-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer eine biaxiale
Gitterstruktur aufweisenden Kettenwirkware mit großen Gitteröffnungen,
wie es beispielsweise aus der
DE 199 57 019 A1 hervorgeht und besonders
für die
Herstellung von sogenannten Geogittern (auch Geo-Grid-Ware genannt) geeignet
ist. Derartige Geogitter weisen eine kreuzweise Anordnung von Kettfäden und
Schussfäden auf,
die an ihren Kreuzungsstellen durch Maschen aus Fixierfäden verbunden
sind.
-
Geogitter
werden im Landschaftsbau, im Straßenbau und im Hochbau verwendet.
Dabei werden große
Mengen großflächiger Geogitter
gebraucht, die somit eine Massenware sind und daher robust und dennoch
preiswert sein müssen.
Für viele Anwendungszwecke
werden die in der
DE
199 57 019 A1 beschriebenen Geogitter noch weiter ausgestaltet,
indem sie eine Kunststoff-Beschichtung
erhalten, mit einem Vlies verbunden werden und ähnliches mehr. Die Kettenwirkware
nach Art der Geogitter wird nicht nur für den engeren Verwendungszweck
des Landschafts- und Straßenbaus
verwendet. Ein bekanntes Einsatzgebiet dieser Gitter sind auch Förderbänder für spezielle
Verwendungszwecke, zum Beispiel in der Textilindustrie (
US 44 33 493 ). Die Erfindung
zielt besonders darauf ab, das eingangs genannte Verfahren zum Herstellen
von Gittern nach Art der Geogitter noch wirtschaftlicher zu gestalten.
-
In
allen Ansprüchen
und in der Beschreibung dieser Anmeldung ist die folgende Sprachregelung getroffen:
Der Ausdruck „große Gitteröffnungen", bedeutet, dass
der Abstand der einzelnen Schussfäden oder der Gruppen von Schussfäden voneinander
ein Mehrfaches der Maschengröße der Fixierfäden beträgt. Für den Abstand
der Kettfäden
oder der Gruppen der Kettfäden
voneinander kann diese Vorschrift gleichfalls erfüllt sein.
Der Abstand beträgt
dann ein Mehrfaches der Maschinenteilung. Die „Kettfäden" sind die in der Verarbeitungs- und
Abzugsrichtung der biaxialen Gitterstruktur verlaufenden Fäden, die in
anderen Druckschriften auch als Stehfäden bezeichnet werden; sie
können
eine Dicke haben, die über
die umgangssprachliche Bedeutung des Wortes Fadens hinausgeht. Wenn
die Maschen der Fixierfäden
entlang den Kettfäden
verlaufen, so ist damit die in der Fachsprache übliche, aber weniger allgemein geläufige Bildung
eines „Maschenstäbchens" gemeint. Eine „Maschenreihe" ohne nähere Angabe verläuft entsprechend
der Fachsprache stets in Schussrichtung. Eine Trikot-Bindung oder
-Legung ist diejenige, wie sie in dem Buch von K.-P. Weber, „Wirkerei
und Strickerei",
Heidelberg 1992, auf den Seiten 167/168 als Grundprinzip dargestellt
und beschrieben ist.
-
Gemäß der
DE 199 57 019 A1 ist
vorgesehen, die Abzugsgeschwindigkeit der fertigen biaxialen Gitterstruktur
periodisch derart zu ändern,
dass sie in den Kreuzungsbereichen der biaxialen Gitterstruktur
geringer ist als im Bereich der Gitteröffnungen. Damit wird bereits
eine erhebliche Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit erreicht.
Dieser Maßnahme
liegt die Überlegung
zugrunde, dass das Verwirken von Kett- und Schussfäden mittels
der Fixierfäden
nur im Bereich der Kreuzungsstellen erforderlich ist, die Wirkwerkzeuge
somit eigentlich abgestellt werden könnten, während die Bereiche der Gitterlücken die
Wirkstation durchlaufen. Ein periodisches An- und Abstellen der Wirkwerkzeuge wäre jedoch
steuerungstechnisch sehr aufwändig
und hat auch wegen der zu bewegenden Massen der Wirkwerkzeuge und
ihres Antriebs beim vollständigen Stillsetzen
und erneuten Beschleunigen aus dem Stillstand besondere Probleme.
Daher lässt
man die Maschenbildung der Fixierfäden auch in den Bereichen der
Gitterlücken
zu und nimmt den dadurch bedingten höheren Verbrauch an Fadenmaterial
in Kauf. Jedoch kann im Bereich der Gitterlücken die Maschenweite der Fixierfäden größer, die
Anzahl der Maschen somit geringer sein als im Bereich der Kreuzungsstellen,
wo die Maschendichte höher
sein muss.
-
Gemäß der
DE 199 57 019 A1 wird
diese veränderliche
Maschenweite vornehmlich dadurch erzielt, dass die Abzugsgeschwindigkeit
der Gitterstruktur periodisch geändert
wird und geringer ist, wenn ihre Kreuzungsbereiche die Wirkstation
durchlaufen, jedoch höher
ist, wenn die Bereiche der Gitterlücken die Wirkstation durchlaufen.
Die Arbeitsgeschwindigkeit der Wirkwerkzeuge kann dabei konstant
bleiben. In der
DE
199 57 019 A1 werden auch schon Hinweise darauf gegeben,
dass man umgekehrt bei gleich bleibender Abzugsgeschwindigkeit der
Gitterstruktur auch die Arbeitsgeschwindigkeit der Wirkwerkzeuge
periodisch verändern
kann, wobei die Wirkwerkzeuge schneller arbeiten, wenn die Kreuzungsbereiche
der Gitterstruktur die Wirkstation durchlaufen, und langsamer, wenn
die Bereiche der Gitterlücken
die Wirkstation durchlaufen. Grundsätzlich ist damit zum Erzielen
einer veränderlichen
Maschenweite das Prinzip aufgezeigt, die Arbeitsgeschwindigkeit
der Wirkwerkzeuge und die Abzugsgeschwindigkeit der biaxialen Gitterstruktur
unabhängig voneinander
betrieblich zu verändern,
wobei die beiden Maßnahmen
auch gleichzeitig erfolgen können. Welcher
der beiden Möglichkeiten
man den Vorzug gibt, wird davon abhängen, wie hoch die Ausgangsgeschwindigkeiten
sind. Zwar erfolgt dabei gleichfalls ein periodisches Abbremsen
und Beschleunigen der Gitterstruktur oder der Wirkwerkzeuge; das
ist aber zumindest derzeit leichter zu bewältigen, als wenn die Wirkwerkzeuge
periodisch vollständig
stillgesetzt und wieder angetrieben werden müssen.
-
Die
Vorgehensweise gemäß der
DE 199 57 019 A1 setzt
voraus, dass die Wirkwerkzeuge unabhängig von den Transportvorgängen der
Kettenwirkmaschine angetrieben und gesteuert werden können. Diese
Ausbildung von Kettenwirkmaschinen gehört zum Stand der Technik, wie
die
DE 198 16 440 C1 belegt,
die ein Verfahren und eine Kettenwirkmaschine mit frei wählbarem
Schussfaden-Musterrapport betrifft. Aus dieser Druckschrift ist
auch der Hinweis bekannt, zur Erhöhung der Mustervielfalt die
Anzahl der bei einem Maschenbildungsvorgang eingewirkten Schussfäden durch
geänderte
Bewegungsabläufe
der Wirkwerkzeuge zu beeinflussen (a.a.O. Spalte 1, Zeilen 17 bis
20). Damit ist ein Stand der Technik gemäß der DE-OS 21 14 700 angesprochen,
wonach durch das Bilden von Henkeln in die Maschen der Fixierfäden die
Maschendichte an den Wirkstellen erhöht werden kann.
-
In
der
DE 199 15 722
A1 werden Möglichkeiten
zur Verbesserung von Geogittern angegeben. Dabei wird vor allem
eine bessere Verbindung von Kettfäden und Schussfäden angestrebt,
ohne zusätzliche
Fixierfäden
oder stärkere
Fixierfäden
zu benötigen.
Hierzu ist vorgesehen, dass in den Bereichen, in denen die Schussfäden die
Kettfäden
kreuzen, die Längen
der Maschen der Fixierfäden
deutlich kürzer sind
als in den dazwischen liegenden Bereichen der Gitterstruktur. Dabei
werden keine Angaben gemacht, wie ein derartiges Geogitter hergestellt
werden soll. Als Vorteil wird für
Geogitter gemäß der
DE 199 15 722 A1 hervorgehoben,
dass eine erhebliche Ersparnis an Fixierfäden und eine vergrößerte Herstellungsgeschwindigkeit
erreicht wird; jedoch wird das im einzelnen nicht näher ausgeführt.
-
Für die Fixierfäden werden
in der
DE 199 15 722
A1 allgemein Kettmaschen vorgeschrieben, die aufgewirkt
oder aufgeraschelt sein können
(a.a.O. Ansprüche
4 und 7). Beispielhaft ist auch in allgemeiner Form eine Trikot-Legung erwähnt (a.a.O.
Beschreibung Spalte 1, Zeilen 19/20 und Spalte 2, Zeile 20). Bevorzugt
wird aber offensichtlich die Fransen-Legung der Fixierfäden, wie
das die
2 und
3 des Ausführungsbeispiels
in der
DE 199 15 722
A1 zeigen. Die Reihe der aus einem einzigen Fixierfaden gebildeten
Maschen – in
der Fachsprache auch Maschenstäbchen
genannt – verläuft längs eines
Kettfadens und umhüllt
diesen sowohl in den Kreuzungsbereichen als auch in den Bereichen
der Gitterlücken, wobei
in den Kreuzungsbereichen auch die Schussfäden mit umhüllt und mit den Kettfäden verbunden werden.
Der Ausdruck „Umhüllen" bedeutet, dass die Kettfäden die
Maschen der Fixierfäden
durchsetzen. Da die Legungsart der geschlossenen Franse vorliegt,
werden die einzelnen Maschenstäbchen
in bekannter Weise durch die Legung allein nicht miteinander verbunden,
und es müssen
zusätzlich
Verbindungsfäden
angeordnet werden. Diese werden gesondert eingewirkt und sollen
die Kettfäden
gegen seitliches Verschieben sichern.
-
Die
Fransen-Legung gemäß der
DE 199 15 722 A1 ist
daher grundsätzlich
schon aufwändig.
Hinzu kommt im Falle der Geogitter noch die Besonderheit, dass diese
im Zuge ihrer zunehmenden Verbreitung mit immer dickeren Kett- und Schussfäden hergestellt
werden. Die Kett- und Schussfäden
bestehen vielfach aus hochfesten Polyester- oder Polyamidgarnen;
aber auch Carbon-, Aramid- und Glasgarne sind einsetzbar. Dabei
sind Kettfäden
mit einer Dicke von bis zu 50.000 tex (Kettfädenbündel) keine Seltenheit. Derartig
dicke Fäden
müssen
seitlich versetzt werden, wenn sie mit den Maschen der Fixierfäden in der
Fransen-Legung umhüllt
werden sollen. Das seitliche Versetzen erfolgt mit Stehfadenplatinen,
und zwar um mindestens eine Teilung. Dieser Vorgang setzt die mögliche Wirkgeschwindigkeit noch
weiter herab.
-
In
der
US 44 72 086 ist
gleichfalls ein Geogitter beschrieben und dargestellt, bei dem Kettfäden und
Schussfäden
durch Fixierfäden
miteinander verbunden werden. Die Fixierfäden werden durch Kettenwirken
in Form von Maschen aufgebracht. Dieses bekannte Geogitter ist mit
denjenigen gemäß der
DE 199 57 019 A1 und
der
DE 199 15 722
A1 nur bedingt zu vergleichen, weil es sehr engmaschig
ist. Jede Masche der Fixierfäden
ist dabei einer Kreuzungsstelle von Kett- und Schussfäden zugeordnet;
es gibt keine Bereiche, in denen die Maschen der Fixierfäden entlang
der Kettfäden
verlaufen, ohne auch Schussfäden
einzuschließen.
In der
US 44 72 086 ist beispielhaft
und ohne Unterscheidung neben anderen Legungsarten auch die Trikot-Legung
erwähnt.
-
Schließlich geht
auch aus der
DE 198
02 135 A1 eine Gitterstruktur hervor, die dort als Flächengebilde
bezeichnet und ähnlich
aufgebaut ist wie das Geogitter gemäß der
US 44 72 086 , aber zur Verwendung
im Bereich der Ballistik bestimmt ist, wobei sie als Splitterschutz,
Stichschutz, Hitzeschutz sowie Vandalismusschutz und dergleichen
dienen soll. Gemäß der
DE 198 02 135 A1 werden
Kettfäden
und Schussfäden
kreuzweise einzeln aufeinander gelegt und an den Kreuzungsstellen
durch Fixierfäden
verbunden, wobei eine Maschenbindung erfolgt, so dass ein Kettengewirk
entsteht. Diese besondere Ausführungsform
ist in den
6 und
7 der
DE 198 02 135 A1 dargestellt.
-
Die
Gitterstruktur gemäß der
DE 198 02 135 A1 ist
regelmäßig aus
einzelnen sich kreuzenden Kettfäden
und Schussfäden
aufgebaut; die Gitteröffnungen
sind verhältnismäßig klein;
ihre Abmessung liegt nach der zeichnerischen Darstellung im Bereich der
Fadendicke und der Maschenweite der Fixierfäden. Dabei ist auch jedem Kreuzungsbereich
von Kett- und Schussfäden
eine Masche der Fixierfäden zugeordnet;
im Bereich der Gitteröffnungen
befinden sich keine zusätzlichen
Maschen. Damit ist die besondere, beim Geogitter gemäß der eingangs
genannten
DE 199 57
019 A1 aufgezeigte Problematik nicht angesprochen.
-
Der
Erfindung liegt demgegenüber
die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte bekannte Verfahren so
zu gestalten, dass bei gleich bleibender Qualität der hergestellten Kettenwirkware
die Produktivität
und dabei die Herstellgeschwindigkeit noch weiter gesteigert werden.
Dabei sollen insbesondere Geogitter und vergleichbare axiale Gitterstrukturen hergestellt
werden.
-
Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs
1.
-
Das
Verfahren gemäß Anspruch
1 vereinigt in einer vorteilhaften Kombination eine Reihe von Maßnahmen,
die einander unterstützen
und ergänzen
und insgesamt zu dem angestrebten Erfolg einer höheren Produktionsgeschwindigkeit
führen.
-
Indem
auch im Bereich der voraussetzungsgemäß großen Gitteröffnungen eine Maschenbildung der
Fixierfäden
zugelassen, jedoch die Maschengröße dort
größer gehalten
wird als in den Kreuzungsstellen, wird von einem günstigen
Kompromiss zwischen einer schnellen, kontinuierlichen Herstellung einerseits
und einem möglichst
geringen Verbrauch an Fixierfäden
andererseits ausgegangen. Indem die Maschen der Fixierfäden in der
Trikot-Legung aufgebracht werden und die Kettfäden die Wirkwerkzeuge ohne
seitlichen Versatz durchlaufen, bleiben die Kettfäden auf
ihrer gesamten Länge
umhüllungsfrei;
damit ist gemeint, dass die Kettfäden nicht mehr die Maschen
der Fixierfäden
durchsetzen, wie das bei der Fransen-Legung nach der
DE 199 15 722 A1 der Fall ist.
Es ergibt sich also ein vollständig
neues Legungsbild. Das Fixieren von Kett- und Schussfäden erfolgt dadurch,
dass diese zwischen den Maschen, die an den Schussfäden anliegen,
und Unterlegungen der Fixierfäden,
die über
die Kettfäden
verlaufen, eingeschlossen werden. Hinzu kommt noch der Vorteil, dass
die Wirkwerkzeuge der Kettfäden
nicht mehr seitlich versetzt werden müssen. Der Wirkvorgang kann
daher mit einer besonders hohen Geschwindigkeit durchgeführt werden.
Dieser Vorteil wird weiter ausgenutzt, indem in den Bereichen der
Gitteröffnungen
die Abzugsgeschwindigkeit der fertigen Gitterstruktur erhöht und nicht
etwa die Arbeitsgeschwindigkeit der Wirkwerkzeuge herabgesetzt wird.
Denn ein periodisches Ändern
der Wirkgeschwindigkeit wird um so komplizierter, je höher die
dabei vorkommenden Spitzenwerte der Wirkgeschwindigkeit sind.
-
In
den Unteransprüchen
sind Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgeführt. Die
Vorgehensweise gemäß Anspruch
2 ist für
die kontinuierliche Massenfertigung besonders geeignet, und die
Legung der Fixierfäden
gemäß Anspruch
3 gewährleistet
eine exakte Lage der Maschen der Fixierfäden auf den Kett- und Schussfäden. Anspruch 4
eröffnet
weitere Anwendungsmöglichkeiten
der erfindungsgemäß hergestellten
Kettenwirkware.
-
Die
Erfindung wird anschließend
anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In
den Figuren ist das Folgende dargestellt:
-
1 ist
eine schematische Ansicht auf eine erfindungsgemäß hergestellte Kettenwirkware
(Geogitter) von oben.
-
2 zeigt
schematisch eine Kettenwirkmaschine, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.
-
3 stellt
die Wirkstation der Kettenwirkmaschine aus 2 in einer
vergrößerten Seitenansicht
dar.
-
4a ist
eine vergrößerte Draufsicht
(linke Seite) auf einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäß hergestellten
Kettenwirkware gemäß l.
-
4b ist
die der 4a entsprechende Unteransicht
(rechte Seite).
-
In 1 ist
eine Kettenwirkware in Form eines Geogitters schematisch in einer
Ansicht von oben dargestellt. Das Geogitter 1 besteht aus
Gruppen von Kettfäden 2,
die auf gleichfalls gruppenweise angeordneten Schussfäden 3 aufliegen.
-
Längs der
Kettfäden 2 erstrecken
sich Maschen von Fixierfäden 4,
die in 1 als leicht zickzack-förmige Linien und kleine Kreise
angedeutet sind.
-
Ersichtlich
ist die Maschengröße der Fixierfäden 4 längs der
Kettfäden 2 unterschiedlich.
Die Maschengröße ist in
den Kreuzungsbereichen 5 der Kett- und Schussfäden 2, 3 geringer
als in den Bereichen der Gitteröffnungen 6.
Der Sinn dieser Ausbildung besteht darin, dass in den Kreuzungsbereichen 5,
welche die Verbindungsstellen bilden, eine geringere Maschengröße benötigt wird
als in den Bereichen der Gitteröffnungen 6,
um jeden Kett- und Stehfaden miteinander zu fixieren.
-
Die
Maschengrößen der
Fixierfäden 4 bilden zugleich
ein Maß für die Ausbildung
des gesamten Geogitters 1. Die Gitteröffnung des Geogitters wird als
groß bezeichnet,
weil der Abstand der Gruppen der einzelnen Schussfäden 3 voneinander
ein Mehrfaches der Maschengröße der Fixierfäden 4 beträgt. Dasselbe
kann für
den Abstand der einzelnen Kettfäden
oder der Gruppen von Kettfäden
gelten.
-
In 2 ist
das Prinzip einer Kettenwirkmaschine dargestellt, auf der das erfindungsgemäße Verfahren
durchgeführt
werden kann. Dabei werden zunächst
die Schussfäden 3 gruppenweise
im Abstand voneinander auf einer Transporteinrichtung angeordnet.
Auf die Gruppen der Schussfäden 3 werden
sodann die Kettfäden 2 abgelegt,
die mittels Lieferwalzen 7 kontinuierlich – aber gleichfalls
mit wechselnder Geschwindigkeit – zugeführt werden. Kettfäden 2 und
Schussfäden 3 werden
in der Wirkstation 8 zusammengeführt. Gleichzeitig werden dort
die Fixierfäden 4,
die von Teilkettbäumen 9 abgezogen werden,
hinzugefügt
und zu Maschen nach dem Prinzip der Trikot-Legung verwirkt. Abzugswalzen 10 dienen
dazu, dass nunmehr fertige Geogitter kontinuierlich aus der Wirkstation 8 in
Richtung des Pfeiles 18 abzuziehen.
-
Der
Abzug des fertigen Geogitters 1 erfolgt mit periodisch
wechselnder Abzugsgeschwindigkeit, wobei der Abzug schneller erfolgt,
wenn die Bereiche der Gitteröffnungen
die Wirkstation 8 durchlaufen, und langsamer, wenn die
Kreuzungsbereiche 5 die Wirkstation 8 durchlaufen.
Auf diese Weise kommt das in 1 prinzipiell
dargestellte Maschenbild zustande.
-
In 3 sind
Einzelheiten der Wirkstation 8 in einem vergrößertem Maßstab dargestellt.
Mit 3 sind Schussfaden bezeichnet, die an der Wirkstelle unter
die gruppenweise herangeführten
Kettfäden 2 geschoben
werden. Mit 4 ist wieder der über Lochnadeln 11 eingebrachte
Fixierfaden bezeichnet. Eine Schussfaden-Vorbringerplatine 12 bewegt
die Schussfaden 3 an die Wirkstelle 13, wo mittels
der Schiebernadel 14 und des Schiebers 15 die
Maschenbildung erfolgt, wie das dem Fachmann geläufig ist. Die Bezugsziffer 16 bezeichnet
eine Abschlagplatine und 17 eine Steh- bzw. Kettfadenplatine.
-
Auch
wenn Kettfäden 2 von
erheblicher Dicke zum Einsatz kommen, werden die Kettfäden 2 beim
Durchlaufen der Wirkwerkzeuge seitlich nicht versetzt. Es trägt entscheidend
zur Beschleunigung des Produktionsvorganges bei, wenn die Wirkwerkzeuge
der Kettfäden 2 nicht
mehr bei jeder Maschenreihe um mindestens eine Nadelteilung seitlich
versetzt werden müssen.
Da bei der Trikot-Bindung die Maschenbildung abwechselnd auf zwei
benachbarten Nadeln erfolgt, entstehen schräg liegende Unterlegungen 19,
die die Kettfäden 2 zwischen
sich einschließen
können.
Die Kettfäden 2 bleiben
auf ihrer gesamten Länge
umhüllungsfrei.
Die Verbindung von Kettfäden 2 und
Schussfaden 3 erfolgt dadurch, dass die Schussfaden 3 unter
sich die Maschen der Fixierfaden und über sich die Kettfäden mit
den darauf liegenden Unterlegungen 19 haben.
-
Beim
praktischen Vorgehen in der großtechnischen
Produktionsweise werden grundsätzlich
in kontinuierlichen Fördervorgängen die
Schussfäden 3 gruppenweise
im Abstand voneinander unter die in der Abzugsrichtung des fertigen
Geogitters 1 verlaufenden Kettfäden 2 geschoben. Das
Prinzip der Legung ist in den 4a und 4b dargestellt.
Diese Figuren zeigen das besondere Beispiel der gegenläufigen Doppel-Trikot-Legung,
wobei in 4a eine Ansicht von oben (fachsprachlich
die linke Seite) und in 4b die
Ansicht von unten (fachsprachlich die rechte Seite) dargestellt
ist. Die 4a und 4b lassen
besonders deutlich die Unterlegungen 19 und Maschen 20 der
Fixierfäden 4 und
deren Zuordnung zu den Kettfäden 2 und
Schussfäden 3 erkennen.
-
Mit
der Vorgehensweise gemäß der Erfindung
ist somit in einem glücklichen
Griff eine Auswahl aus vielfältigen,
im Stand der Technik angebotenen Möglichkeiten getroffen und zu
einer besonders vorteilhaften Kombination zusammengeführt.
-
- 1
- Geogitter
- 2
- Kettfäden
- 3
- Schussfäden
- 4
- Fixierfäden
- 5
- Kreuzungsbereich
- 6
- Gitteröffnung
- 7
- Lieferwalzen
- 8
- Wirkstation
- 9
- Teilkettenbaum
- 10
- Abzugswalzen
- 11
- Lochnadeln
- 12
- Schussfaden-Vorbringer-Platine
- 13
- Wirkstelle
- 14
- Schiebernadel
- 15
- Schieber
- 16
- Abschlagplatine
- 17
- Steh-
bzw. Kettfadenplatine
- 18
- Richtungspfeil
- 19
- Unterlegung
- 20
- Maschen
der Fixierfäden