-Patent 3,761,345 zeigt ursprünglich verwendete Anlagen und Verfahren zum Herstellen der bezeichneten Faden- oder Fasergelege. In jedem Fall ist die unterste Fadenlage bzw. Schicht mit überwiegend quer orientierten Faden- oder Faserscharen ausgestattet.

Die meisten Fadenlagen werden in Kreuz- oder Zick-Zack-Legung ausge führt, so dass viele unterschiedlich dicke Bereiche in dem Fadengelege vorhanden sind.

Zur Vermeidung der optisch unbefriedigenden Oberfläche werden auf das Fadengelege linksseitig Faserschnitzel aufgebracht, die beim Wirkvorgang mit dem Fadengelege verbunden werden. Zur Abdeckung der rechten Gewirkeseite mit ebensolchen Faserschnitzeln ist ein zweiter Wirkvorgang notwendig.

Den unterschiedlich dicken Bereichen im Fadengelege begegnete man dadurch, dass man gemäß US 4,325,999 in jeder Schicht ausschließlich zueinander parallele Faden- oder Faserscharen vorlegte.

Zur Erzielung einer besonders hohen Steifigkeit gegenüber einer Biegung quer zur Längsrichtung fügte man in das Gewirke bzw. das Fadengelege mindestens zwei Schichten ein, die lediglich 30° gegenüber der Arbeits richtung geneigt waren. Auch eine solche Form der Fadengelege ist - wie bereits vorn erwähnt - nicht geeignet, die einleitend definierten Forderun gen der Anwender zu erfüllen.

Mit der Vergrößerung der Arbeitsbreite der Fadengelege auf mehr als 100 Zoll (= 2,52 m) und dem zunehmenden Wunsch nach einer größeren Zahl von Faden- oder Faserschichten, wurde es immer schwieriger, das er zeugte Fadengelege stabil zwischen den Transportketten einer Ketten wirkmaschine zuzuführen.

Gemäß DE 198 52 281 A1 positionierte man unterhalb der Legeanord nung und zwischen den Transportketten ein endloses Förderband, dessen oberes Trum von unten gestützt wurde. Die Dimensionen des Förderban des erforderten es jedoch, das Fadengelege vom bewegten Transport band über einen erheblichen freien Abstand in die Abschlagebene der Kettenwirkmaschine zuverlässig zu führen. Auch hierfür nutzte man die diagonale, untere Fadenlage.

Zur zusätzlichen Sicherung der Führung im Übergang von der bewegten zur gestellfesten Führung wurden bei einem Ausführungsbeispiel gemein sam mit dem Förderband endlose Führungsdrähte benutzt, die man durch die Gassen der Nadeln in der Abschlagebene führen konnte, ohne dass diese mit eingebunden wurden. Diese endlosen Führungsdrähte konnten wieder an den Eingang der Legeanordnung zurück und dort auf das Transportband geführt werden. Derartige Führungsdrähte und ihre Füh rung sind ausgesprochen teuer und lösen ausschließlich das zuletzt genannte Problem.

Man kann deshalb davon ausgehen, dass die Fadengelege, die zur Armie rung großflächiger, flacher, bahnförmiger Halbzeuge dienen, eine Struktur aufweisen, wie sie in der DE 33 04 345 C2 oder in der DE 33 43 048 A1 dargestellt und beschrieben sind. Die erforderliche Biegesteifigkeit in einer Richtung wird überwiegend durch ein einziges Stehfadensystem oder maximal durch zwei mittige Stehfadensysteme gewährleistet.

Alle anderen diagonalen Fadensysteme tragen nur als mehr oder weniger elastische Glieder mit einem begrenzten Teil zur Erhöhung der Biege festigkeit in der genannten Richtung bei. Für den Fachmann ist es klar ersichtlich, dass so ausgeführte Fadengelege quer zur Längsrichtung des Halbzeuges nur begrenzt biegestabil sind. Für die Sicherung einer vor gegebenen Biegestabilität werden meist zusätzliche Verstärkungselemen te eingefügt, wodurch die Masse vergrößert wird und die Kosten steigen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage für die Herstellung eines mehrschichtigen, vorfixierten Faden- oder Fasergeleges vorzuschlagen, das/die es ermöglicht, die für die Sicherung der notwendigen Biegestabilität von faden- oder faserarmierten Halbzeu gen optimal wirksamen Verstärkungselemente möglichst weit von der neutralen Biegelinie entfernt anzuordnen und für deren Fixierung am Faden- oder Fasergelege möglichst vorhandene oder extrem massearme Elemente zu nutzen.

Die vorliegende Aufgabe wird durch den Anspruch 1 auf überraschend einfache Weise gelöst. Mit der Anordnung einer Stehschussschicht, die unmittelbar den Nadelmaschen des Maschenverbundes benachbart ist, und einer Ausrichtung der Nadelmaschen auf der rechten Seite des Ma schenverbundes in diagonaler Richtung wird die Stehschussschicht zu verlässig und stabil am gesamten vorfixierten Fadengelege gehalten.

Dem Gestalter eines Halbzeuges ist damit die Möglichkeit gegeben, zwischen den Stehfadensystemen beliebige, den Anforderungen ent sprechende Schichten einzufügen, die einerseits einen bestimmten Ab stand zwischen Stehfadenschichten gewährleisten können und anderer seits eine Armierung in Nebenrichtungen bewirken.

Die Armierung in Nebenrichtungen können oft weniger kompakte Faser- oder Vlieselemente gewährleisten. Diese Faser- oder Vlieselemente haben meist eine geringere Masse und können mit weniger Aufwand hergestellt und zugeführt werden. Die zur Längsrichtung symmetrische Anordnung der sichtbaren Faser- oder Fadenschicht macht in vielen Fällen zusätzliche Maßnahmen zur Gestaltung der Oberfläche überflüssig.

Mit der weiteren Modifizierung des Verfahrens durch den Anspruch 2 ist es möglich, die erforderlichen Änderungen an dem bisherigen Verfahren in einem begrenzten Rahmen zu halten und eine hohe Funktionssicherheit des Verfahrensablaufes zu gewährleisten. Mit der Vermeidung von Ab schlagelementen, die in die Gassen zwischen den Nadeln greifen, wird der Versatzvorgang in der Phase des Abschlages weitgehend gefahrlos realisiert. Das Fehlen von Abschlagplatinen im Bereich der Nadelebene gestattet hohe Arbeitsgeschwindigkeiten der Kettenwirkmaschine und die Verwendung von kurbelgesteuerten Nadelantrieben. Die erforderliche Teilungsgenauigkeit für das Legen der Wirkfäden in die Nadelhaken kann bei den üblichen Teilungen gesichert werden.

Die profilierte Ausbildung der Stützflächen an den Abschlagelementen nach Anspruch 3 sichert auch dann eine ausreichende seitliche Fixierung des Geleges, wenn keine Abschlagelemente an den Austrittsstellen der Nadelmaschen aus dem Gelege dasselbe fixieren. Die Stehschüsse, die durch den Versatz der Nadelmaschen am stärksten seitlich belastet wer den, werden durch vorstehende Profile fixiert. Das Aufsteigen wird durch das darüber befindliche Gelege wirksam verhindert.

Für das Fixieren von gröberen Fadengelegen mit einem Maschenverbund großer Teilungsabstände kann man natürlich auch den Abschlag durch nadel- oder röhrchenförmige, in Warenabzugsrichtung gerichtete Ab schlagelemente gewährleisten, die die Nadelgassen ganz oder teilweise durchgreifen. Bei groben Fadengelegen ist die Arbeitsgeschwindigkeit der Kettenwirkmaschine von Haus aus niedriger. Kollisionen zwischen diesen nadelförmigen Abschlagelementen und den Wirknadeln sind nahezu ausgeschlossen.

Mit der in Anspruch 4 definierten zweiten grundsätzlichen Lösungsvariante kann man die Stehschussfäden auf der rechten Seite des Maschenver bundes auch ohne Nadelmaschenversatz gewährleisten. Notwendig ist in diesem Falle jedoch, die Fasern begrenzter Faserlänge störungsfrei an der Unterseite der Stehschussfäden in die Abschlagebene zu führen. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass mit den so aufgebrachten Faserschnitzeln die durch Fäden einer bestimmten Ausrichtung geschaffe ne Oberfächenstruktur verdeckt und aufgelöst wird.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die genannte Stehschussschicht gemäß Anspruch 5 auf der rechten Gewirkeseite als erste Schicht des Fadengeleges vorzulegen und das Fadengelege dann auf dieser Schicht aufzubauen und schließlich das fertige Gelege in die Abschlagebene zu führen.

Mit dem Einordnen einer Schicht aus Stehschussfäden gemäß Anspruch 6 wird die theoretisch höchste Biegefestigkeit des Halbzeuges in definier barer Form gesichert.

Modifikationen des Verfahrens nach den Ansprüchen 7 bis 9 führen zu Fadengelegen unterschiedlicher Qualität, die man in Abhängigkeit von den gestellten Anforderungen an das Halbzeug wählen kann.

Die Anlage zur Herstellung eines vorverfestigten Faden- oder Faser geleges nach Anspruch 10 ermöglicht die in Bezug auf Anspruch 1, 2 und 5 beschriebene Arbeitsweise bei einfachster Bedienbarkeit.

Die Anlage nach Anspruch 11 gewährleistet die genannten Vorteile bei der Realisierung des Verfahrens nach Anspruch 4 und 5.

Die unabhängigen Ansprüche 12 und 13 definieren die Wesensmerkmale der mit den beiden Verfahren erzeugbaren mehrschichtigen, vorfixierten Faden- oder Fasergelege.

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Maschenbildungsstelle einer Kettenwirkmaschine zur Verfestigung eines Fadengeleges, wobei die Nadelbarre, die Schieberbarre und ein Teil der Abschlagbarre eine seitliche Versatzbewegung ausführen,

Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene des Fadengeleges oberhalb der unteren Stehschussschicht im Bereich der Abschlag ebene entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Maschenbildungs stelle einer Kettenwirkmaschine mit einer modifizierten Ab schlaggestaltung ohne Abschlagplatinen in den Nadelgas sen,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch die Anlage zur Herstellung eines vorfixierten Faden- oder Fasergeleges,

Fig. 6 eine vereinfachte Draufsicht auf Fig. 5,

Fig. 7 eine modifizierte Anlage in einem Längsschnitt,

Fig. 8 eine Draufsicht zu Fig. 7,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Fadengeleges, dessen rechte Seite mit einem Nadelmaschenverbund und dessen linke Seite mit der Kombination eines Schussfaser-Faden maschenverbundes fixiert ist und

Fig. 10 eine Querschnittsdarstellung einer Maschenbildungszone mit einer Zuführvorrichtung für Faserschnitzel auf die untere Seite des Fadengeleges.

Die in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Maschenbildungsstelle einer Kettenwirkmaschine ist nach dem Prinzip des Nähwirkens aufgebaut. Die senkrecht angeordneten Wirknadeln 1, die hier als Schiebernadeln mit Schiebern 2 ausgebildet sind, besitzen an ihrem Kopf eine Spitze, die an jeder beliebigen Stelle das Fadengelege von unten nach oben durch dringen kann.

Die Wirknadelbarre 10 und damit auch die Schieberbarre 20 sind in der Abschlagphase, d. h., wenn sich ihre Nadelspitze unterhalb des Fadenge leges G und unterhalb der Abschlagelemente 3 befindet, seitlich versetz bar.

Das Fadengelege G wird in der Abschlagebene durch Abschlagmittel 3 geführt. Diese Abschlagmittel 3 sind auf der Seite der Nadelbrust in der Abschlagbarre 30 mit Hilfe üblicher Spannplatten 31 gehalten. Unmittelbar vor der Nadelbrust können die Abschlagmittel 3, deren Schaft begrenzt elastisch ausgebildet ist, an einer Stützfläche 301 der Abschlagbarre 30 abgefangen werden.

Bei der Herstellung starker Fadengelege G ist es zweckmäßig, die Ab schlagelemente 3 auch hinter dem Rücken der Wirknadel 1 nochmals abzufangen. Die Stützbarre 32 kann bei A diese Aufgabe übernehmen. Diese Stützbarre 32 hat zusätzlich an ihrer der Nadelebene zugewandten Seite teilungsgerecht Führungsvorsprünge 321, die im Abstand unter der Abschlagebene die Schäfte der Wirknadeln 1 seitlich führen können.

Diese Führung für die Wirknadeln 1 kann einen Teil der seitlichen Kräfte aufnehmen, die die eben ausgeformten Nadelmaschen WN beim Versatz auf die Haken der Wirknadeln 1 ausüben. Das Fadengelege wird an seiner Oberseite durch Gegenhalter 50 und 51 gegen ein vertikales Anhe ben gesichert.

Der Wirknadel sind vorzugsweise zwei Legeschienen 41, 42 zugeordnet, die in unterschiedlicher Weise Wirkfäden W in Trikot- oder Fransenlegung zuführen können.

Das Fadengelege G besteht in diesem Fall aus einer zentralen Schuss fadenlage S, aus zwei dieser Schussfadenlage S oben und unten benach barten Diagonalfadenlagen D, D', einer unteren Stehschusslage KR und einer oberen Stehschusslage KL. Die obere Stehschusslage KL wird erst im Bereich der Maschenbildungsstelle durch einen entsprechenden Steh fadenführer 43 zugeführt.

Die Fig. 2 zeigt eine Phase, in der die Wirknadeln 1 nach erfolgtem Na delmaschenversatz unterhalb der Abschlagebene mit ihren Spitzen gerade wieder in das Fadengelege G eindringen. Die zwischen den Nadelgassen angeordneten Abschlagelemente 3 durchgreifen die Faden- oder Faser schar KR und führen das Fadengelege G durch ihren Kontakt mit der unteren Diagonallage D'. Die seitlich versetzten Nadelmaschen WNv untergreifen diese Abschlagelemente 3 und auch die zwischen diesen Abschlagelementen 3 geführten Fasern der Stehfadenschicht KR. Beim fortgesetzten Warenabzug werden die versetzten Nadelmaschen WNv von den freien Enden der Abschlagelemente 3 herunter gezogen.

Diese Ausführungsform hat besondere Vorteile, wenn das Fadengelege in einer gröberen Teilung vorfixiert werden soll. Die Gefahr, dass die Spitzen der Wirknadeln 1 mit den Abschlagelementen kollidieren, ist dann relativ gering.

Mit der Ausführung des Abschlages nach Fig. 3 wird angestrebt, eine Vorverfestigung des Fadengeleges mit einem Maschenverbund geringe rer Feinheit und mit kürzerer Stichlänge vorzunehmen. Zur Vermeidung von Kollisionen der Wirknadeln 1 mit den Abschlagelementen 3 führen die unteren Stehschussfäden oder - fasern KR das Fadengelege G über die Bewegungsebene der Wirknadeln 1.

Zur Vermeidung von Auslenkungen des Fadengeleges G bei der Ab schlagbewegung sind unmittelbar vor der Nadelebene (Ebene der Wirkna deln 1), auf der Seite der Nadelbrust, eine erste Stützbarre 33 mit einem Faserteiler 332 und einer Stützfläche 331 ortsfest angeordnet.

Unmittelbar hinter dem Rücken der Reihe der Wirknadeln 1 befindet sich eine zweite Stützbarre, die wir auch als Abschlagbarre 60 bezeichnen können. Diese Abschlagbarre 60 hat ebenfalls Führungsprofile, die zwi schen Stehfäden oder -fasern KR des Fadengeleges eingreifen. Eine Abschlagnase 61 hält die Austrittsstelle der Nadelmasche aus dem vor hergehenden Stichloch dann, wenn die Wirknadeln 1 in der Abschlagposi tion seitlich versetzt werden.

Diese Ausführung hat den Vorteil, dass sich in der Bewegungsebene der Wirknadeln 1 ausschließlich das Fadengelege G befindet, das durch die Wirknadeln 1 an jeder beliebigen Stelle mühelos durchdrungen werden kann. Kollisionen, die durch unterschiedliche Spannungen der Nadel maschen WNv auftreten können, sind damit ausgeschlossen. Das Faden gelege G selbst ist in diesem Fall ebenso aufgebaut wie das, welches in Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde.

In Fig. 4 ist ein Schnitt entlang der Ebene IV-IV in Fig. 3 gezeigt. Dieser Schnitt wird unmittelbar oberhalb der untersten Stehfaden- oder Stehfa serschicht KR geführt. Die Fig. 4 soll zeigen, wie die Profile 332, 62, 61 an der Stützbarre 33 bzw. der Abschlagbarre 60 ausgebildet und an geordnet sind, so dass sie ihrer Abschlagfunktion und ihrer seitlichen Führungsfunktion hinsichtlich der Stehfasern oder Stehfäden KR und der versetzten Nadelmaschen WNv gerecht werden können.

Die in Fig. 2 von rechts ankommende Faserschar KR wird an der Stütz barre 33 von unten durch die Stützfläche 331 nahe der Bewegungsebene der Wirknadeln 1 geführt.

Unmittelbar in der Ebene, in der die Nadeln in das Fadengelege G ein stechen, sind an der Stützbarre 33 Faserteiler 332 angebracht, die die Faserschicht KR in die Gassen zwischen die Wirknadeln 1 drängen. Ihre Oberkante führt die diagonalen Faden- oder Faserabschnitte D'. Ihre Länge sollte so gewählt werden, dass stets zwei aufeinander folgende diagonale Fäden D' von den Faserteilern 332 gestützt werden. Unmittelbar hinter den Wirknadeln 1 ist die Abschlagbarre 60 angeordnet, die die Faserschicht KR von unten führt. Jeweils hinter den Wirknadeln 1 sind Führungsprofile 62 für die untere Faden- oder Faserschicht KR vorgese hen, die das Fadengelege G in den Gassen führen, die die Faserteiler 332 vorbereitet haben.

Auch diese Führungsprofile 62 stützen mit ihrer oberen Fläche minde stens zwei Fäden der diagonalen Fadenschicht D gleichzeitig ab. Die sog. Abschlagnasen 61, die sich jeweils seitlich hinter jedem Nadelschaft befinden können, halten in der Abschlagposition die Füße der Nadel maschen WNv gegen die Versatzbewegung der Wirknadeln 1 an der vorgegebenen Position und verhindern auf diese Weise wirksam, das Verlagern des Faden- oder Fasergeleges G.

Die Art der Herstellung des Fadengeleges G zur Ausführung der vorlie genden Erfindung demonstriert die Fig. 5. Die Legeanordnung 7 ist im Bereich der oberen Trume der Transportketten 8, 8' angeordnet. Im Lege bereich befindet sich unterhalb der Ebene der oberen Trume ein endloses Transportband 81, das das Fadengelege G in der Phase seiner Her stellung zwischen den Transportketten 8, 8' von unten her stützt. Eine Führungsplatte 82 sichert die exakte Lage des oberen Trums dieses Transportbandes 81.

Auf dieses Transportband 81, dessen oberses Trum sich in Richtung der Kettenwirkmaschine mit ihrer Wirknadelbarre 10 synchron mit den Trans portketten 8, 8' bewegt, wird als erstes die unterste Stehfadenschicht KR als Fadenschar über die Fadenzuführvorrichtung 71 zugeführt. Auf diese erste Fadenschicht KR wird mittels Fadenlegevorrichtung 76 die erste diagonale Fadenlage D' aufgebracht. Die folgende Schusslegevorrichtung 73 spannt eine Fadenschar S zwischen den beiden Transportketten 8, 8', bevor eine weitere Fadenlegevorrichtung 77 die diagonale Fadenlage D um die Haken der Transportketten 8, 8' legt. Als letzte Fadenschar wird die oberste Stehschusslage KL über die Fadenzuführvorrichtung 75 auf das Fadengelege G aufgebracht.

Das so zusammengestellte Fadengelege G wird in der Kettenwirkmaschi ne mittels Wirknadelbarre 10, die Bestandteil der Maschenbildungzone ist, vorverfestigt. Vergleichen Sie hierzu die Fig. 1 und 3. Die Wirknadelbarre 10 bildet einen Maschenverbund aus Platinen-WP und versetzten Nadel maschen WNv. Die versetzten Nadelmaschen WNv halten die untere Stehfadenlage KR am Fadengelege G, während die Platinenmaschen WP, in Trikotlegung vorgelegt, die oberen Stehfaden lagen KL umgreifen.

In Fig. 6, die eine Draufsicht auf die Anlage nach Fig. 5 zeigt, sind jeweils nur die oberen Fadenschichten des Fadengeleges G dargesellt. Im Ab schnitt rechts außen sehen wir die Stehfadenschicht KR. Dem folgt dar über die erste diagonale Fadenlage D'. Anschließend wird die Schuss fadenlage S, die zweite Diagonalfadenlage D und schließlich die obere Fadenlage aus Stehfäden KL gelegt. Nach der Reihe der Wirknadeln 1 ist das fertige, vorfixierte Fadengelege GF angedeutet.

Die Fig. 7 zeigt eine weitere Anlage für die Herstellung eines vorver festigten, mehrschichtigen Faden- und/oder eines Fasergeleges GF'. Der Grundaufbau der Anlage - bezogen auf die Führung und den Transport des Fadengeleges - entspricht demjenigen, der in Bezug auf Fig. 5 be schrieben wurde.

Als erste Schicht wird mittels Fadenzuführvorrichtung 71 für Stehfäden die untere Stehfadenschicht KR auf das Transportband 81 gelegt. Dieser Fadenzuführvorrichtung 71 folgt eine Vlieszuführvorrichtung 72, die über die gesamte Breite ein mehr oder weniger voluminöses Vlies VR mit unterschiedlich gerichteten Faserstrukturen aufbringt. Auf dieses Vlies VR wird mittels Schusslegevorrichtung 73' eine Schar rechtwinklig zur Arbeits richtung gerichteter Schussfäden S zwischen den Transportketten 8, 8' gespannt. Auf diese Schussfäden S wiederum wird eine zweite Vlies schicht VL mittels Vlieszuführvorrichtung 74 aufgelegt, bevor eine Faden zuführvorrichtung 75 für Stehschussfäden die obere Stehfadenlage KL aufbringt und das Fadengelege G' fertigstellt.

Eine derartige Gestaltung der Legeanordnung 7' hat den Vorteil, dass ein erheblicher Teil des Volumens des Fadengeleges GF' - dargestellt in Fig. 9 - nicht durch kostenaufwändige Fäden gefüllt werden muss. Die Stabili tät des Fadengeleges GF' in den Hauptrichtungen - Kette und Schuss - wird durch definiert vorgelegte Fadensysteme KR, KL, S gewährleistet, während die Nebenrichtungen von den Vliesschichten VR, VL bedacht werden, die im wesentlichen den Abstand zwischen den Fäden oder Fasern der Hauptrichtungen bestimmen.

Das mit der genannten Anlage hergestellte Fadengelege GF' ist aus der Fig. 9 ersichtlich. Auf der rechten unteren Seite der Fig. 9 ist die Art der Anbindung der untersten Fadenschicht KR an das Fadengelege GF' mittels versetzter Nadelmaschen WNv des Maschenverbundes gezeigt. Es ist natürlich auch möglich, diese untere Stehfadenschicht KR mittels Schussfasern Z begrenzter Länge in den Maschenverbund einzufügen. Die von den üblichen Maschenstäbchen gebildeten Nadelmaschen WN halten diese Schussfasern Z und diese wiederum die Stehschussfäden KR in ausreichender Festigkeit am Fadengelege GF". Die Schussfasern Z vergrößern das Volumen des Faser- oder Fadengeleges nur unwesentlich und beeinträchtigen - so das gewünscht wird - die Oberflächenstruktur nicht.

In Fig. 8 ist die Legeanordnung 7' der Fig. 7 nochmals als Draufsicht dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Länge der Legeanordnung 7' in dieser Ausführung deutlich geringer ist, als diejenige Legeanordnung 7, die in Bezug auf Fig. 5 und Fig. 6 beschrieben wurde.

In der Fig. 10 ist eine bereits in Bezug auf Fig. 9 erwähnte Verfahrens weise zum Fixieren von Stehschussfäden KR an der Unterseite des Fadengeleges GF" dargestellt. Mit Hilfe einer Zuführvorrichtung - dem Förderband 90 - werden Faserschnitzel Z nahe der Abschlagebene von unten an das Fadengelege G" heran geführt. Diese Faserschnitzel Z werden mit Hilfe eines von unten über eine Luftführungsbarre 91 perma nent nachfüllbaren Luftpolsters an die Stehschussschicht KR herangeführt und dort bis zum Erreichen der Abschlagplatinen 6 gehalten. Diese Fa sern Z werden mittels normaler, nicht unbedingt seitlich versetzter Nadel maschen WN, WNv an mehreren Punkten mit dem Fadengelege GF" verbunden. Die zwischen Maschenstäbchen gespannten Schussfasern fixieren in unregelmäßigen Abständen die Stehschussfäden KR an der rechten Gewirkeseite.

Beschränkt man die Zahl und die Dichte der Fasern Z, sind sie kaum in der optischen Oberflächenstruktur wahrnehmbar. Sie erfüllen aber ihren Zweck - nämlich die Vorfixierung der genannten Fäden (KR) bis zur endgültigen Verfestigung des Werkstückes.

Bezugszeichenliste

1

Wirknadel/Schiebernadel

10

Wirk- oder Schiebernadelbarre

2

Schließdraht, Schieber

20

Schließdrahtbarre, Schieberbarre

3

Abschlagelement

30

Abschlagbarre

301

Stützfläche

31

Spannbarre

32

Stütz- und Führungsbarre

321

Führungsvorsprünge

33

Stützbarre

331

Stützfläche

332

Faserteiler

41

Wirkfadenführer (Legeschiene)

42

Wirkfadenführer (Legeschiene)

43

Stehfadenführer

50

Gegenhaltebarre

51

Gegenhaltebarre

6

Abschlagplatinen

60

,

60

' Abschlagbarre

61

Abschlagnase

62

Führungsprofil

7

,

7

' Legeanordnung

71

Fadenzuführvorrichtung (f. Stehschussfäden)

72

Vlieszuführvorrichtung

73

,

73

' Schusslegevorrichtung

74

Vlieszuführvorrichtung

75

Fadenzuführvorrichtung (f. Stehschussfäden)

76

Fadenlegevorrichtung (diagonal -

1

)

77

Fadenlegevorrichtung (diagonal -

2

)

8

,

8

' Transportketten

81

Transportband

82

Führungsplatte

90

Zuführvorrichtung, Förderband

91

Luftführungsbarre
D, D' Diagonalfadenlage
G, G', G" Fadengelege, Gelege
GF, GF', GF" Fadengelege, vorverfestigt
(K) Stehfaden, Verstärkungselement
KL Stehfaden, Verstärkungselement (linke Gewirkeseite)
KR Stehfaden, Verstärkungselement (rechte Gewirkeseite)
KRT Faserstrang, abgeteilt, gebunden
S Schussfäden, Schussfadenlage
Z Faserschnitzel, Schussfasern
W Wirkfäden
WP Platinenmasche
WN Nadelmasche
WNv Nadelmasche, versetzt
V L Vlies, Verstärkungselement
VR Vlies, Verstärkungselement

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorfixierten Faden- oder Fasergeleges,
das zur Armierung von bandförmigen Halbzeugen aus Kunsstoffen, Harzen oder dgl. dient und
das aus in den einzelnen Schichten in unterschiedlichen Richtungen ausgerichteten Faden- oder Faserscharen besteht,
wobei in mindestens einer der Schichten - einer Stehschussschicht - Faser- oder Fadenscharen parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtet sind,
wobei mindestens eine der Schichten aus Faden- oder Faserscharen besteht, die zwischen Hakenreihen von Transportketten beiderseits einer Legeanordnung zur Herstellung des Fadengeleges aufgespannt werden,
wobei das Faden- oder Fasergelege mit der Geschwindigkeit der genannten Transportketten einer Kettenwirkmaschine zugeführt und dort - zwischen den Transportketten gespannt - mittels Maschen verbund vorfixiert wird und
wobei die Nadel- und Platinenmaschen des Maschenverbundes die Fäden oder Fasern aller Schichten des Faden- oder Fasergeleges einschließen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtete Stehschussschicht (KR) aus Faser- oder Fadenscharen den Nadelmaschen (WN) des Maschenverbundes unmittelbar benachbart angeordnet wird und
dass Nadelmaschen (WN) des Maschenverbundes in der Abschlagphase gegenüber der Arbeitsrichtung durch eine relative Versatzbewe gung der Wirknadeln (1) um mindestens eine Nadelteilung gegen über den Austrittsstellen der Nadelmaschen (WN) aus dem vorher gehenden Stichloch seitlich geneigt ausgerichtet werden, bevor die Wirknadeln (1) zum Zwecke der Ausbildung einer folgenden Ma schenreihe wieder in das Fadengelege (G) eindringen, und
dass die Schenkel der so geneigt fixierten Nadelmaschen (WNv) die Fasern oder Fäden der angrenzenden Stehschussschicht (KR) übergreifen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Fadengelege (G) im Wirkungsbereich der Wirknadeln (1) min destens mittels Transportketten (8, 8') seitlich geführt wird,
dass die in Arbeitsrichtung gespannten Fäden der genannten Steh schussschicht (KR) - vor der Nadelbrust und hinter dem Nadelrüc ken gegen den Abschlagdruck gestützt - das Fadengelege in der Abschlagebene über die Nadelebene führen,
dass die Nadelmaschen (WN), geführt durch die seitlich versetzbaren Haken der Wirknadeln (1), nach dem Überqueren von Fäden oder Fasern der in Arbeitsrichtung gerichteten Schicht (KR) aufgetragen und über die Nadelmasche (WN) der folgenden Maschenreihe abgeschlagen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die unterste Stehschussschicht (KR) des Fadengeleges (G) mittels in Warenabzugsrichtung gerichteter, profilierter Führungsflächen (301; 331; 332; 60, 62) an den Abschlagelementen gestützt und gegen seitliche Auslenkung geführt wird.

4. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorfixierten Faden- oder Fasergeleges,
das zur Armierung von bandförmigen Halbzeugen aus Kunsstoffen, Harzen oder dgl. dient und
das aus in den einzelnen Schichten in unterschiedlichen Richtungen ausgerichteten Faden- oder Faserscharen besteht,
wobei in mindestens einer der Schichten - einer Stehschussschicht - Faser- oder Fadenscharen parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtet sind,
wobei mindestens eine der Schichten aus Faden- oder Faserscharen besteht, die zwischen Hakenreihen von Transportketten beiderseits einer Legeanordnung zur Herstellung des Fadengeleges aufgespannt werden,
wobei das Faden- oder Fasergelege mit der Geschwindigkeit der genannten Transportketten einer Kettewirkmaschine zugeführt und dort - zwischen den Transportketten gespannt - mittels Maschen verbund vorfixiert wird und
wobei die Nadel- und Platinenmaschen des Maschenverbundes die Fäden oder Fasern aller Schichten des Faden- oder Fasergeleges einschließen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die parallel zur Arbeitsrichtung ausgerichtete Stehschussschicht (KR) aus Faser- oder Fadenscharen den Nadelmaschen (WN) des Maschenverbundes unmittelbar benachbart angeordnet wird und
dass zwischen der Abschlagebene und der genannten Stehschuss schicht (KR) quer orientierte Schussfasern (Z) begrenzter Länge zugeführt und von den Nadelmaschen (WN) am Fadengelege (GF') fixiert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden oder Fasern der genannten Stehschussschicht (KR) als zuerst auf einem bewegten Transportband (81) abgelegte, unterste Schicht des Fadengeleges (G) in die Abschlagebene der Kettenwirkmaschine geführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet,
dass auch in der obersten Schicht des Faden- oder Fasergeleges (G, G') Stehschussfäden oder -fasern (KL) zugeführt werden und
dass der Wirkfadenführer (41, 42) gleich- oder gegenlegig zum Versatz der Nadelbarre Trikotlegungen ausführt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der obersten und der untersten Schicht aus Stehschuss fäden (KL, KR) mindestens zwei diagonale Fadenschichten (D, D') und eine zwischen den diagonalen Schichten angeordnete Schicht mit rechtwinklig zur Arbeitsrichtung verlaufenden Faden- oder Faserscharen (Schussfadenscharen S) angeordnet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der obersten und der untersten Schicht aus Stehschuss fäden (KL, KR) mindestens zwei diagonale Fadenschichten (D, D') angeordnet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der obersten und der untersten Schicht aus Stehschuss fäden mindestens zwei Wirrfasern enthaltene Faserschichten (Vlie se VL, VR) und eine, zwischen den beiden Faserschichten (VL, VR) angeordnete Schicht mit rechtwinklig zur Arbeitsrichtung ver laufenden Faden- oder Faserscharen (S) angeordnet werden.

10. Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorverfestigten Faden- oder Fasergeleges
mit einer Legeanordnung zur Herstellung eines Fadengeleges zwischen oberen Trums von mit Haken ausgestatteten Transportketten,
die eine Fadenzuführvorrichtung für Stehschussfäden und
mindestens eine Fadenlegevorrichtung für zwischen den Trans portketten aufzuspannende Fadenscharen aufweist,
mit einem zwischen den Transportketten angeordneten Transportelement zum Stützen und Fördern des Faden- oder Fasergeleges,
mit einer Kettenwirkmaschine, insbesondere einer Nähwirkmaschine, deren Wirknadeln in der Maschenbildungszone das Faden- oder Fasergelege in der Abschlagebene quer durchdringen, und
mit Führungselementen für die Transportketten zwischen der Legean ordnung und der Maschenbildungszone der Kettenwirkmaschine,
zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Fadenzuführvorrichtung (71) für Stehschussfäden im Ein gangsbereich der Legeanordnung (7, 7') angeordnet ist, die ihre Schar von Stehschussfäden (KR) als unterste Schicht des Faden- oder Fasergeleges (G) auf das endlose Transportband (81) führt,
dass die Wirknadelbarre (10) zusätzlich zum Hubantrieb mit einem Ver satzantrieb über mindestens eine Nadelteilung ausgestattet ist und
dass eine Abschlagbarre (30, 33) auf der Seite der Nadelbrust der Wirk nadeln (1) und nahe derselben angeordnet ist und
dass die Abschlagbarre (30, 33) mit Führungselementen (3, 332, 61, 62) für das Stützen gegen die Abschlagrichtung und für das seitliche Führen des Faden- oder Fasergeleges (G) gegen den Nadelma schenversatz ausgestattet ist.

11. Anlage zur Herstellung eines mehrschichtigen, vorverfestigten Faden- oder Fasergeleges
mit einer Legeanordnung zur Herstellung eines Fadengeleges zwischen oberen Trums von mit Haken ausgestatteten Transportketten,
die eine Fadenzuführvorrichtung für Stehschussfäden und
mindestens eine Fadenlegevorrichtung für zwischen den Trans portketten aufzuspannende Fadenscharen aufweist,
mit einem zwischen den Transportketten angeordneten Transportelement zum Stützen und Fördern des Faden- oder Fasergeleges,
mit einer Kettenwirkmaschine, insbesondere einer Nähwirkmaschine, deren Wirknadeln in der Maschenbildungszone das Faden- oder Fasergelege in der Abschlagebene quer durchdringen, und
mit Führungselementen für die Transportketten zwischen der Legean ordnung und der Maschenbildungszone der Kettenwirkmaschine,
zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Fadenzuführvorrichtung (71) für Stehschussfäden im Ein gangsbereich der Legeanordnung (7) angeordnet ist, die ihre Schar von Stehschussfäden als unterste Schicht (KR) des Faden- oder Fasergeleges (G) auf das endlose Transportband (81) führt,
dass unterhalb des Faden- oder Fasergeleges und nahe vor der Ab schlagbarre der Kettenwirkmaschine eine Zuführvorrichtung für eine Schicht von wirr angeordneten Fasern (Z) begrenzter Länge an geordnet ist und
dass zwischen der Zuführvorrichtung (90) und der Abschlagbarre (60') Mittel (Luftführungsbarre 91) vorgesehen sind, die die Fasern (Z) begrenzter Länge an der untersten Schicht (KR) des Faden- oder Fasergeleges (GF") halten.

12. Faden- oder Fasergelege, das mittels Maschenverbund fixiert ist und zur Herstellung eines vorzugsweise bandförmigen armierten Halbzeuges aus Kunststoff oder Harz dient, dadurch gekennzeichnet,
dass die äußeren Fadenlagen des Fadengeleges. (GF, GF') ausschließ lich aus Faden- oder Faserscharen gebildet werden, die als Steh schussfäden (KL, KR) parallel zur Längsachse des bandförmigen Halbzeuges ausgerichtet sind,
dass die Stehschussfäden (KR; KL) durch die Schenkel der Nadelma schen (WNv) auf der rechten Gewirkeseite und durch die Platinen maschen (WP) des Maschenverbundes auf der linken Gewirkeseite des Fadengeleges (GF, GF') fixiert sind.

13. Faden- oder Fasergelege, das mittels Maschenverbund fixiert ist und zur Herstellung eines vorzugsweise bandförmigen armierten Halbzeuges aus Kunststoff oder Harz dient, dadurch gekennzeichnet,
dass die äußeren Fadenlagen des Fadengeleges ausschließlich aus Faden- oder Faserscharen gebildet werden, die als Stehschuss fäden (KL, KR) parallel zur Längsachse des bandförmigen Halb zeuges ausgerichtet sind,
dass die Stehschussfäden (KR, KL) durch die von Nadelmaschen (WN) fixierten Schussfasern (Z) auf der rechten Gewirkeseite und durch die Platinenmaschen (WP) des Maschenverbundes auf der linken Gewirkeseite des Fadengeleges (GF") fixiert sind.

14. Faden- oder Fasergelege nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Vlies (VL, VR) ein vorverfestigter Vlies stoff ist.